玻璃采光顶强度对比计算
我们根据玻璃幕墙(采光顶)计算的相关规范做一下比较,看看同种玻璃材料相同规格,不同安装方式的抗拉强度的比较,即点驳接式与框架结构胶胶结玻璃板块的抗拉强度对比。
1.框架式采光顶玻璃板块应力计算公式
垂直于玻璃平面的荷载作用下,其最大应力σ1w可按下式计算:
σ1=6m1Sa2/t2 η1
式中 σ1──荷载作用下玻璃最大应力(N/mm2); ---
S──荷载设计值(N/mm2);
a── 玻璃短边边长 (mm)
t── 玻璃的厚度mm; 中空玻璃的厚度取单片外侧玻璃厚度的1.2 倍;
夹层玻璃的厚度取单片玻璃厚度的1.25倍;
m1──系数,可按边长比a/b由表1查出 (b为长边边长);
η1──折减系数。由表2查的。
表1
a/b |
0.00 |
0.25 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.55 |
0.60 |
0.65 |
|||||||
m1 |
0.125 |
0.1230 |
0.1180 |
0.1115 |
0.1000 |
0.0934 |
0.0868 |
0.0804 |
|||||||
a/b |
0.70 |
0.75 |
0.80 |
0.85 |
0.90 |
0.95 |
1.00 |
||||||||
m1 |
0.0742 |
0.0683 |
0.0628 |
0.0576 |
0.0528 |
0.0483 |
0.0442 |
表2中θ=Sα4/(Et4) , 从表2中可以看出,折减系数由1.0—0.5,在这里考虑框架采光顶σ1应该取最大值,因此,η1取1.0.则:
θ | ≤5.0 | 10.0 | 20.0 | 40.0 | 60.0 | 80.0 | 100.0 |
η1 | 1.00 | 0.96 | 0.92 | 0.84 | 0.78 | 0.73 | 0.68 |
θ | 120.0 | 150.0 | 200.0 | 250.0 | 300.0 | 350.0 | ≥400 |
η1 | 0.65 | 0.61 | 0.57 | 0.54 | 0.52 | 0.51 | 0.50 |
σ1=6m1Sα2/t2
2.点式采光顶玻璃板块应力计算公式
垂直于玻璃平面的荷载作用下,其最大应力σ1w可按下式计算:
σ2=6m2Sb2/t2 η2
式中 σ1──荷载作用下玻璃最大应力(N/mm2);
S──荷载设计值(N/mm2);
b── 玻璃长边边长 (mm)
t── 玻璃的厚度mm; 中空玻璃的厚度取单片外侧玻璃厚度的1.2 倍;
夹层玻璃的厚度取单片玻璃厚度的1.25倍;
M2──系数,可按边长比a/b由表3查出 (b为长边边长);
η2──折减系数。由表4查的。
表3
a/b | 0.00 | 0.25 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.55 | 0.60 | 0.65 | |||||||
m2 | 0.125 | 0.126 | 0.127 | 0.129 | 0.130 | 0.132 | 0.134 | 0.136 | |||||||
a/b | 0.70 | 0.75 | 0.80 | 0.85 | 0.90 | 0.95 | 1.00 | ||||||||
m2 | 0.138 | 0.140 | 0.142 | 0.145 | 0.148 | 0.151 | 0.154 |
表4中θ=Sα4/(Et4) , 从表4中可以看出,折减系数由1.0—0.5,在这里考虑点式玻璃采光顶σ2 与框架玻璃采光顶做比较时,为了更好地说明问题,这里σ2 取最小值,因此,η2取0.50.则:
θ |
≤5.0 |
10.0 |
20.0 |
40.0 |
60.0 |
80.0 |
100.0 |
η1 |
1.00 |
0.96 |
0.92 |
0.84 |
0.78 |
0.73 |
0.68 |
θ |
120.0 |
150.0 |
200.0 |
250.0 |
300.0 |
350.0 |
≥400 |
η1 |
0.65 |
0.61 |
0.57 |
0.54 |
0.52 |
0.51 |
0.50 |
σ2=6m2Sb2/t2 *0.5
2.应力比较
框架式采光顶玻璃板块应力σ1与点式支承采光顶玻璃板块应力σ2比较
σ1/σ2=(6m1Sα2/t2)/ (6m2Sb2/t2 *0.5)
=2*(m1/m2)*(α/ b) 2
那么,相同玻璃品种规格,相同荷载等条件下,框架式与点式玻璃采光顶应力比较见表5
表5
a/b | 0.00 | 0.25 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.55 | 0.60 | 0.65 |
m1 | 0.1250 | 0.1230 | 0.1180 | 0.1115 | 0.1000 | 0.0934 | 0.0868 | 0.0804 |
m2 | 0.125 | 0.126 | 0.127 | 0.129 | 0.130 | 0.132 | 0.134 | 0.136 |
σ1/σ2 | 0.000 | 0.122 | 0.206 | 0.276 | 0.384 | 0.418 | 0.466 | 0.50 |
a/b | 0.70 | 0.75 | 0.80 | 0.85 | 0.90 | 0.95 | 1.00 | |
m1 | 0.0742 | 0.0683 | 0.0628 | 0.0576 | 0.0528 | 0.0483 | 0.0442 | |
m2 | 0.138 | 0.140 | 0.142 | 0.145 | 0.148 | 0.151 | 0.154 | |
σ1/σ2 | 0.528 | 0.548 | 0.566 | 0.574 | 0.578 | 0.577 | 0.574 |
相同玻璃品种规格,相同荷载等条件下,框架式采光顶玻璃板块计算折减系数取1.0,点式玻璃板块的折现系数取0.5,框架式采光顶玻璃板块应力仅为点式玻璃板块的(0.122~0.578)倍。这说明框架式玻璃板块承受强度能力增加。