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    建筑玻璃抗風壓設計計算新方法

    來源:2009年會論文集  作者:劉忠偉  日期:2009-4-7
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    摘要:本文介紹的建筑玻璃抗風壓設計計算方法考慮了矩形玻璃長寬比、平板玻璃、半鋼化玻璃和鋼化玻璃內應力狀態以及中空玻璃荷載分配系數等因素,較之目前采用的僅考慮玻璃抗風壓調整系數計算玻璃的最大許用面積的方法精確高.
    關鍵詞:建筑玻璃;抗風壓;計算方法


      【專家檔案】
      專家姓名:劉忠偉
      技術職稱:教授級高級工程師,工學博士 
      技術職務:主任 
      專長:建筑玻璃應用科學與技術、建筑物理、建筑節能建筑幕墻、門窗等專業的設計與研究。

    從事專業: 1.建筑幕墻設計與計算。 2.建筑幕墻應用技術咨詢;《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113主編。<<<<專家詳細資料及論文集

      1.前言
      建筑玻璃在風荷載作用下是典型的薄板彎曲問題,薄板在垂直荷載作用下的彎曲同題在彈性力學中有解析解,可準確計算薄板中最大彎曲應力和位置以及最大撓度和位置。但彈性力學解決薄板彎曲問題的基本假設之一是薄板的最大撓度不超過板厚的三分之一,建筑玻璃厚度一般為4m一15mm之間,在彈性力學范圍內允許的玻璃撓度變形一般為lmm一5mm,而實際上玻璃在風荷載作用下的撓度變形一般可達幾十毫米,甚至上百毫米,已遠遠超出彈性力學的適用范圍,繼續采用彈性力學的方法計算出的結果過于保守,原因是其幾何非線性必須加以考慮。目前在日本和澳大利亞采用一種半理論、半經驗的計算公式,經試驗驗證,計算結果與實驗結果比較符合。日本的公式:

      在公式(1)、(2)和(3)中,對于任何長寬比的矩形玻璃,都采用同一面積,這里存在著誤差,因為同等面積條件下,不同長寬比的矩形玻璃,其承載力是不同的。對于平板玻璃、半鋼化玻璃鋼化玻璃.僅采用抗風壓調整系數處理也存在著誤差,因為這三種玻璃沿玻璃斷面內應力分布是不同的,因此其承載力也不同。由于玻璃在風荷載作用下的力學性能研究試驗量巨大,耗時長,因此各國在當時基本上都是采用類似的計算方法,我國的工程行業標準《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113-2003也采了這種方法,基本能滿足設計要求。

      澳大利亞國家標準AS1288 2006版中采用了新的方法,考慮了矩形玻璃長寬比的影響,將原來計算玻璃板面積,改為計算不同長寬比條件下的最大跨度?紤]了不同種類玻璃的各自特性,對平板玻璃、半鋼化玻璃和鋼化玻璃分別采用不同的計算參數。中空玻璃由原來兩片玻璃同時考慮,改為按荷載分配系數各自獨立計算,同時增加了玻璃板撓度限值計算方法,其精確度比1989版的更高、更合理、更全面,本文在此介紹這種新方法。

      2.玻璃承載力極限狀態計算

    表3 半單片鋼化玻璃


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