建筑玻璃在幕墙建筑中的技术应用.doc

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1、建筑玻璃在幕墙建筑中的技术应用中国建筑装饰协会幕墙工程委员会专家、教授级高工刘忠伟精彩演讲【刘忠伟】大家下午好！很高兴有机会跟大家一起讨论建筑玻璃在幕墙方面应用的一些工程方面的情况，还有一些自己看到的一些情况和体会。我分两部分讲，一部分就是探索建筑玻璃应用的安全性方面，还有就是节能性方面。我首先介绍一下玻璃的一些力学特征，第一，建筑玻璃是完全地弹性体，截止到今天为止，世界上没有一个实验室说检测到了在塑性变形都每是一个完全的弹性体。第二，它是典型的脆性材料，大家都知道在玻璃的表面存在大量的微裂纹，这个“大量”是什么概念？就是研究玻璃断裂的一些方面，我们在世界范围

2、之内，本世纪有一个鼻祖式的人物伊万斯，他通过技术方面检测出来一个平方毫米表面微裂纹的数量在560个。第三，强度离散性特别大，一般来说平板玻璃退火玻璃他是50—100MPa，我们取70军制安全系数2.5得到28的数字，我们在平时使用的时候遇到许多的情况。比如取值不同，做里面钢化玻璃是84，做屋顶应该是取42，有时候有人把它取错了取成84，这是错的。同时，如果你要计算浮法玻璃热炸裂的时候，它的边缘使用力只有20兆帕，而不是28。对于同样的一种材料在不同的应用情况下，他的强度值不同，这就使许多单纯搞材料的人对这件事情不理解。我们的金属材料不管做梁还是柱强度是唯一的，

3、为什么玻璃出现这么多的情况？   为了纠正曾经幕墙行业在应用建筑玻璃强度方面的混乱情况，在建筑玻璃应用技术规程这个版本修订的时候增加了3个数字，第一是玻璃的中部强度，给他的强度是荷载垂直玻璃面板，玻璃中部的断裂强度。比如说四边垂直的巨型玻璃板，在风荷载的情况下或者是玻璃屋顶使用永久荷载情况下，这时候玻璃的中部所表现出来的强度定义为玻璃中部的断裂强度。比如说对于三边支承，两对边支承，自由边在风荷载侧面这是最大的应力，所表现出来的强度定义为玻璃的 应面强度。还有一个是玻璃端面强度，这是荷载垂直玻璃断面，玻璃端面的抗拉强度。   在修订版本当中给出了一个玻璃强度的设

4、计制的计算公式（见公式），避免应用的时候出现一些混乱，这里有5个参数。C1：玻璃的种类系数；C2：玻璃的强度位置系数；C3：荷载类型玻璃，我们的风荷载和地震作用是短时荷载，如果是永久荷载，水荷载是一些长期的荷载荷载的类型不同，玻璃的强度不同；C4：玻璃厚度系数，现有实验表明玻璃越厚强度越低，现有的实验结果就是这样的。为什么荷载不同玻璃的强度不同，玻璃的强度依据于玻璃表面的微裂缝的尺寸，他和玻璃表面的微裂缝尺寸的二分之三次方成反比，尺寸越大玻璃的强度越低。玻璃在永久荷载下这些尺寸会缓慢地扩展，因此他有一个强度疲劳；平板玻璃是1，半钢化玻璃是1.5—2，先有的标准

5、当中半钢化玻璃的一些强度数据都是按2来取的，如果你这些玻璃达不到，我们也有实验的数据作为依据。现在的钢化玻璃也是这样的（PPT），夹丝玻璃，压花玻璃开使用在外建筑面了，现在已经是内装饰了，但是现在我知道已经有两个国内非常大的工程开始使用压花玻璃作为外饰面了，一个是宁波的大酒店万豪，一个是我们深圳的证券交易所，外面挂的就是压花玻璃。所以他就涉及到一个强度计算的问题，为什么压花玻璃强度比较低呢？因为他们表面凹凸不平，也就是某种意义上的玻璃表面上的缺陷。另外一种，压花玻璃是压严玻璃，凝化温度远低于平板玻璃，因此他的起泡比平板玻璃多得多。现在国外的标准也是这样的，中部

6、强度取成1的话，边缘强度大约是0.8，端面强度是0.7，表面的微裂纹和断面一般是半月牙的，如果在这个断面有拉力的话非常容易破坏。   荷载类型，短期荷载退火玻璃、半钢化玻璃和钢化玻璃他们没有什么影响，但是长期荷载影响比较大，长期荷载钢化玻璃和半钢化玻璃他的强度下降到原值的一半，平板玻璃所谓的退火玻璃将下降到原值的1/3左右。由于半钢化玻璃和钢化玻璃上下表面都有一个压力层，抑制了微裂纹的扩展，因此裂纹的扩展速度远低于平板玻璃，平板玻璃降低得比较多。这就是为什么现在在承受长期荷载的条件下，我们不提倡使用平板玻璃，提倡使用半钢化或者是钢化玻璃，因为他们的设计强度比较

7、多，他们折损一半那个折损到1/3。   厚度系数，短期的荷载在规程当中算一个表，今后大家可以在这个表里很方便查到这些数据。（见表）不同的玻璃类型、不同的厚度、中部强度、边缘强度、端面强度这些都有了，比如现在通常使用的84，那是28，长期荷载条件下84就变成了42，中部强度降了9，长期荷载使得这个强度是下降的。我们的屋面玻璃也就是玻璃采光顶已经在工程上大量应用了，但是我可以这么说还有许多的工程在标书计算当中玻璃强度还用84，这是严重的错误。有的时候他们是没有注意的，而且对这个安全性影响很大的。建筑玻璃抗风压设计，玻璃是一个薄板层的材料，大变形，大家都看过我们的实

8、验验证，把一个钢化玻璃两面顶起来，站上