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行成于思毁于随
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2019-01-10 17:48:33 | 分类:默认分类| 标签:

摘要:本文介绍的建筑玻璃抗风压设计计算方法考虑了矩形玻璃长宽比、平板玻璃、半钢化玻璃和钢化玻璃内应力状态以及中空玻璃荷载分配系数等因素,较之目前采用的仅考虑玻璃抗风压调整系数计算玻璃的最大许用面积的方法精确高.关键词:建筑玻璃;抗风压;计算方法

1.前言  建筑玻璃在风荷载作用下是典型的薄板弯曲问题,薄板在垂直荷载作用下的弯曲同题在弹性力学中有解析解,可准确计算薄板中最大弯曲应力和位置以及最大挠度和位置。但弹性力学解决薄板弯曲问题的基本假设之一是薄板的最大挠度不超过板厚的三分之一,建筑玻璃厚度一般为4m一15mm之间,在弹性力学范围内允许的玻璃挠度变形一般为lmm一5mm,而实际上玻璃在风荷载作用下的挠度变形一般可达几十毫米,甚至上百毫米,已远远超出弹性力学的适用范围,继续采用弹性力学的方法计算出的结果过于保守,原因是其几何非线性必须加以考虑。目前在日本和澳大利亚采用一种半理论、半经验的计算公式,经试验验证,计算结果与实验结果比较符合。日本的公式:

建筑玻璃抗风压设计计算新方法(转)

  在公式(1)、(2)和(3)中,对于任何长宽比的矩形玻璃,都采用同一面积,这里存在着误差,因为同等面积条件下,不同长宽比的矩形玻璃,其承载力是不同的。对于平板玻璃、半钢化玻璃和钢化玻璃.仅采用抗风压调整系数处理也存在着误差,因为这三种玻璃沿玻璃断面的内应力分布是不同的,因此其承载力也不同。由于玻璃在风荷载作用下的力学性能研究试验量巨大,耗时长,因此各国在当时基本上都是采用类似的计算方法,我国的工程行业标准《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003也采了这种方法,基本能满足设计要求。  澳大利亚国家标准AS1288 2006版中采用了新的方法,考虑了矩形玻璃长宽比的影响,将原来计算玻璃板面积,改为计算不同长宽比条件下的最大跨度。考虑了不同种类玻璃的各自特性,对平板玻璃、半钢化玻璃和钢化玻璃分别采用不同的计算参数。中空玻璃由原来两片玻璃同时考虑,改为按荷载分配系数各自独立计算,同时增加了玻璃板挠度限值计算方法,其精确度比1989版的更高、更合理、更全面,本文在此介绍这种新方法。  2.玻璃承载力极限状态计算

建筑玻璃抗风压设计计算新方法(转)

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表3 半单片钢化玻璃

 

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建筑玻璃抗风压设计计算新方法(转)

  由于夹丝玻璃、压花玻璃和平板玻璃同属退火玻璃,其沿玻璃厚度断面方向内应力相似,计算夹丝玻璃和压花玻璃最大许用跨度时,可按表1中平板玻璃的k1、k2、k3、k4采用相应系数,风荷载设计值应除以抗风压调整系数。由于夹层玻璃厚度按玻璃净厚度计算,中间层胶片不计算在内,其受力状态与真空玻璃相似,因此计算真空玻璃最大许用跨度时,可按表4普通夹层玻璃的k1,、k2、k3、k4采用相应系数。计算半钢化夹层玻璃和钢化夹层玻璃最大许用跨度时,可按表4中普通夹层玻璃采用相应系数。风荷载设计值应除以抗风压调整系数。抗风压调整系数可按表5采用。

建筑玻璃抗风压设计计算新方法(转)

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  4中空玻璃   作用在中空玻璃上的风荷载可按荷载分配系数分配到每片玻璃上,荷载分配系数可按下式计算:

建筑玻璃抗风压设计计算新方法(转)

  对于两片等厚度的中空玻璃,荷载分配系数k等于4.625。   中空玻璃的承载力极限状态设计和正常使用极限状态设计可按分配到每片玻璃上的风荷载按单片玻璃分别计算。中空玻璃两片玻璃之间的传力是靠间隙层中的气体,对于风荷载这种瞬时荷载.气体也会在一定程度上被压缩.因此荷载分配系数适当加大是合理的。


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