某既有玻璃幕墙面板承载力和刚度计算与分析.docx

研究报告

PAGE

1-

某既有玻璃幕墙面板承载力和刚度计算与分析

一、1.玻璃幕墙面板概述

1.1玻璃幕墙面板的类型

玻璃幕墙面板的类型丰富多样，根据材料、构造和功能的不同，可以分为以下几类：

(1)按照材料分类，玻璃幕墙面板主要有单片玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃等。单片玻璃是最常见的类型，具有良好的透光性和耐候性；钢化玻璃具有较高的强度和安全性，适用于高层建筑的玻璃幕墙；夹层玻璃在两层玻璃之间夹有一层或多层PVB膜，具有良好的抗冲击性和安全性；中空玻璃则通过两层玻璃之间抽真空或充入惰性气体，提高隔热和隔音效果。

(2)按照构造分类，玻璃幕墙面板可分为明框、隐框、半隐框和全隐框等。明框玻璃幕墙面板采用金属框架作为支撑，结构简单，外观简洁；隐框玻璃幕墙面板的金属框架隐藏在面板背后，外观更为美观；半隐框则介于两者之间，部分金属框架露在外面；全隐框玻璃幕墙面板则完全隐藏金属框架，整体效果更为统一。

(3)按照功能分类，玻璃幕墙面板可分为普通玻璃、低辐射玻璃、节能玻璃、安全玻璃等。普通玻璃是最基本的玻璃类型，适用于一般的建筑；低辐射玻璃具有优异的隔热性能，适用于寒冷地区；节能玻璃通过特殊涂层减少热量损失，适用于节能建筑；安全玻璃具有更高的抗冲击性和安全性，适用于公共建筑和高层建筑。

1.2玻璃幕墙面板的组成

玻璃幕墙面板的组成复杂，主要由以下几个部分构成：

(1)玻璃面板是玻璃幕墙的核心部分，通常由单片玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃等材料制成。玻璃面板需要具备足够的强度、耐久性和安全性，同时还要满足建筑设计的透光、隔热、隔音等要求。

(2)金属框架是玻璃幕墙的支撑结构，包括立柱、横梁、角码等组件。金属框架的设计和选材对幕墙的整体性能至关重要，需要保证其具有足够的强度、刚度和耐腐蚀性，以确保幕墙的稳定性和安全性。

(3)玻璃面板与金属框架之间的密封材料包括密封胶、硅酮结构胶等。密封材料的选择和施工质量直接影响到玻璃幕墙的气密性、水密性和耐久性。此外，密封材料还需要具有良好的耐候性、耐老化性和耐化学品腐蚀性，以确保幕墙的长期使用效果。

1.3玻璃幕墙面板的应用

玻璃幕墙面板因其独特的优势在建筑领域得到广泛应用，以下是一些主要的应用场景：

(1)高层建筑：玻璃幕墙在现代高层建筑中占据重要地位，其透光性、美观性和安全性使其成为提升建筑品质的关键元素。特别是在超高层建筑中，玻璃幕墙的应用不仅能够增强建筑的整体视觉效果，还能提高建筑的保温隔热性能。

(2)商业综合体：大型商场、购物中心、办公楼等商业综合体普遍采用玻璃幕墙设计。玻璃幕墙为这些场所带来了宽敞明亮的空间感和现代化的外观，有助于提升建筑的品牌形象和吸引力。

(3)文化设施：图书馆、展览馆、剧院等文化设施也常采用玻璃幕墙。玻璃幕墙的通透性使得室内空间与外部环境得以交融，同时为建筑增添了一抹独特的艺术气息，符合现代文化建筑的审美需求。此外，玻璃幕墙的节能特性也有助于降低建筑能耗，符合绿色建筑的发展趋势。

二、2.承载力计算方法

2.1荷载分析

在玻璃幕墙面板的承载力计算中，荷载分析是至关重要的环节，以下是对荷载分析的一些关键点：

(1)玻璃幕墙面板所承受的荷载主要包括自重、风荷载、雪荷载、地震荷载、温度荷载等。自重是指玻璃面板自身的重量，是计算荷载的基础；风荷载是指风力对幕墙产生的水平荷载，其大小与建筑物的形状、高度和地理位置有关；雪荷载是指积雪对幕墙产生的垂直荷载，通常与当地气候条件和建筑物的朝向有关；地震荷载是指地震作用在建筑上的水平荷载，其大小取决于地震烈度和建筑物的抗震等级；温度荷载是指由于温度变化引起的玻璃面板膨胀或收缩产生的应力。

(2)荷载分析中，需要考虑荷载的组合效应。不同荷载之间可能存在相互影响，因此在计算时需要考虑荷载的协同作用。例如，风荷载和地震荷载可能同时作用于玻璃幕墙，此时需要计算两者的合成效应。荷载的组合效应分析通常采用等效荷载法或荷载叠加法，以确保计算的准确性和安全性。

(3)荷载分析还需考虑荷载的分布和作用点。荷载在玻璃幕墙面板上的分布可能不均匀，特别是在复杂形状的建筑中。荷载的作用点也是影响承载力计算的重要因素，需要根据实际情况确定荷载的作用位置。此外，荷载分析还需考虑荷载的长期效应和短期效应，长期效应主要指荷载的持久作用，短期效应则指荷载的瞬时作用，两者对玻璃幕墙面板的承载能力均有影响。

2.2承载力计算公式

在玻璃幕墙面板的承载力计算中，常用的计算公式如下：

(1)对于单片玻璃面板的承载力计算，常用公式为F=k*N*A，其中F表示承载力，N表示荷载大小，A表示玻璃面板的面积，k为荷载系数。荷载系数k通常根据玻璃的种类、厚度和荷载类型进行选取。此公式适用于对单片玻璃面板进行静态承载力评估。