构造材料-玻璃

　　玻璃，科学定义泛指生长玻璃转化的无定形固体。全班人常讲的玻璃重要身分是二氧化硅（石英），体验溶解后急迅冷却成形，分子由于没有雄厚的时间变成晶体，仍凝聚在液态分子的状态，变成无定形固体。

　　人类最早使用的玻璃是天然火山玻璃。公元前200年，巴比伦人发分明吹经管玻璃的程序。玻璃活动修筑质料使用至今，已有近两千年的史乘。

　　大凡玻璃的软化温度为600-750℃，凝聚温度为500-550℃。11世纪，德国发真切作战平面玻璃的本事。先把玻璃吹成球状，再造成圆筒型，着末切开、摊平、冷却。但是吹制或卷压法临蓐的玻璃不是周备平坦，打磨的造价和难度对比大。一块4米x2米的玻璃板的造价简洁是星期六的30倍。

　　1952年皮尔金顿Pilkingdon玻璃公司发大白浮法玻璃。步骤是将玻璃熔液倒进装有熔融态金属锡的缸内，玻璃浮上锡面后自然造成两边滑润的外表。之后经冷却、退火、打磨便成为靠拢完全平的玻璃。浮法玻璃大大下降了生产资本，进步了平整度，现在寰宇上绝大部门平面玻璃采用浮法临盆。

　　星期三，征战厂一经能量产最大25毫米厚、3.6米宽、12米长乃至更长的透明玻璃。研究到修立和运送本钱，最大尺寸为6mx3m，常用的尺寸通常小于4mx2m。

　　最常见的钠钙玻璃，包括75%的二氧化硅、以及氧化钠、氧化钙和其我们增加物。阅历添补差异的因素，能够改变玻璃的表情、反射系数、透光系数、隔热、力学性能等，是以在骨子行使中便有了很多能够性。

　　玻璃最大的特性是透光性。平常玻璃呈淡淡的绿色，3mm、5mm厚的净片玻璃光透射比诀别为87%和84%。超白玻璃，即低铁玻璃，经验增进了质料中的氧化铁成份，进一步进步了透明性，常用于博物馆或商店橱窗。极少大型的民众修筑也运用了超白玻璃，提高幕墙体例的通透视觉功效。

　　玻璃本体的导热系数并不大，但对红外线透射率大于可见光，导致了暖房效应。现代修建中使用的玻璃多选取高反射、镀膜、中空等技术先进它的热工职能和节能指标。

　　高反射玻璃 参加了铁钴镍等元素，大概形成炫光，感化人视线。此刻改进热工功能时常用的是镀膜玻璃和中空玻璃。若在稍宽的中空层装入不明后原料或可肩负的百叶片，则可调剂光芒角度。

　　玻璃的密度与因素有关，通常钠钙硅玻璃的密度为2.5g/cm3阁下，约为钢材的1/3。弹性模量介于60000~72000Mpa，也是钢材的1/3。线倍，出入不大。

　　玻璃是理思的弹性体，硬度高。其强度与组成、处境温度、多少样子、热料理条件等因素有合。普通玻璃抗压极限强度可达60-100MPa，抗拉强度也可抵达50MPa。它最大的过失是脆性，没有了解的降服阶段，单方应力聚闭大概袭击会导致琐屑。

　　为了改进玻璃的脆能，采纳退火、淬火、表面治理、涂层、微晶化、质料复合等方法，发明晰多种逍遥玻璃，例如钢化玻璃、夹丝玻璃、夹胶玻璃和钛化玻璃等。

　　钢化玻璃 又称强化玻璃，轮廓有一层裁减应力层，内里则有拉应力层与之平衡，强度和抗攻击性均有大幅先进。然而不能切割、开孔，且利用历程中轻易自爆。碎片可能呈碎粒飞散或仍附着在一途。所以在采光天窗、大楼外墙等处，常选用强化胶关玻璃或夹丝玻璃。

　　夹胶玻璃 为了进取玻璃的承载能力，可将单片玻璃以树脂胶关为多层板。胶合玻璃中单片细碎后不会散落。尽量美满玻璃零碎，在胶结感化下仍可能保有一定的机关承载力。

　　夹丝玻璃 在玻璃熔融状况下，将经预热处理的钢丝或钢丝网压入玻璃中间，经退火、切割而成，皮相或许压花的或磨光。当玻璃受到还击或温度骤变而摧毁时，碎片不会飞散。火警情状下玻璃受热炸裂，但金属丝网使玻璃仍旧固定，屏绝火焰，故又称为防火玻璃。

　　早期的玻璃多用于建修围护中，但随着产品本能接连厘正，玻璃用作构造原料成为当代修筑中的一个新亮点。这些玻璃陷阱大概是大众的筑筑，也大概仅仅是幕墙、楼梯、雨篷等局部。

　　国际上最顶尖的玻璃遐想事宜所，有荷兰的Benthemcrouwel，英国的Dewhurst Macfariane、Eckersley O’Callaghan，以及意大利的Santambrogio等，大家的玻璃文章举世夺目，也必要水准反应了现代玻璃罗网的发展经过。

　　苹果旗舰店是最为专家熟知的玻璃筑修，是苹果公司向外耽误空间和展现改变的危急片面。2006年建成的第五大路苹果旗舰店是边长约10米的立方体，结构行使了90块玻璃拼接而成。而2011年重修的立方体只用了15块玻璃。

　　立方体选取玻璃面板围关出齐全通透的空间，用玻璃肋行径支承构造，撤退了向来的DPG点式金属固件。今年5月10日，苹果公司再次把玻璃陷坑拆除并主见沉建，不清晰它将给大家带来怎样的惊喜。

　　2014年修成的伊斯坦布尔苹果店玻璃盒子，有着更极致的通后度。四面墙均仅为一同10m 长×3m高、3×12mm厚SGP夹胶钢化玻璃。屋面为一同带反拱碳纤维增强塑料(CRFP)，中央处跨越210mm以便排水。操纵硅酮坎阱胶不绝，没有任何陆续件感染筑筑的通明度。

　　杭州苹果店，筑筑体高15米，外立面由11块大幅双层玻璃板构成。修复工程由福斯特筑建事变所与Eckersley O’Callaghan工程公司合股完工。另外，店内的玻璃楼梯和悬在半空二层平台也是精美(惊吓)的坎阱着想。

　　上海陆家嘴苹果店 是一个高12.6m，直径10m的玻璃圆筒。立面由12块超大弯曲钢化玻璃组成。支承肋是70mm厚的夹胶钢化玻璃，资历嵌入式的金属件与面板不绝。玻璃梁、玻璃肋柱和筒形面板组成了和缓的坎阱整体。

　　位于阿姆斯特丹的香奈儿旗舰店原址是一座陈腐的珍爱修筑，项目厘革由荷兰MVRDV事变所假想。保留了修筑物的顶层，将筑建立面底部的陶土砖交换为实心玻璃砖，中心以玻璃元素和原始的赤色砖块过渡、调处，修筑一种筑筑物正在融化的视觉服从。

　　据 MVRDV介绍，“玻璃砖结构在许多方面，比混凝土材质还要扎实”。威尼斯玻璃兴办商 Poesia 肩负设立玻璃砖块，荷兰 Delft 大学的寻找人员和 ABT 工程公司连结，实行坎阱管辖规划，采纳高强度胶水粘结砖块。安装经过中有欠缺的玻璃砖块可以浸新溶掉铸造。

　　Glass Tree House是由A.Masow遐想的概思预备，主意修理于哈萨克斯坦的山林中，房子的正中依旧了一棵大树。筑筑由玻璃围合呈圆柱状，幕墙和屋面均采取玻璃，并插足了群众构造受力，但它不是一座无缺道理的玻璃坎阱遐想。尽管Glass Tree House的从应用角度谈不必要合陷，但不得不感触着想的想像力和带给人们的波动。

　　由玻璃自己行为掌管竖向和水平荷载严重受力构件，即玻璃组织幕墙。当高度或跨度较大时，挑选玻璃肋支承，玻璃之间的赓续常抉择胶接或点式金属固件。

　　梵高博物馆于2015年厘革的入口大厅是一个强壮的玻璃结构。幕墙和屋顶的要紧陷坑构件均是玻璃。屋顶共30条玻璃肋，最大跨度达12米，玻璃肋高度经过优化塑造出原委的屋面。

　　失败的幕墙玻璃由双层中空玻璃组成，支承机合是20条玻璃肋，最大高度9.4米。

　　日本东京有乐町地铁站出口，有一个10米长的玻璃设备的悬臂雨篷，由修修师Rafael Vinoly设想，于1996年竣工。

　　构造为四列平行相扣的胶关加强玻璃片组成悬臂梁。设计风载浸为每平方米5kN与最高准绳的地震效用。厚度19mm的玻璃板滞开72mm直径之孔洞，玻璃板之间搭接、粘合。每个玻璃杆件节点可承载12kN剪力。

　　用玻璃维持楼梯是玻璃构造利用的一个孔殷方面。明后的玻璃栏杆是厉重承重构件，胶合玻璃板做踏步板，玻璃板之间补充了减震效用的资料，以减轻人行的动摇。

　　玻璃资料在防火、抗震和质料平静性等方面存着一定的鸿沟，将它用作主体陷坑质料尚处于起步、试探阶段。极少新研发的精巧产品，经常受限于筑树成本，仅在少许小规演习性的筑筑上实行利用。现时看待玻璃陷阱，环球还没有一个国家提出指导性的着想方法或参考绳尺。

　　由于玻璃原料脆性的性格，罗网师们既充实等待又心有苦恼。目前，或许用于玻璃遐想的软件有RFEM等，集成了充裕的原料数据库，或许举行整体构造和局部圈套的受力叙述。

　　越来越多的想象师实验利用玻璃修设结构构件，同时手脚修筑展现的一种系统。这为组织工程师需要了一个新奇的平台，也是一个新的挑衅。

　　全部人很高兴与机合同行研讨，也很痛速为筑建师提供构造策画、探求倡导、找形发挥等。如有需求，请合联小i 微标识，也许在群众号首页留言。迎接相易筹议！迎接投稿！

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