U型玻璃幕墙应用及设计

1.概述

建筑用u型玻璃（亦称槽型玻璃）事用先压延后成型的方法连续生产出来的， 因其横截面呈“U'

型，故得名。u型玻璃品种很多，有着理想的透光性、隔热性、保温性和较高的机械强度，不但用 途广泛、施工简便，而且有着独特的建筑与装饰效果，并能节约大量轻金属型材，所以被世界上许 多国家的城乡建筑所采用。

在我国，介绍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。我国第一条

U型玻

璃生产线，现已正式投产从而填补了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。

2•说明

U型玻璃（U-Profile-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。

3 .采用标准：

A. 异型玻璃（国家标准报批稿） 2、U型玻璃/Q KYB01-1997

B. 建筑工程质量检验评定标准 GBJ301-88。

C. 装饰工程施工及验收规范 JGJ73-91。

4. 适用范围：

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。

5. U型玻璃的建筑设计：

A. U型玻璃按表面处理方式不同，有普通压花玻璃、夹丝玻璃、彩色玻璃等，设计选用时除普通压 花玻璃外，选用其余玻璃应予注明。

B. U型玻璃属不燃烧材料，如有特殊要求时应按有关规范进行设计。 C. U型玻璃分类：

按颜色分：有色的和无色的。 按表面状态分：有平滑的和带花纹的。 按强度分：有钢化、贴膜、保温层 按规格分：有钢化、贴膜、保温层

D. U型玻璃属不燃材料，如有特殊要求时按有关规范进行设计。

E. U型玻璃两翼的朝向测试结果表明两翼向迎风买内，强度高于两翼背风面。 F. 型玻璃按造型及建筑使用功能分别采取以下组合方式：

翼朝外（内） 『in w n 单排 榫形结构，相互咬合 榫形结构，相互贴合 翼在接缝处成对排列★ F7TT 71 if r r fi if 翼错开排列 锯齿状排列 双排 墙面略带弯曲 翼对翼 G. 型玻璃隔墙长度大于 6000,高度超过4500时，应核算墙身的稳定，采取相应的措施。 H. 型玻璃用于湿度较大的房间且室内外温差较大时，应处理好玻璃表面露水的排泄及下滴问题。 I. 型玻璃用于圆型墙及屋面时，曲率半径不应小于

1500。

J.点构造详见国家标准图集《 6•性能指标

U型玻璃外装修标准 06J501》。

乡、 2

抗压强度700〜900 N/mm。抗拉强度30〜50 N/mm。 莫氏硬度6〜7。

2

弹性模量 60000〜70000 N/mm。

线膨胀系数（温度每升高 1 C） （75〜85） X 10-7。 化学稳定性0.18 mg。 弯曲强度

传热系数：①单排安装时 3.65W/m2K。②双排安装时1.74W/m2K。③贴膜时1.57 W/nk ④填充 保温层1.2 W/m K

隔声能力：单排安装时 27db，双排安装时38dB。 耐火极限：0.75h （单排）。 7. 安装要点

U型玻璃的端面和平面应无锯齿状缺口或裂纹。

各的U型玻璃构件应支撑在具有均匀弹性的衬垫上。 玻璃与临近的金属件、混凝土和砂浆结构之间不能有硬性接触。

在U型玻璃的上端与更高处的建筑物件（如过梁、大梁、屋面板等）之间必须留有缝隙。 U型玻璃上端与临近的上部结构之间的空气缝隙不应小于 必须用弹性密封材料填充 U型玻璃之间的纵缝。

密封材料，通常有二组分的聚硫塑料、硅铜胶、柔性聚氯乙烯型材等，用于 U形玻璃条之间的密封。

圆绳，用于U型玻璃与边框之间的密封。

条形衬垫、柔性聚氯乙烯型材、浸过沥青的条带、硬泡沫塑料等，用作 缝和滑缝。

膨胀螺栓，用于固定边框

规格（注：最大出厂长度并不等于使用长度） 玻璃型 号 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 260 260 330 330 25mm以应付其变形，便于安装更换。

U型玻璃与固定件、

U型玻璃与边框之间的胀

底宽(b)(mm ± 2) 翼咼(h)(mm ± 1) 41 60 41 60 厚(d)(mm ± 0.2) 6 7 6 7 最大出厂长度 （m± 5mm） 6 7 6 7

8. U型玻璃的验收：

U型玻璃的验收除参照建筑装饰工程及验收规范( 章节外，还应重点检查：

A. 边框是否直接固定在建筑上，之间的缝隙是否密封。边框承受的荷载应直接传给建筑，不应使 型玻璃受力。

B. 玻璃与玻璃之间，玻璃与边框之间的缝隙，是否按上述要求进行密封。 C. 应使U型玻璃在框了中沿玻璃长度方向能自由伸缩，在上框料与 间应用合成材料垫圈或油漆类物质隔开。 9. U型玻璃的计算方法：

JGJ73-91 )第三、四章门窗工程及玻璃工程有关

U

U型玻璃之间要留有适当缝隙。

D. 为防止膨胀螺栓等固定件与框料之间相互接触发生化学反应产生接触腐蚀，在钢膨胀螺栓等固定 件与铝框之

25 62 z U 00 形业E n y |~芮 出■ #4 si 7S 亡J 1 口 71 扛抗拒切 M3 170 23 170 23 is. 00 iM. oe ■

基本参数：

1：计算点标高：100m ； 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 : 25.62mm2 ； 翼板部分截面抗弯矩 板面部分截面抗弯矩

Wx1 : 53780mm3 ； Wx2 : 13710mm3 ；

P260/60/7 ；

2 :力学模型：按简支梁形式计算;

绕Y轴截面抗弯矩 Wy : 170230mm3 ;

X轴截面惯性矩 Y轴截面惯性矩

Ix : 655500mm4 ；

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：

f M V 1 \\ r 1 r1 L l 1 r 1 11 Jr J I u | 1 rl V V V J ri f V 1,-' I r I J f 1 J r l U 1 r 1 i

q 15.1 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 :风荷载线分布最大荷载集度标准值 wk :风荷载标准值 （MPa）； B : U型玻璃宽度，也就是承载宽度 qwk=wkB =0.001 X260 =0.26N/mm

qw :风荷载线分布最大荷载集度设计值 qw=1.4qwk =1.4 X0.26 =0.3N/mm （2）

（N/mm）； （mm）;

（N/mm）

水平地震作用线荷载集度

（按矩形分布）：

(MPa);

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

3E:动力放大系数 ，取5.0 ; a max水平地震影响系数最大值，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邛 Ea maxGk/A .... 5.3.4[JG J102-2003]

qEk=qEAkB

qEk=5.0 X 0.16 >0.0000256 X 25.62 =0.0005N/mm qE :水平地震作用线荷载集度设计值 （N/mm）;

qE=1.3qEk =1.3 X0.0005 =0.0007N/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：

……5.4.1JGJ102 -2003]

q=qw+0.5qE

=0.3+0.5 X0.0007 =0.3N/mm

用于挠度计算时，采用

Sw标准值：

……5.4.1JGJ102 -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

=0.3 X40502/8 =746313.75N?mm

15.2 U型玻璃的抗弯强度计算

：

按简支梁抗弯强度公式 ，应满足：d =Mx/Wn条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 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 ;

Mx

则： d =Mx/Wnx

=746313.75/53780

=13.877MPaC 30MPa U型玻璃抗弯强度能满足要求。 15 .3 U型玻璃的挠度计算

：

df=5qkL4/384Elx

qk;

qk为上面计算所得参数

qk再乘以系数

根据简支梁挠度计算公式，得：

对于单片的 U型玻璃，该处 qk就是上面计算得到的 对于夹层的 U型玻璃，按等刚度分配原理，该处 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

=5X0.26 X40504/384/70000/655500 =19.85mm

而 df,lim=4050/200=20.25mm 所以，U型玻璃挠度能满足规范要求。

10. U型玻璃幕墙大样节点：

砼 U型玻璃 胶缝

U型玻璃立面图

单层U型玻璃 双层U型玻璃

U型玻璃安装平面投影图

I'

塑料膨胀螺栓@ 400-600 每边不少于3个固定点

PV（缓冲垫

双层U型玻璃

OSP60E'

PV缓冲垫

塑料膨胀螺栓@ 400-600 每边不少于3个固定点

U型玻璃安装剖面图

<

塑料膨胀螺栓@ 400-600 每边不少于3个固定点

6

- 7

11、U型玻璃工程实例:

lbn :t

一

p

端头玻璃安装顺序