6.1 框支承玻璃面板

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采光顶与金属屋面技术规程 JGJ255-2012

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底色

6.1.1 采光顶用框支承玻璃面板单片玻璃厚度和中空玻璃的单片厚度不应小于6mm，夹层玻璃的单片厚度不宜小于5mm。夹层玻璃和中空玻璃的各片玻璃厚度相差不宜大于3mm。

6.1.2 框支承用夹层玻璃可采用平板玻璃、半钢化玻璃或钢化玻璃。
6.1.3 框支承玻璃面板的边缘应进行精磨处理。边缘倒棱不宜小于0.5mm。

6.1.4 玻璃面板应按照现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113进行热应力、热变形设计计算。

6.1.5 板边支承的单片玻璃，在垂直于面板方向的均布荷载作用下，最大应力应符合下列规定：

1 最大应力可按考虑几何非线性的有限元法计算。规则面板可按下列公式计算：

式中：
σ——在均布荷载作用下面板最大应力(N/m㎡)；
q——垂直于面板的均布荷载(N/m㎡)；
a——面板的特征长度，矩形面板四边支承时为短边边长，对边支承时为其跨度，三角形面板为长边(mm)；
t——面板厚度(mm)；
θ——参数；
E——面板弹性模量(N/m㎡)；
m——弯矩系数，可按面板的材质、形状和荷载形式由本规程附录C查取；
η——折减系数，可由参数θ按表6.1.5采用。

表6.1.5 折减系数η

2 玻璃面板荷载基本组合最大应力设计值不应超过玻璃中部强度设计值 f_g。
6.1.6 单片玻璃在垂直于面板的均布荷载作用下，其跨中最大挠度应符合下列规定：

1 面板的弯曲刚度D可按下式计算：

式中：
D——面板弯曲刚度(N·mm)；
t——面板厚度（mm）；
ν——泊松比。
2 在荷载标准组合值作用下，面板跨中最大挠度宜采用考虑几何非线性的有限元法计算。规则面板可按下式计算：

式中：

d_f——在荷载标准组合值作用下的最大挠度值(mm)；
q_k——垂直于面板的荷载标准组合值(N/m㎡)；
a——面板特征长度，矩形面板为短边的长度，三角形面板为长边(mm)；
μ——挠度系数，可按面板的材质、形状及荷载类型由本规程附录C查取；
η——折减系数，可按本规程表6.1.5采用，q值采用q_k计算。
6.1.7 采用PVB的夹层玻璃可按下列规定进行计算：

1 作用在夹层玻璃上的均布荷载可按下式分配到各片玻璃上：

式中：
q——作用于夹层玻璃上的均布荷载(N/m㎡);
q_i——为分配到第i片玻璃的均布荷载(N/m㎡);
t_i——第i片玻璃的厚度（mm）；
t_e——夹层玻璃的等效厚度（mm）。
2 PVB夹层玻璃的等效厚度可按下式计算：

式中：
t_e——夹层玻璃的等效厚度（mm）；
t₁,t₂…t_n——各片玻璃的厚度(mm)；
n——夹层玻璃的玻璃层数。
3 各片玻璃可分别按本规程第6.1.5条的规定进行应力计算。
4 PVB夹层玻璃可按本规程第 6.1.6条的规定进行挠度计算，在计算玻璃刚度D时应采用等效厚度t_e。
6.1.8 中空玻璃可按下列规定进行计算：

1 作用于中空玻璃上均布荷载可按下列公式分配到各片玻璃上：
1）直接承受荷载的单片玻璃：

2）不直接承受荷载的单片玻璃：

2 中空玻璃的等效厚度可按下式计算：

式中：
t_e——中空玻璃的等效厚度(mm)；
t₁、t₂…t_n——各片玻璃的厚度(mm)。
3 各片玻璃可分别按本规程第6.1.5条的规定进行应力计算。
4 中空玻璃可按本规程第 6.1.6条的规定进行挠度计算，在计算玻璃的刚度D时，应采用按式（6.1.8-3）计算的等效厚度t_e。

条文说明

6.1.1 采光顶玻璃承受屋面荷载的作用，其厚度不宜过小，以保证安全。从近几年采光顶工程设计和施工经验来看，单片玻璃6mm的最小厚度是合适的。夹层玻璃的各片玻璃是共同受力的，厚度可以略小。如果夹层玻璃和中空玻璃的各片玻璃厚度相差过大，则玻璃受力大小会过于悬殊，容易因受力不均匀而发生破裂。

6.1.2 采光顶用单片钢化玻璃和夹层钢化玻璃都不是绝对安全的。钢化玻璃（包括钢化中空玻璃）存在自爆的危险，近年来采光顶钢化玻璃自爆事件频发，有些还产生对人身和财物的伤害。夹层钢化玻璃自爆后虽然不会飞溅伤人，但如果设计、施工不当，也会整片向下弯曲后从胶缝处破断或从框架中拔出，整体落下，形成更严重的威胁。

当采光顶高度不大时，例如3m以下，可以采用单片钢化玻璃。

半钢化夹层玻璃或平板夹层玻璃破裂机会少，而且一旦破裂，形成玻璃碎块较大，可以由边框夹持或胶缝粘结，不会变形下垂，避免了整片落下的危险。

夹丝玻璃在民用建筑采光顶中一般不采用，主要是由于不美观、金属丝在边缘处易生锈污染玻璃。

6.1.3 玻璃切割后边缘留下许多微小裂纹和缺陷会产生应力集中现象，这是采光顶玻璃热炸裂和自爆的诱发因素，因此玻璃应进行细磨和倒棱，消除这些微裂缝和缺陷。

6.1.4 为防止玻璃面板受温度影响而破坏，玻璃面板应进行热应力、热变形设计计算，玻璃面板的缝宽应满足面板温度变形和主体结构位移的要求，并在嵌缝材料的受力和变形的承受范围之内。根据现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113的规定，半钢化玻璃和钢化玻璃可不进行热应力计算。

6.1.5 框支承玻璃在垂直于面板的荷载作用下，受力状态与周边支承板类似，可按周边简支边界条件计算其跨中最大弯矩、最大应力和最大挠度。

玻璃面板的应力和挠度应采用弹性力学方法计算较为合适，精确计算宜采用考虑几何非线性的有限元法进行，目前有较多的有限元计算软件可供选择。但为了方便使用，本规程也提供了简单易行且计算精度可满足工程设计要求的简化设计方法，即周边支承面板弹性小挠度应力、挠度计算公式，为考虑与大挠度分析方法计算结果的差异，采用折减系数的方法将应力、挠度计算值予以折减。本规程附录C中表C.3.2、表C.4.2-1和表C.4.2-2采用小挠度有限元法计算。在实际应用时，表中数据可内插或外插进行。《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001有与本规程附录C中表C.3.2接近的计算数据。《Tables for the A-nalysis of Plates, Slabs and Diaphragms based on the ElasticTheory》（R.Bares，1979）有与本规程附录C中表C.4.2-1和表C.4.2-2接近的计算数据。
在进行构件承载力计算时，采用相同方向荷载组合设计值计算构件的最大应力设计值。

玻璃是脆性材料，表面存在着大量的微观裂纹，在永久荷载作用下，微观裂缝会不断扩展，使其承载力明显下降。采光顶玻璃长期受重力作用，因此计算时强度设计值应采用玻璃中部强度设计值。

6.1.7 夹层玻璃用胶片的力学性能较玻璃相差很远。一般认为，当G≥20N/m㎡时，夹层玻璃的承载力与等厚的整片玻璃相同。因此，由PVB夹层玻璃按各片玻璃承载力之和计算，不考虑其整体工作。离子型胶片（SGP）夹层的玻璃在40℃以下，承受短期荷载时，是可以考虑其整截面工作的。但由于离子型胶片在国内刚开始应用，经验很少，所以本条中未列入SGP的夹层玻璃计算方法。

本条规定与JGJ 102-2003基本一致，美国 ASTM E1300标准有相同的规定。

6.1.8 中空玻璃的各片玻璃之间有气体层，直接承受荷载的正面玻璃的挠度一般略大于间接承受荷载的其他玻璃的挠度，分配的荷载也略大一些。为保证安全和简化设计，将正面玻璃分配的荷载加大10％，这与本规程编制组关于中空玻璃的试验结果相近，也与美国ASTM E1300标准的计算原则相接近。

考虑到直接承受荷载的玻璃挠度大于按各片玻璃等挠度原则计算的挠度值，所以中空玻璃的等效厚度t_e考虑折减系数0.95。

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