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          玻璃幕墻結構計算

          來源:中國幕墻網收集整理  作者:田 瑋  日期:2006-2-6
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              1.前言

             隨著建筑業的發展,玻璃幕墻得到了廣泛使用,修訂版《玻璃幕墻工程技術規范》(JGJ 102-2003)的發布,標志我國幕墻行業的技術標準跨上了新臺階。為助于幕墻行業工程技術人員理解、應用此規范,確保幕墻結構的安全性、可靠性,特撰寫此文。本文包括結構設計基本規定
              4.5.1.2地震作用標準值產生的應力
             已知qek=0.147(kPa),
              外片玻璃所受的地震作用標準值:

              qek1=qekt13/(t13+t23)=0.147×63/(63+63)=0.07(kPa)
              內片玻璃所受的地震作用標準值:

              qek2=qekt23/(t13+t23)=0.147×63/(63+63)=0.07(kPa)
              所以外片玻璃板最大應力(暫未考慮折減系數η):

              σek1=6mqek1a2/t12=6×0.0868×0.07×12002/62=1.46(MPa)
              內片玻璃板最大應力(暫未考慮折減系數η):

              σek2=6mqek2a2/t22=6×0.0868×0.07×12002/62=1.46(MPa)

              4.5.1.3應力折減系數
              θ1=(wk1+0.5qek1)a4/(Egt14)=(1.14+0.5×0.07)×10-3×12004/(7.2×104×64)=26.1
              θ2=(wk2+0.5qek2)a4/(Egt24)=(1.14+0.5×0.07)×10-3×12004/(7.2×104×64)=26.1
              查表得:應力折減系數η1=η2=0.896

              4.5.1.4應力組合設計值
              外片玻璃板最大組合應力(考慮折減系數):

              σ1=η1(ψwγwσwk1+ψeγeσek1)=0.896×(1.0×1.4×23.75+0.5×1.3×1.46)=30.64(MPa)         內片玻璃板最大組合應力(考慮折減系數):

             σ2=η2(ψwγwσwk2+ψeγeσek2) =0.896×(1.0×1.4×23.75+0.5×1.3×1.46)=30.64(MPa)
             4.5.2玻璃剛度計算

             4.5.2.1玻璃等效厚度
              te==7.56(mm)

             4.5.2.2玻璃剛度
             D=Egte3/[12×(1-ν2)]=7.2×104×7.563/[12×(1-0.22)]=2700508(N·mm)

             4.5.2.3撓度折減系數
             θ=wka4/(Egte4)=2.27×10-3×12004/(7.2×104×7.564)=20
             查表得:撓度折減系數η=0.92

             4.5.2.4撓度系數
             按a/b=0.6,查得四邊簡支玻璃板的撓度系數μ=0.00867

             4.5.2.5跨中撓度
             在風荷載標準值作用下,玻璃板跨中撓度:

             df=η(μwka4)/D=0.92×(0.00867×2.27×10-3×12004)/2700508=13.9(mm)
             5.結構膠計算

             5.1結構膠尺寸構造要求
             粘接寬度cs≥7mm,粘接厚度ts≥6mm,且2ts≥cs≥ts。


             5.2結構膠強度設計值
             結構膠在風荷載或地震作用下的強度設計值:f1=0.2(MPa)
             結構膠在永久荷載作用下的強度設計值:f2=0.01(MPa)

             5.3結構膠粘接寬度計算
             結構膠粘接寬度CS取以下兩種情況的較大值:

             在風荷載和水平地震作用下,結構膠粘接寬度
             cs1=(w+0.5qe)a/(2000f1)
             在玻璃永久荷載作用下,結構膠粘接寬度cs2=qgab/[2000(a+b)f2]
            其中:

             w———風荷載設計值;

             qe———地震
          作用設計值

             qg———玻璃重力荷載設計值

             a、b———分別為矩形玻璃板短邊和長邊邊長。

             推導:幕墻玻璃在風荷載和水平地震作用下的受力狀態相當于承受均布面荷載的四邊支承板,其荷載傳遞如圖5.1所示。玻璃板塊在支承邊緣的最大線均布拉力為(w+0.5qe)a/2,由結構膠的粘接力承受,即:

             f1cs=(w+0.5qe)a/2
             故cs=(w+0.5qe)a/(2f1)
             在重力荷載設計值作用下,豎向玻璃幕墻的結構膠縫均勻承受長期剪應力。膠縫長度為玻璃邊長之和,即2(a+b)。膠縫寬度為cs。重力集中荷載設計值為qgab。故:

             f1cs×2(a+b)=qgab
             cs=qgab/[2(a+b)f1]
             當w+0.5qe采用kPa為單位時,須除以1000予以換算。
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