U型玻璃幕墙应用及设计.pdf

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1、昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 1 U 型玻璃幕墙应用及设计 1.概述 建筑用U 型玻璃（亦称槽型玻璃）事用先压延后成型的方法连续生产出来的，因其横截面呈“U”型，故得名。U 型玻璃品种很多，有着理想的透光性、隔热性、保温性和较高的机械强度，不但用途广泛、施工简便，而且有着独特的建筑与装饰效果，并能节约大量轻金属型材，所以被世界上许多国家的城乡建筑所采用。在我国，介绍U 型玻璃的资料出现于70 年代末期。因为玻璃生产企业和有关建筑部门对这种玻璃都十分陌生，所以这种新型建筑玻璃一直没得到开发，更谈不上推广和应用。我国第一条U 型玻璃生产线，现已正式投产从而填补了我国国民

2、经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，在我国建筑和装饰设计部门、生产部门和流通领域等各方面的共同努力下，这种新型建筑玻璃在我国一定能够得到推广和应用，取得快速的发展。2说明 U 型玻璃（U-Profile-Glass）亦称槽型玻璃，是一种新颖的建筑型材玻璃，国外有近40 年的生产应用历史。因截面呈U 型，使之比普通平板玻璃有较高的机械强度并具有理想的透光性、较好的隔音性、保温隔热性、能节省大量金属材料、以及施工简便等优点，适用于建筑的内外墙、隔墙、屋面及窗等。采用标准：A.异型玻璃（国家标准报批稿）2、U 型玻璃/Q KYB01-1997 B.建筑工程质量检验评定标准GBJ301-88。C.

3、装饰工程施工及验收规范JGJ73-91。4.适用范围：昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 2 由于U 型玻璃具有较好的透光而不透视的特性和良好的装饰性，可用于机场、车站、体育馆、厂房、办公楼、宾馆、住宅、温室等工业与民用建筑非承重的内外墙、隔断、窗及屋面。5.U 型玻璃的建筑设计：A.U 型玻璃按表面处理方式不同，有普通压花玻璃、夹丝玻璃、彩色玻璃等，设计选用时除普通压花玻璃外，选用其余玻璃应予注明。B.U 型玻璃属不燃烧材料，如有特殊要求时应按有关规范进行设计。C.U型玻璃分类：按颜色分：有色的和无色的。按表面状态分：有平滑的和带花纹的。按强度分：有钢化、贴膜、保温层

4、按规格分：有钢化、贴膜、保温层 D.U 型玻璃属不燃材料，如有特殊要求时按有关规范进行设计。E.U 型玻璃两翼的朝向测试结果表明两翼向迎风买内，强度高于两翼背风面。F.型玻璃按造型及建筑使用功能分别采取以下组合方式：单排 翼朝外（内）榫形结构，相互咬合 榫形结构，相互贴合 双排 翼在接缝处成对排列 翼错开排列 锯齿状排列 墙面略带弯曲 翼对翼 G.型玻璃隔墙长度大于6000，高度超过4500 时，应核算墙身的稳定，采取相应的措施。H.型玻璃用于湿度较大的房间且室内外温差较大时，应处理好玻璃表面露水的排泄及下滴问题。I.型玻璃用于圆型墙及屋面时，曲率半径不应小于1500。J.点构造详见国家标准图

5、集U 型玻璃外装修标准06J501。昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 3 6.性能指标 抗压强度700 900 N/mm2。抗拉强度30 50 N/mm2。莫氏硬度6 7。弹性模量60000 70000 N/mm2。线膨胀系数（温度每升高1）(75 85)10-7。化学稳定性0.18 mg。弯曲强度 U 型截面的位置 底面宽度(mm)抗弯强度(N/mm2)500 17.7 330 23.2 260 29.5 500 26.6 330 32.9 260 38.0 透光率：当表面有小花纹装一排时为89%，装两排时81%。传热系数：单排安装时3.65W/m2K。双排安装时1.

6、74W/m2K。贴膜时1.57 W/m2K 填充保温层1.2 W/m2K 隔声能力：单排安装时27db，双排安装时38dB。耐火极限：0.75h（单排）。7.安装要点 U 型玻璃的端面和平面应无锯齿状缺口或裂纹。各独立的U 型玻璃构件应支撑在具有均匀弹性的衬垫上。玻璃与临近的金属件、混凝土和砂浆结构之间不能有硬性接触。在 U 型玻璃的上端与更高处的建筑物件（如过梁、大梁、屋面板等）之间必须留有缝隙。U 型玻璃上端与临近的上部结构之间的空气缝隙不应小于25mm，以应付其变形，便于安装更换。必须用弹性密封材料填充U 型玻璃之间的纵缝。密封材料，通常有二组分的聚硫塑料、硅铜胶、柔性聚氯乙烯型材等，用

7、于U 型玻璃与固定件、U 形玻璃条之间的密封。圆绳，用于U 型玻璃与边框之间的密封。条形衬垫、柔性聚氯乙烯型材、浸过沥青的条带、硬泡沫塑料等，用作U 型玻璃与边框之间的胀缝和滑缝。膨胀螺栓，用于固定边框 规格（注：最大出厂长度并不等于使用长度）玻璃型号 底宽(b)(mm 2)翼高(h)(mm 1)厚(d)(mm 0.2)最大出厂长度(m 5mm)SQ1 260 41 6 6 SQ2 260 60 7 7 SQ3 330 41 6 6 SQ4 330 60 7 7 昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 4 8.U 型玻璃的验收：U 型玻璃的验收除参照建筑装饰工程及验收规范（J

8、GJ73-91）第三、四章门窗工程及玻璃工程有关章节外，还应重点检查：A.边框是否直接固定在建筑上，之间的缝隙是否密封。边框承受的荷载应直接传给建筑，不应使U型玻璃受力。B.玻璃与玻璃之间，玻璃与边框之间的缝隙，是否按上述要求进行密封。C.应使U 型玻璃在框了中沿玻璃长度方向能自由伸缩，在上框料与U 型玻璃之间要留有适当缝隙。D.为防止膨胀螺栓等固定件与框料之间相互接触发生化学反应产生接触腐蚀，在钢膨胀螺栓等固定件与铝框之间应用合成材料垫圈或油漆类物质隔开。9.U 型玻璃的计算方法：基本参数：1：计算点标高：100m；2：力学模型：按简支梁形式计算；3：玻璃跨度：L=4050mm；4：玻璃类型

9、：单片玻璃 P260/60/7；5：玻璃翼朝向：室内；6：玻璃安装方式：单排连接，垂直布置；7：玻璃材料物理性能级截面参数：玻璃强度设计值：30MPa；玻璃弹性模量 E：70000MPa；玻璃截面积 A：25.62mm2；翼板部分截面抗弯矩 Wx1：53780mm3；板面部分截面抗弯矩 Wx2：13710mm3；昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 5 绕 Y 轴截面抗弯矩 Wy：170230mm3；X 轴截面惯性矩 Ix：655500mm4；Y 轴截面惯性矩 Iy：22129400mm4；(对于夹层玻璃，该处的各抗弯矩和惯性矩采用的是内片玻璃参数)U 型玻璃可以按支撑于两

10、点的简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：15.1 U 型玻璃荷载计算：(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：U 型玻璃宽度，也就是承载宽度(mm)；qwk=wkB =0.001260 =0.26N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)qw=1.4qwk =1.40.26 =0.364N/mm (2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻

11、璃有限公司 技术资料 6 E：动力放大系数,取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.16；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙构件的面积(mm2)；qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEk=qEAkB qEk=5.00.160.000025625.62 =0.0005N/mm qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk =1.30.0005 =0.0007N/mm (3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用 Sw+0.5SE 设计值组合：5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =0.

12、364+0.50.0007 =0.364N/mm 用于挠度计算时，采用 Sw 标准值：5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =0.26N/mm (4)U 型玻璃在组合荷载作用下的弯矩设计值：Mx：弯矩组合设计值(Nmm)；Mw：风荷载作用下产生的弯矩设计值(Nmm)；ME：地震作用下产生的弯矩设计值(Nmm)；L：U 型玻璃跨度(mm)；采用 Sw+0.5SE 组合：Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5ME =qL2/8 =0.36440502/8 =746313.75Nmm 15.2 U 型玻璃的抗弯强度计算：按简支梁抗弯强度公式,应满足：=Mx/Wnxfg

13、上式中：Mx：弯矩组合设计值(Nmm)；对于单片的 U 型玻璃，该参数就是上面计算得到的 Mx；对于夹层的 U 型玻璃，参考 JGJ102-2003 关于夹层玻璃计算的规定，该参数为参数 Mx再乘以系数 1/2，2 层玻璃强度相同；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)，翼板朝向室外时取面板部分的抗弯矩，翼板朝向室内时取翼板部分抗弯矩；对于夹层玻璃，该参数采用内片玻璃参数；fg：玻璃的抗弯强度设计值，取 30MPa；则：=Mx/Wnx =746313.75/53780 昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 7 =13.877MPa30MPa U 型玻璃抗弯强度能满足

14、要求。1.3 U 型玻璃的挠度计算：根据简支梁挠度计算公式，得：df=5qkL4/384EIx 对于单片的 U 型玻璃，该处 qk 就是上面计算得到的 qk；对于夹层的 U 型玻璃，按等刚度分配原理，该处 qk 为上面计算所得参数 qk 再乘以系数1/2；对于夹层玻璃，公式中的惯性矩采用内片玻璃参数；df=5qkL4/384EIx =50.2640504/384/70000/655500 =19.85mm 而 df,lim=4050/200=20.25mm 所以，U 型玻璃挠度能满足规范要求。10.U 型玻璃幕墙大样节点：胶缝砼U型玻璃 U 型玻璃立面图 OSP60PVC缓冲垫OSP60PVC

15、缓冲垫单层U 型玻璃双层U 型玻璃 U 型玻璃安装平面投影图 昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 8 型玻璃U双层塑料膨胀螺栓400-600每边不少于3个固定点塑料膨胀螺栓400-600每边不少于3个固定点PVC缓冲垫PVC缓冲垫OSP60EOSP60 U 型玻璃安装剖面图 塑料膨胀螺栓400-600每边不少于3个固定点3162475端头玻璃安装顺序 11、型玻璃工程实例：昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 9 昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 10 昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 11 昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 12 昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 13 昆明云华玻璃厂 华东分公司无锡云华玻璃有限公司 技术资料 14