U型玻璃强度使用计算
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：单片玻璃； 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：2562mm2； 翼板部分截面抗弯矩Wx1：53780mm3； 板面部分截面抗弯矩Wx2：13710mm3； 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点的简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：
4.1 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{zd0}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 =0.001×260 =0.26N/mm qw：风荷载线分布{zd0}荷载集度设计值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×0.26 =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)； βE：动力放大系数,取5.0； αmax：水平地震影响系数{zd0}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=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003] qEk=qEAkB qEk=5.0×0.16×0.0000256×2562 =0.0525N/mm qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.3×0.0525 =0.0682N/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： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE =0.364+0.5×0.0682 =0.398N/mm 用于挠度计算时，采用Sw标准值： ……5.4.1[JGJ102-2003] 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(N•mm)； Mw：风荷载作用下产生的弯矩设计值(N•mm)； ME：地震作用下产生的弯矩设计值(N•mm)； 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 =0.398×40502/8 =816024.375N•mm 4.2 U型玻璃的抗弯强度计算： 按简支梁抗弯强度公式,应满足： σ=Mx/Wnx≤fg 上式中： Mx：弯矩组合设计值(N•mm)； 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： σ=Mx/Wnx =816024.375/53780 =15.173MPa≤30MPa U型玻璃抗弯强度能满足要求。 4.3 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 =5×0.26×40504/384/70000/655500 =19.85mm 而df,lim=4050/200=20.25mm 所以，U型玻璃挠度能满足规范要求。
