U型玻璃組合節能幕墻設計及應用

　　12.U型玻璃的保溫性能
　　衡量建筑材料的保溫性能通常以傳熱系數或傳熱阻來評價。

　　在物理手冊中，我們很容易查到一些材料的熱傳導率，如玻璃的傳導率為0.7-0.9W/（M.K），與紅磚0.8W/(M.K)差不多，而空氣的熱傳導率為0.03W/（M.K），僅為玻璃的1/27，U型玻璃墻體就是應用了這一原理，在兩塊玻璃中間留有空氣層作為介質，那么這個空氣層對玻璃來講，就是熱阻，從而使玻璃的傳熱系數降低，起到保溫的性能，中空玻璃就是根據這個原理而加工制成的。

　　以22MM厚的中空玻璃為例：它是由兩片5MM的玻璃，中間夾有12MM厚的空氣層，它的傳熱系數為3.17W/（M2.K），厚度等于5 5 12=22MM，那么等厚的22MM的普通玻璃的傳熱系數為4.93-5.0W/（M2.K）。

　　雙層安裝U型玻璃（等于兩片6MM的玻璃加上一個35MM厚的空氣層）其傳熱系數為2.8W/（M2.K），及相當于240MM厚的粘土磚墻。

　　如果用雙層翼高60MM的U型玻璃（等于兩片8MM厚的玻璃加上52MM厚的空氣層）。其傳熱系數進一步降低至2.1W/（M2.K）。及相當于270MM厚的粘土磚墻。

　　13. U型玻璃幕墻大樣節點：

U型玻璃立面圖 U型玻璃安裝平面投影圖

U型玻璃安裝剖面圖 U型玻璃端頭安裝順序

　　14、U型玻璃工程實例：

　　15.U型玻璃的計算方法：

　　基本參數：

　　　　1：計算點標高：100m； 　　　　2：力學模型：按簡支梁形式計算；

　　　　3：玻璃跨度：L=4050mm；

　　　　4：玻璃類型：單片玻璃P260/60/7；

　　　　5：玻璃翼朝向：室內；

　　　　6：玻璃安裝方式：單排連接，垂直布置；

　　　　7：玻璃材料物理性能級截面參數：

　　　　　　玻璃強度設計值：30MPa；

　　　　　　玻璃彈性模量E：70000MPa；

　　　　　　玻璃截面積A：25.62mm2；

　　　　　　翼板部分截面抗彎矩Wx1：53780mm3；

　　　　　　板面部分截面抗彎矩Wx2：13710mm3；

　　　　　　繞Y軸截面抗彎矩Wy：170230mm3；

　　 　　　　　　X軸截面慣性矩Ix：655500mm4；

　　　　　　Y軸截面慣性矩Iy：22129400mm4；

　　　　　　(對于夾層玻璃，該處的各抗彎矩和慣性矩采用的是內片玻璃參數)
　　U型玻璃可以按支撐于兩點的簡支梁力學模型進行設計計算，受力模型如下：

　　15.1 U型玻璃荷載計算：

　　(1)風荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)：

　　　　qwk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)；

　　　　wk：風荷載標準值(MPa)；

　　　　B：U型玻璃寬度，也就是承載寬度(mm)；

　　　　qwk=wkB
　　　　=0.001×260
　　　　=0.26N/mm
　　　　qw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)
　　　　qw=1.4qwk
　　　　=1.4×0.26
　　　　=0.364N/mm
　　(2)水平地震作用線荷載集度(按矩形分布)：

　　　　qEk：水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm)；

　　　　qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPa)；

　　　　βE：動力放大系數,取5.0；

　　　　αmax：水平地震影響系數最大值，取0.16；

　　　　Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)，(含面板和框架)；

　　　　A：幕墻構件的面積(mm2)；

　　　　qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003]
　　　　qEk=qEAkB
　　　　qEk=5.0×0.16×0.0000256×25.62 　
　　　　=0.0005N/mm
　　　　qE：水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)；

　　　　qE=1.3qEk
　　　　=1.3×0.0005
　　　　=0.0007N/mm
　　(3)幕墻受荷載集度組合：

用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設計值組合： ……5.4.1[JGJ102-2003]
　　　　q=qw+0.5qE
　　 　　=0.364+0.5×0.0007
　　　　=0.364N/mm
用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……5.4.1[JGJ102-2003]
　　　　qk=qwk
　　　　=0.26N/mm
　　(4)U型玻璃在組合荷載作用下的彎矩設計值：

　　　　Mx：彎矩組合設計值(N•mm)；

　　　　Mw：風荷載作用下產生的彎矩設計值(N•mm)；

　　　　ME：地震作用下產生的彎矩設計值(N•mm)；

　　　　L：U型玻璃跨度(mm)；

采用Sw+0.5SE組合： 　
　　　　Mw=qwL2/8
　　　　ME=qEL2/8
　　　　Mx=Mw+0.5ME
　　　　=qL2/8 　
　　　　=0.364×40502/8
　　　　=746313.75N•mm
15.2 U型玻璃的抗彎強度計算：

　　　　按簡支梁抗彎強度公式,應滿足：σ=Mx/Wnx≤fg 上式中：

　　　　Mx：彎矩組合設計值(N•mm)；

　　對于單片的U型玻璃，該參數就是上面計算得到的Mx；

　　對于夾層的U型玻璃，參考JGJ102-2003關于夾層玻璃計算的規定，該參數為參數Mx再乘以系數1/2，2層玻璃強度相同；

　　Wnx：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)，翼板朝向室外時取面板部分的抗彎矩，翼板朝向室內時取翼板部分抗彎矩；

　　對于夾層玻璃，該參數采用內片玻璃參數；

　　fg：玻璃的抗彎強度設計值，取30MPa；

則： σ=Mx/Wnx
　　　　=746313.75/53780
　　　　=13.877MPa≤30MPa
　　U型玻璃抗彎強度能滿足要求。

1５.3 U型玻璃的撓度計算：

　　根據簡支梁撓度計算公式，得：df=5qkL4/384EIx
　　對于單片的U型玻璃，該處qk就是上面計算得到的qk；

　　對于夾層的U型玻璃，按等剛度分配原理，該處qk為上面計算所得參數qk再乘以系數1/2；

　　對于夾層玻璃，公式中的慣性矩采用內片玻璃參數；

　　df=5qkL4/384EIx
　　　　=5×0.26×40504/384/70000/655500
　　　　=19.85mm
　　而df,lim=4050/200=20.25mm
　　所以，U型玻璃撓度能滿足規范要求。

詳細請聯系：昆明創安U型玻璃有限公司、昆明云華玻璃廠（電話：0871-4181492、聯系人：鄒華明、網站：www.uglassc.com）

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