地板玻璃应用技术要点

本文摘自：《建筑幕墙创新与发展》未经许可不得转载

　　1 前言

　　地板玻璃在室内外都有应用，特别是大型公共建筑（词条“公共建筑”由行业大百科提供），地板玻璃是很常见的。近几年在一些旅游景点也设置有玻璃栈道，让人们享受走在上面心理发抖、两腿哆嗦、两眼眩晕、大脑空白的感觉。走在玻璃栈道上之所以感到如此恐怖是因为其一地板玻璃是透明的，走在上面人会有凌空感;其二走在上面的人时刻担心地板玻璃会破碎，因为日常生活给人的经验是玻璃板非常脆，很容易破碎。尽管玻璃是脆性材料，不宜作为结构材料使用，但是只要严格按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113选择玻璃和设计，是可以制作出安全可靠的地板玻璃的。本文依据《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113详述地板玻璃的应用技术要点。

　　2 玻璃选择

　　玻璃为脆性材料，易破裂，钢化玻璃有自爆现象，而且有局部破坏时整体立即爆裂（词条“爆裂”由行业大百科提供）的破坏特点，因此 ，应当考虑当有一层玻璃破坏时，地板玻璃仍然有足够的承载力（词条“承载力”由行业大百科提供），所以地板玻璃必须采用夹层玻璃。点支承地板玻璃在支撑点会产生应力集中，钢化玻璃强度较高，可减少玻璃破坏，所以点支撑地板玻璃必须采用钢化夹层玻璃。地板玻璃必须采用夹层玻璃是强制性条文，必须执行。地板夹层玻璃的单片厚度相差不宜大于3mm，且夹层胶片厚度不应小于0.76mm。框支承地板玻璃单片厚度不宜小于8mm，点支承地板玻璃单片厚度不宜小于10mm，由于对地板玻璃变形要求极严格，因此应尽量采用厚玻璃。楼梯踏板玻璃表面应做防滑处理，避免行人滑倒发生意外。除非作观光玻璃栈道，地板玻璃宜作非透明处理，表面行走在地板玻璃上的人恐慌和不雅透视。地板玻璃的孔、板边缘均应进行机械磨边和倒棱，磨边宜细磨，倒棱宽度不宜小于1mm，细磨边可消除玻璃加工过程中产生的玻璃边缘微裂缝，提高玻璃强度。

　　3 构造要求

　　地板玻璃宜采用隐框支承或点支承。点支承地板玻璃连接件宜采用沉头式或背栓式连接件。地板玻璃为供人行走及放置家具等的地面，故不适合有凸出地面的连接件等妨碍人行的物体。见下图：

图1 隐框地板玻璃

图2 点式地板玻璃

　　地板玻璃之间的接缝不应小于6mm，采用的密封胶的位移能力应大于玻璃板缝位移量计算值。硅硐建筑密封胶填塞的缝隙可以释放温度应力和消除装配误差。胶缝小于6mm时很难保证施工质量。胶条（词条“胶条”由行业大百科提供）在人行或外力作用下有脱落（词条“脱落”由行业大百科提供）的可能，因此不提倡使用普通的胶条密封。地板玻璃及其连接应能够适应主体结构的变形。

　　4 结构设计

　　地板玻璃承受的风荷载和活荷载应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定。地板玻璃不应承受冲击荷载。玻璃属于脆性材料，而且还存在整体破坏的危险。因此不应承受动荷载。动荷载是指动态作用使地板玻璃产生的加速度不可忽略不计的作用。例如较大的设备震动等。人行及人的冲击荷载对地板玻璃产生的加速度一般均可忽略不计，属于静荷载。地板玻璃板面挠度不应大于其跨度的1/200。对框支承地板玻璃，跨度是指短边边长;对点支承地板玻璃，跨度是指支承点间长边边长。玻璃地板也是地板的一种，走在上面应给人以安全感，特别是玻璃地板更是如此，所以对地板玻璃挠度变形应严格限制，本条参考《混凝土结构设计规范》GB50010中对屋盖（词条“屋盖”由行业大百科提供）、楼板及楼梯的挠度限值。地板玻璃由于承受永久荷载，因此其设计许用强度采用长期荷载作用下玻璃强度设计值。

　　地板玻璃最大应力不得超过长期荷载作用下的强度设计值，玻璃在长期荷载作用下的强度设计值可按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113采用。

　　4.1框支承地板玻璃设计计算

　　框支承地板玻璃强度计算时，应取夹层玻璃的单片玻璃计算。夹层玻璃是由两层以上单片玻璃组合而成，因此夹层玻璃的强度取单片玻璃核算。夹层玻璃每片玻璃的变形是完全相同的，因此荷载分配系数服从玻璃厚度三次方关系。夹层玻璃可等效成一片单片玻璃，其厚度称为等效厚度。由于地板玻璃变形限制很严，一般允许变形不超过玻璃板厚。此时其几何非线性效应不明显，可以按照线性方法计算，计算精度满足工程需要。具体计算如下：

　　作用在夹层玻璃单片上的荷载可按下式计算：

　　式中： —分配到第i片玻璃上的荷载基本组合设计值;

　　—第i片玻璃的厚度;

　　—夹层玻璃的等效厚度;

　　—作用在地板玻璃上荷载基本组合设计值。

　　夹层玻璃的等效厚度 可按下式计算：

　　式中：—夹层玻璃的等效厚度;

　　—分别为各单片玻璃的厚度;

　　—夹层玻璃的层数。

　　夹层玻璃中的单片玻璃的最大应力可用有限元方法计算，也可按下式计算：

　　式中： —第i片玻璃的最大应力， ;

　　—作用于第i片地板玻璃的荷载基本组合设计值， ;

　　—矩形玻璃板短边边长，mm;

　　—玻璃的厚度，mm;

　　-弯矩系数，可根据玻璃板短边与长边的长度之比按表1取值。

表1四边支承玻璃板的弯矩数

　　注：是玻璃板短边与长边的长度之比。

　　计算框支承地板夹层玻璃的最大挠度可按等效单片玻璃计算。计算框支承地板夹层玻璃的刚度时，应采用夹层玻璃的等效厚度。在垂直于玻璃平面的荷载作用下，框支承地板玻璃的单片玻璃的最大挠度，可用有限元方法计算，也可按下列公式计算：

　　式中： —在垂直于地板玻璃的荷载标准组合值作用下最大挠度，mm;

　　—垂直于该片地板玻璃的荷载标准组合值， ;

　　—挠度系数，可根据玻璃短边与长边的长度之比按表2选用;

　　—玻璃的刚度， ;

　　—玻璃的弹性模量，可按0.72 *10⁵取值 ;

　　—泊松比，可按0.2取值。

表2四边支承板的挠度系数

　　注：是玻璃板短边与长边的长度之比。

　　4.2 四点支承地板玻璃设计计算

　　四点支承地板玻璃的单片玻璃最大应力可用有限元方法计算，也可按下式计算：

　　式中： —第i片玻璃的最大应力， ;

　　—作用于第i片地板玻璃的荷载基本组合设计值， ;

　　—支承点间玻璃面板长边边长，mm;

　　—玻璃的厚度，mm;

　　—弯矩系数，可根据支承点间玻璃板短边与长边的长度之比按表3取值。

表3四点支承玻璃板的弯矩系数

　　注：是玻璃板短边与长边的长度之比。

　　夹层玻璃的挠度可按单片玻璃计算，但在计算玻璃刚度 时，应采用等效厚度 。在垂直于玻璃平面的荷载作用下，单片玻璃跨中挠度可用有限元方法计算，也可按下列公式计算：

　　式中： —在垂直于该片地板玻璃的荷载标准值作用下的挠度最大值，mm;

　　—垂直于该片地板玻璃的荷载标准组合值， ;

　　—挠度系数，可根据玻璃支承点间短边与长边的长度之比按表4选用;

　　—玻璃的刚度， ;

　　—玻璃的弹性模量，可按0.72 取值;

　　—泊松比。

表4四点支承板的挠度系数

　　注：是玻璃板短边与长边的长度之比。

　　5 结束语

　　门窗和玻璃幕墙是建筑玻璃应用于建筑的四个立面，采光顶是建筑玻璃应用于建筑的第五面，地板玻璃可称为建筑玻璃应用于建筑的第六面，地板玻璃的采用标志着建筑玻璃在建筑物上的全面应用。

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