绘图员的日子（三十七） 任性的高跟鞋

大清早，Z总过来找F君，说是下沉广场要开工了，得去现场有点事要处理。下沉广场是去年五月份gree的一个附属小项目，体量不大，倒是挺复杂，长度近四百米，呈DNA螺旋式状，当时做的时候也是迷迷糊糊的，主要是挡墙标高，坡道位置等，然后就是图层，因为是布局出图，梁板画在一张图，理清是关键。

好吧，说回项目，F君说一会过去，心里纠结了一下，刚好今天又赶HF图纸，但自己怕是工地有啥问题，于是决定跟F君一块去瞧瞧。

借了公司手动挡，我不敢开，F君上阵，无奈那车档位太破，总是挂不上，只得让J师傅送我们过去，J师傅车技超赞，滑溜溜，一下就到了工地。

gree海岸地块很大，我司完成了S1/S2地块，S3由机械院完成，而下沉广场属于S3遗留问题，因为一些原因由我们来设计。来到工地被gree领导告知是S3地块的一个钢结构采光井的设计问题。好吧，谁叫我们是设计咨询单位，服务甲方要摆在第一位。

说回正题，钢框架应该是没啥问题，主要是上盖夹胶玻璃可能不够，之前设计单位给出的是活载2.0kN／m2。gree领导解释，这块属于人流比较集中之处，2.0太小不安全。所言极是，这领导还是挺操心的，赞一个。F君接道，不关是活荷载的取值问题，还得考虑集中荷载作用，特别是高跟鞋。oh，my god，高跟鞋，对，就是它，F君果然犀利。

工地上的问题都不容小觑，因为这都是设计上未考虑周全之处，要么就是非常规问题。之前做过钢结构雨篷的分格玻璃，所考虑荷载不一样，一个是风荷载控制，一个是活载控制。查阅资料才知还有那么一茬。

以下摘自《玻璃技术规程》：

1、对上人的屋面玻璃，应按下列最不利情况，分别计算：

1）玻璃板中心点直径为150mm的区域内，应能承受垂直于玻璃为1.8kN的活荷载。
2）居住建筑，应能承受1.5kPa的均布活荷载；对非居住建筑，应能承受3kPa的均布活荷载。
2、对不上人的屋面玻璃，设计应符合下列规定：
1）与水平面夹角小于30°的屋面玻璃，在玻璃板中心点直径为150mm的区域内，应能承受垂直于玻璃为1.1kN的活荷载。

2）与水平面夹角不小于30′的屋面玻璃，在玻璃板中心直径为150mm的区域内，应能承受垂直于玻璃为0.5kN的活荷载。

由此可知，算玻璃承载力远不是算算均布荷载抗弯那回事，还有集中荷载以及F君提到的“高跟鞋效应”冲切。均布活载按3.5kn／m2常规设计，主要是局部荷载和冲切问题。

以上截图来自 [url=]http://www.doc88.com/p-9552792431340.html[/url]，其中参考《建筑玻璃应用技术规程》提供了均布荷载和局部荷载的承载力验算，但未考虑集中荷载冲切及均布荷载作用的挠度验算。

以下为本次实例计算：

一、玻璃选用

玻璃采用：夹层玻璃，四边支承。

玻璃面板尺寸 1550×1450 mm，与水平面夹角 0 度。

玻璃外片厚度为 10 mm，内片厚度为 10 mm。

玻璃大面强度为 42 MPa，侧面强度为 30 MPa。

弹性模量 E = 0.72x105 MPa，泊松比 v = 0.2。

玻璃密度 ρ = 25.6 kN/m3。

二、荷载计算

(1)、自重计算

Gk'：恒载标准值(kN/m2)，方向竖直向下

Gk：恒载标准值(kN/m2)，垂直于板面的恒载分量

Gk' = 25.6×(10+10)×10-3 = 0.512 kN/m2

Gk = 0.512×cos0o = 0.512 kN/m2

(2)、风荷载计算

取Wk = 1.0 kN/m2 (JGJ 102-2003 5.3.2)

(3)、其他活载

OTK：其他活载标准值(kN/m2)，方向垂直于板面，取 3.5 kN/m2

三、荷载组合

(1)、参与组合的荷载项

<1>、恒载（自重垂直于玻璃的分量） Gk = 0.512 kN/m2

组合系数 1.0 分项系数 1.2 / 1.35

<2>、风荷载（垂直于玻璃） Wk = 1 kN/m2

组合系数 0.6 / 0.2 分项系数 1.4

<3>、活载（垂直于玻璃） Qk = 3.5 kN/m2

组合系数 0.7 分项系数 1.4

(2)、由以下组合算得最大的荷载组合标准值（用于刚度校核）

恒载

恒载+风载

恒载+活载

恒载+风载+0.7活载

恒载+活载+0.6风载

最大的荷载组合标准值 qk = 4.612 kN/m2

(3)、由以下组合算得最大的荷载组合设计值（用于强度校核）

1.35恒载

1.2恒载+1.4活载

1.35恒载+0.7×1.4活载

1.2恒载+1.4正风压

1.35恒载+0.6×1.4正风压

1.2恒载+1.4正风压+0.7×1.4活载

1.2恒载+1.4活载+0.6×1.4风载

1.35恒载+0.6×1.4正风压+0.7×1.4活载

最大的荷载组合设计值 q = 6.354 kN/m2

四、板块校核

外片厚度 t1 = 10 mm

内片厚度 t2 = 10 mm

等效厚度 te=(t13+t23)-3 = 12.599 mm

外片承受自身的恒荷载 + 其他荷载×t13/(t13+t23)

外片所承受荷载组合标准值 = 2.306 kN/m2

外片所承受荷载组合设计值 = 3.177 kN/m2

内片承受自身的恒荷载 + 其他荷载×t23/(t13+t23)

内片所承受荷载组合标准值 = 2.306 kN/m2

内片所承受荷载组合设计值 = 3.177 kN/m2

(1)、强度校核

短边长度 a = 1450 mm

查表(JGJ 102-2003 表6.1.2-1)得弯矩系数 m = 0.050

外片强度校核：

查表(JGJ 102-2003 表6.1.2-2)得折减系数 η = 0.94

应力 σ = 6mqa2η/t2

= 6×0.050×3.177×14502×0.943/102×10-3

= 18.756 MPa

强度满足 !

内片强度校核：

查表(JGJ 102-2003 表6.1.2-2)得折减系数 η = 0.943

应力 σ = 6mqa2η/t2

= 6×0.050×3.177×14502×0.943/102×10-3

= 18.756 MPa

强度满足 !

局部荷载作用采用参考文献验算也能满足承载力要求。

(2)、刚度校核

刚度 D = Ete3/12/(1-v2) = 12500000.000 N·mm

查表(JGJ 102-2003 表6.1.3)得挠度系数 μ = 0.00463

查表(JGJ 102-2003 表6.1.2-2)得折减系数 η = 0.955

挠度 d = μqka4η/D

= 0.00463×4.612×14504×0.955/12500000.000×10-3

= 7.207 mm

挠度限值 dmax = a/200 = 1450/200 = 7.25 mm

挠度满足 !

说明：关于玻璃的挠度限值，风荷载控制时，取L/60，非风控时取L/200

(3)、冲切校核

参照混凝土规范冲切验算公式进行大概估算：

0.7ftUmh0=0.7*43*15*3.14*10=14.1kN，可知高跟鞋效应远低于玻璃抗冲切承载力，但有些东西不去试试，你哪知道是怎么回事呢，结构当需怀有一颗严谨谦卑之心。

说明：冲切验算中由于没有相关玻璃抗冲切验算方法，均保守估计其承载力。

2016.05.14 中山

结构菜鸟 木子青见

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