玻璃風壓計算

1 1 、 試驗計算要求
2 工作說明
2.1 準備工作
（1）關于試驗詳細過程請與產品支付人協商確定；
（2）以委托方的名義委任并協調一家專業公司將試驗對象粘合到車廂側壁適配器上；
（3）準備一個壓力腔為“3100”的車窗玻璃試驗台，并將車廂側壁適配器固定到車窗玻璃試驗台上；
（4）在試驗對象的內、外表面施裝應變傳感器。
2.2 實施
（1）試驗對象
數量 描述
3 側窗玻璃 A2V00001291903
（2）供貨狀態下玻璃間隙緊密性的檢驗參考西門子的試驗規范 A6Z00000511066 第 5.1.2 部分進行檢驗，條
件：至-45 o C 時無冷凝發生。
（4）側窗玻璃的連續載荷：
壓力等級 壓力（Pa） 信號形式 頻率（Hz） 壓力交變的
次數
是否模擬人
工降雨
1 ±4500 正弦形 1.5 1 000 000 否
2 ±8000 正弦形 1.5 100 000 否
3 ±1500 正弦形 6.0 100 000 是
（5）每個壓力等級開始和結束時都要測量玻璃內、外表面的平均彎曲度，最大容許值應不超過 10mm。
（6）測量延長率，然后用其確定玻璃內、外表面的平均彎曲應力，條件：極限值大小取決于玻璃的種類（單
片玻璃板為 50N/mm2，復合預應力玻璃為 22.5 N/mm2）。
（7）每個壓力等級下玻璃間隙緊密性的檢驗參考西門子的試驗規范 A6Z00000511066 第 5.1.2 部分，條件：
至-45 攝氏度時無冷凝發生。
2.3 玻璃外表面損壞時的強度說明
（1）用大錘擊打，破壞玻璃外側表層。擊打點應在緊急上車門的操作位置附近。
（3）側窗玻璃的壓力交變載荷：
壓力等級 壓力（Pa） 信號形式 頻率（Hz） 壓力交變的
次數
是否模擬人
工降雨
1 ±4500 正弦形 1.5 200 否
2 ±8000 正弦形 1.5 200 否
(4) 用相機分別拍下玻璃外表面開始和結束時的狀態，條件：不能有面積大于 1cm 2 的玻璃碎片脫離，且損壞
的玻璃仍保持在框架內。
（5）用肉眼觀察玻璃內側表面，條件：無玻璃破裂、無框架破裂。
（6）由于在試驗中最低程度已經損壞了玻璃的外側表面，這些試驗后的車窗玻璃如果不進行維修則不能再繼
續使用
2 2 、 側窗玻璃的抗風壓計算
【目的：計算【強化】夾層 中空 玻璃 6mm 灰玻+1.14PVB+4mm+14A+4mmLOW-E+1.14PVB+3mm 的抗
在 壓強度，并計算玻璃在 8Kpa 風壓下的最大撓度】
【計算依據：參考 建筑材料科學研究院《建筑玻璃應用技術》 】
側窗玻璃的規格有三種
616mm×842mm
1237mm×842mm
1512mm×842mm
774mm×842mm
由于側窗玻璃的厚度組合一樣，玻璃高度均為 842mm，而長度越長,抗風壓強度越低。因此，我們只需要計算
長度最大玻璃的抗風壓即可.
a=842mm
b=1512mm
W K =8Kpa
玻璃的總厚度為 17mm，根據計算要求:
【中空複層玻璃(雙層中空玻璃計算時選用最薄玻璃的厚度,即 t=7mm(最薄【安全隔音膠合玻璃(白膜玻璃(霧膜玻璃)、夾絲玻璃)】的組合為 4mmLOW-E+1.14PVB+3mm )
玻璃的受力型式為四邊支撐結構
1） 抗壓強度的計算
t=7mm
當 t＞6mm 時，
可採用以下公式計算抗壓強度
W A =a（0.5t 1.6 +2）/FA
式中
W-------風荷載標準值
A--------玻璃的允許使用面積，m 2
t---------玻璃的厚度
a--------抗風壓調整系數,【強化】夾層可加格子的玻璃)】取 a=1.5×1.8=2.7
F--------安全因子，一般取 2.5，其對應的失效概率為 1‰
W A =a（0.5t 1.6 +2）/FA
=2.7×（0.5×7 1
。 6 ＋2）/2.5×1.512×0.842
=11.24Kpa
W A =11.24Kpa＞W K =8Kpa
滿足設計
2） 按照撓度計算
根據加拿大標準 CAN/CGSB-12.20-M89 中，玻璃的非線性變形理論，提出的經驗公式，此公式與實
際情況較為吻合
u=t exp(c 1 +c 2 x+c 3 x 2 )
且 x=ln[lnW(ab) 2 /(Et 4 )]
式中
a---------玻璃短邊長度 mm
b---------玻璃長邊長度 mm
t----------玻璃厚度 mm
W--------風荷載標準制 Kpa
E---------玻璃彈性模量，取 7.2×10 7 Kpa
c 1 c 2 c 3 與邊長比有關的系數，可查表取得
代入計算
X=ln[ln8(1512×842) 2 /(7.2×10 7 ×7 4 )]
＝0.76mm
試驗要求玻璃變形不超過 10mm，而理論計算變形量為 0.76mm
3 3 、 緊急窗玻璃的抗風壓計算
【目的：計算【強化】夾層【中空複層玻璃(雙層中空玻璃 8mm 灰玻+1.14PVB+3mm+24A+4mmLOW-E+1.14PVB+4mm 的抗
在 壓強度，并計算玻璃在 8Kpa 風壓下的最大撓度】
【計算依據：參考 建筑材料科學研究院《建筑玻璃應用技術》 】
根據上面的分析可知, 緊急逃生窗的最薄玻璃為 4mmLOW-E+1.14PVB+4mm，它的厚度超過了上面的
7mm，所以理論變形肯定小于 0.76mm。
4 4 、 側窗單層玻璃的 彎曲應力計算
我們知道普通窗的組合為： 6mm 灰玻+1.14PVB+4mm+14A+4mmLOW-E+1.14PVB+3mm
緊急逃生窗的組合為：8mm 灰玻+1.14PVB+3mm+24A+4mmLOW-E+1.14PVB+4mm
他們當中最薄的復合玻璃為：4mmLOW-E+1.14PVB+3mm.
我們只需要計算出 4mmLOW-E+1.14PVB+3mm 它的彎曲強度是最差的。
根據試驗的要求可以知道,試驗要求的彎曲應力是：復合預應力玻璃為 22.5 N/mm2
側窗玻璃的規格有三種
616mm×842mm
1237mm×842mm
1512mm×842mm
774mm×842mm
由于側窗玻璃的厚度組合一樣，玻璃高度均為 842mm，而長度越長,抗風壓強度越低。因此，我們只需要計算
長度最大玻璃的抗風壓即可.
a=842mm
b=1512mm
選用【強化】【安全隔音膠合玻璃(白膜玻璃(霧膜玻璃)、夾絲玻璃)】的結構，通過給定的單位面積壓力，來確定【強化】【安全隔音膠合玻璃(白膜玻璃(霧膜玻璃)、夾絲玻璃)】的厚度。
1）確定荷載的要求
I. 集中荷載的要求
P=0.025KN
荷載作用力的邊長 1mm
II. 均布設計荷載 Q=8Kpa
2）確定設計應力[δ]
【強化】玻璃設計應力通過查表[7.3]可知[δ]＝43Mpa
3） 玻璃的受力型式為四邊支撐結構
玻璃的長寬比為
b/a＝1512/842＝1.8
4） 按照集中荷載情況計算
u/a＝1/842＝0.00118
b/a＝1.8
查表[7.8]可得，β 2 ＝3.25
t=(β 2 P/[δ]) 1/2
=(3.25×250/43) 1/2
=4.5mm
而我們設計的玻璃厚度是 7mm
進行玻璃撓度計算，按照集中荷載情況計算
t=7mm，
u/a＝1/842＝0.00118
b/a＝1.8
查表[7.7]可知 a 2 ＝1560×10
－ 5
W max ＝α 2 pa 2 /D
式中
D-----為玻璃圓柱強度，查表[7.4]可得
t=7mm 時，D＝2.18×10 3 N·m
P=0.025KN
a=842mm
代入計算可得
W max ＝α 2 pa 2 /D
＝1560×10
－ 5 ×250×0.842 2 /2.18×10 3
＝1.34×10
－ 3 m ≈ 1/746
而玻璃的彎曲撓度一般不超過 1/100 即可.所以 1/746 的撓度在玻璃可以承受的范圍之內，理論計算完全可
以滿足.