中空玻璃结构胶计算

关于中空玻璃结构胶粘接宽度计算

目前经常会遇到在全隐工况下中空玻璃下订单时无法准确标定中空玻璃结构胶粘接宽度的情况。而常规保守的做法是标定中空玻璃与铝附框的粘接宽度，给企业的正常经营带来很大不便甚至成本增加。国家相关规范也未就该问题有明确的说明。为此在充分理解现有规范的基础上总结出如下计算方式，供同行共同验证其正确性或仅作抛砖引玉。

1、依据JGJ102-2003规范P33页，作用于中空玻璃上的风荷载标准值可按下列公式分配到两片玻璃上：

1) 直接承受风荷载作用的单片玻璃：

1K W ＝1.1K W 323131t t t ＋ ―――――（1）

2) 不直接承受风荷载作用的单片玻璃：

2K W ＝K W 323132t t t ＋ ―――――（2）

2、依据JGJ102-2003规范P27页，在风荷载作用下粘接宽度C S 应按下式计算：

S C ＝1

2000f Wa ―――――（3） 式中：S C ─── 硅酮结构密封胶的粘接宽度（mm）；

W ─── 作用在计算单元上的风荷载设计值（KN／m 2）

； a ─── 矩形玻璃板的短边长度（mm）；

1f ─── 硅酮结构密封胶在风荷载或地震作用下的强度设计值，取

0.2 N／m 2。

上述公式仅用来计算中空玻璃整体与铝附框粘接时的结构胶宽度计算。

3、中空玻璃用在全隐幕墙或全隐开启扇上的受力分析：

中空玻璃内外片玻璃结构胶的粘接宽度计算有别于中空玻璃整体粘接到铝附框

上的计算。其主要原因在于中空玻璃中空层内的空气可以传递由外片玻璃传到内片玻璃的荷载，即能明显反映出中空层空气在工作状态下其体积和压强的关系。而中空玻璃整体粘接到铝附框时的计算是基于玻璃室内所面对的房间内空气不会由于玻璃的挠曲变形而产生房间内空气的体积和压强的明显变化，即可以认定工况下房间内恒为1个标准大气压。

中空玻璃外片外侧的风荷载设计值应为1.4K W ，即（3）式中的W 值，既然在校核中空玻璃内片玻璃强度时可以引用规范中的（2）式那么就可以认为在工况下中空玻璃空气层的压强设计值就是1.42K W 。

3、计算推导与结论：

通过作用在外片玻璃外侧、内侧的压力关系建立平衡方程应该为：

1.4K W ・a・b＝1.42K W ・a・b＋2000S A ・b・1f

式中：S A ─── 中空玻璃内外片之间硅酮结构密封胶的粘接宽度（mm）； K W ─── 作用在计算单元上的风荷载标准值（KN／m 2）；

2K W ─── 作用在计算单元中空玻璃内片上的风荷载标准值（KN／m 2）；

a ─── 矩形玻璃板的短边长度（mm）；

b ─── 矩形玻璃板的长边长度（mm）；

1f ─── 硅酮结构密封胶在风荷载或地震作用下的强度设计值，取

0.2 N／m 2。

即S A ＝1

22000)(4.1f a W W K K － S A ＝1.4K W 323131t t t ＋・1

2000f a ―――――（4） 现幕墙规范中对中空玻璃中空层厚度的约定为应不少于9mm，如果同时引用另一约定即“硅酮结构密封胶的粘接宽度宜大于厚度，但不宜大于厚度的2倍”那么中空玻璃合片其内外片之间结构胶的宽度至少应为9mm。 如果中空层为12mm 或16mm 呢？好像与现实中实际情况并不符合，现姑且将规范中上述两个约定反过来理解，

即宽、厚概念互换。即中空层分别为9mm、12mm、16mm 时，对应的粘接“宽”度按照构造要求分别不小于4.5mm、6mm、8mm，依此类推。本文暂对其命名为“构造要求”。

这样（4）式的计算结果与构造要求对比，取其极大值作为中空玻璃结构胶定量设计的“宽”度依据。

4、关于抗震设计时的结论：

上述公式（4）为仅在风荷载作用下的计算，若同时考虑地震作用，则：

S A ＝〔1.4K W 323131t t t ＋＋0.5E q 〕・1

2000f a ―――――（5） 式中：E q ─── 作用在计算单元外片玻璃上的地震作用设计值（KN／m 2）。

E q ＝1.3・E β・αmax ・1t ・25.6

式中：1t ───外片玻璃的厚度（m ）；

αmax ───水平地震影响系数最大值，8度抗震设计取0.16；

E β ───动力放大系数，取5.0。

这样（5）式的计算结果与构造要求对比，取其极大值作为抗震设计时中空玻璃结构胶定量设计的“宽”度依据。

5、例证：

1)、上海某建筑300米高度K W ＝2.755KPa，该处全隐玻璃尺寸1500×2000，玻璃配置为8(T)+12A+6(T)，分别计算玻璃与铝附框粘接时的结构胶宽度以及中空玻璃内外片合片时的结构胶宽度。

S C ＝1.4K W ・1

2000f a ＝14.46mm S A ＝1.4K W 32313

1t t t ＋・12000f a ＝10.17mm 8度抗震设计时

S C ＝〔1.4K W ＋0.5E q 〕・1

2000f a ＝15.16mm

S A ＝〔1.4K W 323131t t t ＋＋0.5E q 〕・1

2000f a ＝10.57mm 考虑本文构造要求，中空玻璃内外片之间结构胶粘接宽度应为11mm。

2)、上海某建筑某高度K W ＝1KPa，该处全隐玻璃尺寸1500×2000，玻璃配置为8(T)+12A+6(T)，分别计算玻璃与铝附框粘接时的结构胶宽度以及中空玻璃内外片合片时的结构胶宽度。

S C ＝1.4K W ・1

2000f a

＝5.25mm

S A ＝1.4K W 32313

1

t t t ＋・1

2000f a ＝3.69mm

8度抗震设计时

S C ＝〔1.4K W ＋0.5E q 〕・1

2000f a

＝5.95mm

S A ＝〔1.4K W 32313

1t t t ＋＋0.5

E q 〕・

1

2000f a

＝4.09mm 考虑本文构造要求，中空玻璃内外片之间结构胶粘接宽度应为6mm。

不妥之处请指正！

谢谢！