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计算表格
SGP夹层玻璃作为新型的离子聚合物中间膜夹层玻璃,膜与玻璃的粘结力主要是离子键作用的结果。作为典型的复合板材,在计算应力及挠度时,一般采用等效厚度。等效厚度亦即一定组合的夹层玻璃与一定厚度的单片玻璃在相同的边界条件及荷载作用下,二者产生的效应相同,此时,该单片玻璃的厚度即为夹层玻璃的等效厚度。
我国幕墙标准JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》中规定了夹胶玻璃等效厚度的计算方法,但夹层玻璃的设计未考虑中间层胶片的作用,结果偏于保守。事实上,夹胶玻璃的力学模型应考虑中间胶片对玻璃受力性能的影响,即胶片的抗剪刚度。
夹胶玻璃的弯曲变形存在三种状态:
(1)玻璃胶片具有极强的粘结强度,内外片玻璃紧密结合在一起,胶片的抗剪刚度趋于无穷大,使夹胶玻璃等同一块单层玻璃受力。此时,夹胶玻璃的等效厚度等于两块玻璃之和,此为承载能力的上限值。
(2)玻璃胶片的粘结作用完全失效,各层玻璃之间可以相互自由滑动。即胶片的抗剪刚度等于0,此时,夹胶玻璃的等效厚度为两片玻璃的简单叠加,此为承载能力的下限值。根据JGJ102-2003((玻璃幕墙工程技术规范》可知:对于夹层玻璃设计方法,规范并未考虑中间层胶片对夹层玻璃受力性能的有利影响,为承载能力的下限状态,这种计算结果偏于保守。
(3)玻璃胶片中间层有足够的粘结强度,保证各层玻璃间产生的变形很协调。此状态是夹胶玻璃正常的受力状态。此时夹胶玻璃的承载能力处在上限和下限之间。
此处,引入胶片影响系数φ,其与胶片厚度和剪切模量有关,胶片越厚,层间应力越小,胶片剪切模量越大,层间应力越大。根据杜邦公司的实验数据,SGP的剪切强度尽管比PVB大4倍5倍,但其抗剪刚度显然不是无穷的,且在不同环境温度、长期荷载作用下,SGP夹层玻璃的性能随温度等级的变化而变化。故SGP夹层玻璃和同样厚度的单片玻璃弯曲强度是不能等同的,需考虑胶片性能的影响,计算时需进行折减。
采用欧标prEN13474计算夹胶玻璃,考虑了膜片的性能:
以1.5m*2m尺寸夹胶玻璃为例,对12+2.28SGP+12、12+2.28PVB+12、24玻璃分别进行强度及挠度校核,计算结果如下:
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