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关于建筑玻璃的热炸裂

2019-01-10

建筑玻璃的热炸裂是一个多因素问题,受到玻璃自身性能和外部环境条件和复杂影响,可以将其在一般性基础上划分为主要影响因素和非主要影响因素,在特定场合,非主要因素也可能起主要作用,这要针对应用条件作具体分析。玻璃自身造成热炸裂的影响有三类原因:太阳辐射、外加荷载和设计因素。除这三种原因外,玻璃与框架作为结构整体还有制造和装配方面的影响。建筑玻璃的热炸裂是一个综合性的问题,既要全面考虑各个因素的作用,又要针对工程实际排除次要因素不计,控制住主要因素。对一般情况而言,制约玻璃热炸裂的主要因素有三个:
 
       1、玻璃的吸热率
    
       由于热炸裂的机理是玻璃吸收阳光中的红外辐照,自身温度升高,与边部的冷端之间形成温度梯度,造成非均匀膨胀或受到约束,形成热应力,进而使薄弱部位发生裂纹扩展。所以玻璃本身对红外线的吸收率是一个关键因素,吸热玻璃广泛采用以来,热炸裂问题才突出起来。一般吸热玻璃的热吸收率在20—40%之间,在采用吸热玻璃的设计时,一定要对使用环境作一全面评价再确定,比如玻璃的朝向,环境的温度,边框以及墙体的导热情况等等,要特别注意是温差造成热炸裂。玻璃吸收热能,自身温度升高,与较低温度的边框、墙体形成的温度差越大,热炸裂的危险性也越大。经验告诉我们,热炸裂通常不是发生在热带,而是发生在寒带或温带的朝东南的玻璃,而且早晨、上午的热炸裂最多,这是因为环境温度低,玻璃吸收红外辐射后容易与边部形成较大的温度梯度。在上述场合采用吸热玻璃应对吸热率、板面尺寸有计算依据。
  
       2、玻璃的板面尺寸
   
       玻璃的板面越大,受热膨胀后的变形也越大,形成的约束反力也越大,相应地造成更大热应力,增加了热炸裂的几率。同时析面尺寸越大,越容易受到其它荷载的更大叠加效应。所以在追求大板面玻璃的装饰效果的同时,应对风荷载、热应力、边框变形、自重、装配应力等综合影响作全面考虑。吸热玻璃在板面尺寸超过2m2以后应该对边框约束条件提出相应的改善措施。
 
       3、玻璃边的加工质量
    
       在热应力分析中指出,炸裂一般从玻璃边部起始,边部的拉应力最大,边部的加工缺陷最严重,所以改善边部的加工质量是提高建筑玻璃抗热炸裂能力的关键因素之一。当玻璃边部存在缺陷时,将极大地降低玻璃的抗拉强度,在加工安装时最好将玻璃边部进行细磨,并剔除有严重缺陷的玻璃。