地板玻璃應用技術要點

本文摘自：《建筑幕墻創新與發展》未經許可不得轉載

　　1 前言

　　地板玻璃在室內外都有應用，特別是大型公共建筑（詞條“公共建筑”由行業大百科提供），地板玻璃是很常見的。近幾年在一些旅游景點也設置有玻璃棧道，讓人們享受走在上面心理發抖、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心地板玻璃會破碎，因為日常生活給人的經驗是玻璃板非常脆，很容易破碎。盡管玻璃是脆性材料，不宜作為結構材料使用，但是只要嚴格按照《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113選擇玻璃和設計，是可以制作出安全可靠的地板玻璃的。本文依據《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113詳述地板玻璃的應用技術要點。

　　2 玻璃選擇

　　玻璃為脆性材料，易破裂，鋼化玻璃有自爆現象，而且有局部破壞時整體立即爆裂（詞條“爆裂”由行業大百科提供）的破壞特點，因此 ，應當考慮當有一層玻璃破壞時，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生應力集中，鋼化玻璃強度較高，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制性條文，必須執行。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格，因此應盡量采用厚玻璃。樓梯踏板玻璃表面應做防滑處理，避免行人滑倒發生意外。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、板邊緣均應進行機械磨邊和倒棱，磨邊宜細磨，倒棱寬度不宜小于1mm，細磨邊可消除玻璃加工過程中產生的玻璃邊緣微裂縫，提高玻璃強度。

　　3 構造要求

　　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小于6mm，采用的密封膠的位移能力應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力和消除裝配誤差。膠縫小于6mm時很難保證施工質量。膠條（詞條“膠條”由行業大百科提供）在人行或外力作用下有脫落（詞條“脫落”由行業大百科提供）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能夠適應主體結構的變形。

　　4 結構設計

　　地板玻璃承受的風荷載和活荷載應符合現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009的規定。地板玻璃不應承受沖擊荷載。玻璃屬于脆性材料，而且還存在整體破壞的危險。因此不應承受動荷載。動荷載是指動態作用使地板玻璃產生的加速度不可忽略不計的作用。例如較大的設備震動等。人行及人的沖擊荷載對地板玻璃產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嚴格限制，本條參考《混凝土結構設計規范》GB50010中對屋蓋（詞條“屋蓋”由行業大百科提供）、樓板及樓梯的撓度限值。地板玻璃由于承受永久荷載，因此其設計許用強度采用長期荷載作用下玻璃強度設計值。

　　地板玻璃最大應力不得超過長期荷載作用下的強度設計值，玻璃在長期荷載作用下的強度設計值可按《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113采用。

　　4.1框支承地板玻璃設計計算

　　框支承地板玻璃強度計算時，應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，因此荷載分配系數服從玻璃厚度三次方關系。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，一般允許變形不超過玻璃板厚。此時其幾何非線性效應不明顯，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。

　　夾層玻璃中的單片玻璃的最大應力可用有限元方法計算，也可按下式計算：

　　式中： —第i片玻璃的最大應力， ;

　　—作用于第i片地板玻璃的荷載基本組合設計值， ;

　　—矩形玻璃板短邊邊長，mm;

　　—玻璃的厚度，mm;

　　-彎矩系數，可根據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

　　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準組合值作用下最大撓度，mm;

　　—垂直于該片地板玻璃的荷載標準組合值， ;

　　—撓度系數，可根據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

　　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計計算

　　四點支承地板玻璃的單片玻璃最大應力可用有限元方法計算，也可按下式計算：

　　式中： —第i片玻璃的最大應力， ;

　　—作用于第i片地板玻璃的荷載基本組合設計值， ;

　　—支承點間玻璃面板長邊邊長，mm;

　　—玻璃的厚度，mm;

　　—彎矩系數，可根據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

　　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準值作用下的撓度最大值，mm;

　　—垂直于該片地板玻璃的荷載標準組合值， ;

　　—撓度系數，可根據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

　　注：是玻璃板短邊與長邊的長度之比。

　　5 結束語

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

本文摘自：《建筑幕墻創新與發展》未經許可不得轉載