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地板玻璃應(yīng)用技術(shù)要點

來源:《建筑幕墻創(chuàng)新與發(fā)展》  作者:劉忠偉  日期:2017-4-19
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  摘要:近年來,地板玻璃在室內(nèi)外和旅游景點得到大量應(yīng)用。本文根據(jù)《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113—2015的有關(guān)規(guī)定,給出了地板玻璃的材料選擇、構(gòu)造要求和計算方法,可在工程實際中應(yīng)用。
  關(guān)鍵詞 地板玻璃;材料選擇;構(gòu)造要求;計算方法

本文摘自:《建筑幕墻創(chuàng)新與發(fā)展》未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載

  1 前言

  地板玻璃在室內(nèi)外都有應(yīng)用,特別是大型公共建筑(詞條“公共建筑”由行業(yè)大百科提供),地板玻璃是很常見的。近幾年在一些旅游景點也設(shè)置有玻璃棧道,讓人們享受走在上面心理發(fā)抖、兩腿哆嗦、兩眼眩暈、大腦空白的感覺。走在玻璃棧道上之所以感到如此恐怖是因為其一地板玻璃是透明的,走在上面人會有凌空感;其二走在上面的人時刻擔(dān)心地板玻璃會破碎,因為日常生活給人的經(jīng)驗是玻璃板非常脆,很容易破碎。盡管玻璃是脆性材料,不宜作為結(jié)構(gòu)材料使用,但是只要嚴(yán)格按照《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113選擇玻璃和設(shè)計,是可以制作出安全可靠的地板玻璃的。本文依據(jù)《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113詳述地板玻璃的應(yīng)用技術(shù)要點。

  2 玻璃選擇

  玻璃為脆性材料,易破裂鋼化玻璃有自爆現(xiàn)象,而且有局部破壞時整體立即爆裂(詞條“爆裂”由行業(yè)大百科提供)的破壞特點,因此 ,應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)有一層玻璃破壞時,地板玻璃仍然有足夠的承載力(詞條“承載力”由行業(yè)大百科提供),所以地板玻璃必須采用夾層玻璃。點支承地板玻璃在支撐點會產(chǎn)生應(yīng)力集中,鋼化玻璃強(qiáng)度較高,可減少玻璃破壞,所以點支撐地板玻璃必須采用鋼化夾層玻璃。地板玻璃必須采用夾層玻璃是強(qiáng)制性條文,必須執(zhí)行。地板夾層玻璃的單片厚度相差不宜大于3mm,且夾層膠片厚度不應(yīng)小于0.76mm。框支承地板玻璃單片厚度不宜小于8mm,點支承地板玻璃單片厚度不宜小于10mm,由于對地板玻璃變形要求極嚴(yán)格,因此應(yīng)盡量采用厚玻璃。樓梯踏板玻璃表面應(yīng)做防滑處理,避免行人滑倒發(fā)生意外。除非作觀光玻璃棧道,地板玻璃宜作非透明處理,表面行走在地板玻璃上的人恐慌和不雅透視。地板玻璃的孔、板邊緣均應(yīng)進(jìn)行機(jī)械磨邊和倒棱,磨邊宜細(xì)磨,倒棱寬度不宜小于1mm,細(xì)磨邊可消除玻璃加工過程中產(chǎn)生的玻璃邊緣微裂縫,提高玻璃強(qiáng)度。

  3 構(gòu)造要求

  地板玻璃宜采用隱框支承或點支承。點支承地板玻璃連接件宜采用沉頭式或背栓式連接件。地板玻璃為供人行走及放置家具等的地面,故不適合有凸出地面的連接件等妨礙人行的物體。見下圖:

圖1 隱框地板玻璃

圖2 點式地板玻璃

  地板玻璃之間的接縫不應(yīng)小于6mm,采用的密封膠位移能力應(yīng)大于玻璃板縫位移量計算值。硅硐建筑密封膠填塞的縫隙可以釋放溫度應(yīng)力和消除裝配誤差。膠縫小于6mm時很難保證施工質(zhì)量。膠條(詞條“膠條”由行業(yè)大百科提供)在人行或外力作用下有脫落(詞條“脫落”由行業(yè)大百科提供)的可能,因此不提倡使用普通的膠條密封。地板玻璃及其連接應(yīng)能夠適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的變形。

  4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

  地板玻璃承受的風(fēng)荷載活荷載應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定。地板玻璃不應(yīng)承受沖擊荷載。玻璃屬于脆性材料,而且還存在整體破壞的危險。因此不應(yīng)承受動荷載。動荷載是指動態(tài)作用使地板玻璃產(chǎn)生的加速度不可忽略不計的作用。例如較大的設(shè)備震動等。人行及人的沖擊荷載對地板玻璃產(chǎn)生的加速度一般均可忽略不計,屬于靜荷載。地板玻璃板面撓度不應(yīng)大于其跨度的1/200。對框支承地板玻璃,跨度是指短邊邊長;對點支承地板玻璃,跨度是指支承點間長邊邊長。玻璃地板也是地板的一種,走在上面應(yīng)給人以安全感,特別是玻璃地板更是如此,所以對地板玻璃撓度變形應(yīng)嚴(yán)格限制,本條參考《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010中對屋蓋(詞條“屋蓋”由行業(yè)大百科提供)樓板及樓梯的撓度限值。地板玻璃由于承受永久荷載,因此其設(shè)計許用強(qiáng)度采用長期荷載作用下玻璃強(qiáng)度設(shè)計值

  地板玻璃最大應(yīng)力不得超過長期荷載作用下的強(qiáng)度設(shè)計值,玻璃在長期荷載作用下的強(qiáng)度設(shè)計值可按《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113采用。

  4.1框支承地板玻璃設(shè)計計算

  框支承地板玻璃強(qiáng)度計算時,應(yīng)取夾層玻璃的單片玻璃計算。夾層玻璃是由兩層以上單片玻璃組合而成,因此夾層玻璃的強(qiáng)度取單片玻璃核算。夾層玻璃每片玻璃的變形是完全相同的,因此荷載分配系數(shù)服從玻璃厚度三次方關(guān)系。夾層玻璃可等效成一片單片玻璃,其厚度稱為等效厚度。由于地板玻璃變形限制很嚴(yán),一般允許變形不超過玻璃板厚。此時其幾何非線性效應(yīng)不明顯,可以按照線性方法計算,計算精度滿足工程需要。具體計算如下:

  作用在夾層玻璃單片上的荷載可按下式計算:

  式中: —分配到第i片玻璃上的荷載基本組合設(shè)計值;

  —第i片玻璃的厚度;

  —夾層玻璃的等效厚度;

  —作用在地板玻璃上荷載基本組合設(shè)計值。

  夾層玻璃的等效厚度 可按下式計算:

  式中:—夾層玻璃的等效厚度;

  —分別為各單片玻璃的厚度;

  —夾層玻璃的層數(shù)。

  夾層玻璃中的單片玻璃的最大應(yīng)力可用有限元方法計算,也可按下式計算:

  式中: —第i片玻璃的最大應(yīng)力, ;

  —作用于第i片地板玻璃的荷載基本組合設(shè)計值, ;

  —矩形玻璃板短邊邊長,mm;

  —玻璃的厚度,mm;

  -彎矩系數(shù),可根據(jù)玻璃板短邊與長邊的長度之比按表1取值。

表1四邊支承玻璃板的彎矩數(shù)

0.00

0.25

0.33

0.40

0.50

0.55

0.60

0.65

0.1250

0.1230

0.1180

0.1115

0.1000

0.0934

0.0868

0.0804

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

0.0742

0.0683

0.0628

0.0576

0.0528

0.0483

0.0442

  注:是玻璃板短邊與長邊的長度之比。

  計算框支承地板夾層玻璃的最大撓度可按等效單片玻璃計算。計算框支承地板夾層玻璃的剛度時,應(yīng)采用夾層玻璃的等效厚度。在垂直于玻璃平面的荷載作用下,框支承地板玻璃的單片玻璃的最大撓度,可用有限元方法計算,也可按下列公式計算:

  式中: —在垂直于地板玻璃的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值作用下最大撓度,mm;

  —垂直于該片地板玻璃的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值 ;

  —撓度系數(shù),可根據(jù)玻璃短邊與長邊的長度之比按表2選用;

  —玻璃的剛度, ;

  —玻璃的彈性模量,可按0.72 *105取值 ;

  泊松比,可按0.2取值。

表2四邊支承板的撓度系數(shù)

0.00

0.20

0.25

0.33

0.50

0.55

0.60

0.65

0.01302

0.01297

0.01282

0.01223

0.01013

0.00940

0.00867

0.00796

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

0.00727

0.00663

0.00603

0.00547

0.00496

0.00449

0.00406

  注:是玻璃板短邊與長邊的長度之比。

  4.2 四點支承地板玻璃設(shè)計計算

  四點支承地板玻璃的單片玻璃最大應(yīng)力可用有限元方法計算,也可按下式計算:

  式中: —第i片玻璃的最大應(yīng)力, ;

  —作用于第i片地板玻璃的荷載基本組合設(shè)計值, ;

  —支承點間玻璃面板長邊邊長,mm;

  —玻璃的厚度,mm;

  —彎矩系數(shù),可根據(jù)支承點間玻璃板短邊與長邊的長度之比按表3取值。

表3四點支承玻璃板的彎矩系數(shù)

0.00

0.20

0.30

0.40

0.50

0.55

0.60

0.65

0.125

0.126

0.127

0.129

0.130

0.132

0.134

0.136

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.0

0.138

0.140

0.142

0.145

0.148

0.151

0.154

  注:是玻璃板短邊與長邊的長度之比。

  夾層玻璃的撓度可按單片玻璃計算,但在計算玻璃剛度 時,應(yīng)采用等效厚度 。在垂直于玻璃平面的荷載作用下,單片玻璃跨中撓度可用有限元方法計算,也可按下列公式計算:

  式中: —在垂直于該片地板玻璃的荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度最大值,mm;

  —垂直于該片地板玻璃的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值, ;

  —撓度系數(shù),可根據(jù)玻璃支承點間短邊與長邊的長度之比按表4選用;

  —玻璃的剛度, ;

  —玻璃的彈性模量,可按0.72 取值;

  —泊松比。

表4四點支承板的撓度系數(shù)

0.00

0.20

0.30

0.40

0.50

0.55

0.60

0.65

0.01302

0.01317

0.01335

0.01367

0.01417

0.01451

0.01496

0.01555

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.0

0.01630

0.01725

0.01842

0.01984

0.02157

0.02363

0.02603

  注:是玻璃板短邊與長邊的長度之比。

  5 結(jié)束語

  門窗玻璃幕墻是建筑玻璃應(yīng)用于建筑的四個立面,采光頂是建筑玻璃應(yīng)用于建筑的第五面,地板玻璃可稱為建筑玻璃應(yīng)用于建筑的第六面,地板玻璃的采用標(biāo)志著建筑玻璃在建筑物上的全面應(yīng)用。

本文摘自:《建筑幕墻創(chuàng)新與發(fā)展》未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載

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專家介紹

 劉忠偉

鋁門窗幕墻委員會專家組

工作單位:北京中新方建筑科技研究中心

技術(shù)職稱:教授級高級工程師,工學(xué)博士

專業(yè):1.建筑幕墻設(shè)計與計算。 2.建筑幕墻應(yīng)用技術(shù)咨詢;《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113主編。

專長:建筑玻璃應(yīng)用科學(xué)與技術(shù)、建筑物理、建筑節(jié)能、建筑幕墻、門窗等專業(yè)的設(shè)計與研究。

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2017-4-19/42831-1.htm
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