U型玻璃结构应用与设计

北京良塔装饰工程中心2018-09-18 06:41:50

U型玻璃(U Profiled 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。

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。

在我国,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。随着我国国民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。


  建筑设计应用

  U型玻璃可单层、双层安装,安装时留通风缝或无通风缝均可。本专刊仅提供了单排翼朝外(或内)和双排翼在接缝处成对排列两种组合方式,若采用其它组合方式时应注明。

  U型玻璃按造型及建筑使用功能分别采取以下八种组合方式

  U型玻璃规格

  主要性能和指标

  注:当U型玻璃双排安装或单排安装长度小于4m时,抗弯强度取值为30~50N/mm2。当U型玻璃单排安装且安装长度大于4m时,照此表取值。

  安装方法

  安装前的准备:安装承揽人必须懂得U型玻璃安装的相关规定;熟知U型玻璃安装的基本方法,并对操作工人进行短期的培训工作。签定《安全保证协议书》,写进《工程承揽合同书的内容》,方可进入施工现场。

  安装工艺的制定:进入施工现场前,结合实际制定“安装工艺”,并将安装工艺的基本要求发到每一个操作工的手中,要求熟读并会操作,必要时组织地面培训,特别是安全操作规范,任何人都不得违反。

  安装的基本要求:通常用专用的铝型材边框材料,亦可根据用户的要求用不锈钢边框或黑色金属材料,当采用金属型钢材时要有良好的防腐防锈处理。边框材料与墙面或建筑洞口应有牢固的固定,每延米应不少于2个固定点。

  安装高度计算:见附图(见型材玻璃安装高度表)。U型玻璃是安装在四方框洞中的透光墙体,玻璃长度为框洞的高度减25~30㎜,宽度可不考虑建筑模数,因U型玻璃可以任意切割。 0~8m搭脚手架。高层安装一般采用吊篮方法,安全、快捷、实用方便。

  安装工艺

  将铝型材框料,用不锈钢螺栓或铆钉固定在建筑物上。将U型玻璃内面仔细擦洗干净,再镶入框架。

  将起稳定作用的缓冲塑料件,截成相应长度,放入固定的框架内。

  当U型玻璃安装至最后一块,洞口的宽度余量不能装入整块玻璃时,可将U型玻璃沿长度方向裁切以满足剩余宽度。安装时应将裁切过的U型玻璃先进入边框,再按第5条要求安装。

  安装最后三块U型玻璃时,应先将两块玻璃进入边框,再装第三块玻璃封扣。

  调整U型玻璃之间的温度伸缩间隙,尤其在年温差较大的地域。

  U型玻璃高度不大于5m时,边框垂直度的允许偏差为5mm;

  U型玻璃水平宽度大于2m时,横向构件水平度的允许偏差为3mm;U型玻璃高度不大于6m时,构件跨向挠度的允许偏差小于8mm。

  清洁玻璃:一面墙体完工后,清洁表面遗留痕迹。

  在边框与玻璃间的缝隙中塞入弹性垫条,垫条与玻璃和边框接触面不得少于12mm。

  在边框与玻璃,玻璃与玻璃,边框与建筑结构体的接缝中,填入玻璃胶类弹性密封材料(或硅酮胶密封)。

  边框承受的荷载应直接传给建筑物,U型玻璃墙体属非承重墙体不可受力。

  安装玻璃时,要将内表面擦拭干净,安装完毕后,再将外表面的污垢擦拭干净。

  卸载

  由U型玻璃生产厂家用行车吊装装车,由施工方负责卸车。为避免因不懂卸车方法而造成破损、破坏包装、以及不平整场地等问题的

  发生,特建议规范卸车方法。

  在有风荷载的情况下,通常以计算U型玻璃的最大使用长度来

  确定其耐风压强度式中:L—U型玻璃最大使用长度,md—U型玻璃的弯曲应力,N/mm2WF1—U型玻璃翼的抗弯模量(详见表13.2),cm3P—风荷载标准值,kN/m2A—U型玻璃的底宽,m13.2 不同规格的 U型玻璃的抗弯模量。

  注:WF1:翼的抗弯模量;Wst:底板的抗弯模量

  不同安装方式的抗弯模量取值

  当翼朝向受力方向时,采用底板的抗弯模量Wst。

  当底板朝向受力方向时,采用翼的抗弯模量WF1。

  当U型玻璃正反相扣安装时,则采用综合的抗弯模量的综合值。

  在寒冷的冬季,由于室内外温差较大,玻璃朝室内一侧易结冷凝水。用单排和双排U型玻璃做建筑物的围护结构的情况下,当室外

  温度较低、室内温度为20℃时,冷凝水的形成与室外温度和室内湿

  度的关系见下图:

  U型玻璃结构体冷凝水的形成与温度和湿度的关系(此表引用德国标准)

  保温性能

  双层安装的U型玻璃,采用不同的填充材料,其传热系数可以达到2.8~1.84W/(m2・K)。在德国的DIN18032安全标准中,U型玻璃被列为安全玻璃(我国相关标准尚未将其列入安全玻璃),可以用于球类运动场馆和屋面采光顶。通过强度计算,U型玻璃的安全性是普通玻璃的4.5倍。U型玻璃自成构件型状,安装后与平板玻璃相同面积条件下的强度,用面积公式:Amax=α(0.2t1.6+0.8)/Wk计算,该公式反应了玻璃面积与风荷载强度的对应关系。U型玻璃达到钢化玻璃等同面积的强度,同时两翼密封胶粘接构成了玻璃的整体安全性(在德国工业标准1249-1055中属于安全玻璃)。

  U型玻璃竖向安装外墙

 U型玻璃竖向安装外墙

  国内工程实例

上海世博会智利国家馆

宁波博物馆

青岛卷烟厂

宁波利时商务大厦

  15.结语

  U型玻璃作为一种新型建筑墙体材料,除具有特有的保温、节能、隔声、透光不透视等优点外,也具有较好的力学性能,按照相关建筑规范进行设计应用时能够满足使用安全性的要求。