平板玻璃的耐風壓設計

在建築物面向屋外的部位使用平板玻璃時，須設定使用場所的設計風壓力，在平板玻璃的品種、厚度、使用面積等之決定時，務求其平板玻璃之耐風壓力，必須能超越設計風壓力之上。

平板玻璃的耐風壓力

風壓破壞荷重。容許荷重：
平板玻璃的耐風壓力，因負荷的性質，負荷時的環境，平板玻璃的品種、尺寸、厚度以及該玻璃周邊的支持條件等之變化而變。風壓破壞荷重是利用經考慮到上述各因素的實用玻璃，經過無數次破壞實驗所獲得的結果。


 

安全率與破損機率
(1) 安全率
  預估到風壓破壞荷重參差不齊的安全率，可由下公式求解。
 
(2) 安全率與破損機率
  由風壓破壞試驗結果的參差情形，可獲得下表所示的安全率與破損機率之相互關係。通常建築的耐風壓設計是以破損機率1/l000為準，安全率則設定為2.5。安全率與破損機率之關係 (風壓破損試驗)
 
〔註〕 風壓破壞荷重。容許荷重
 
◎ 試驗條件
  0.375-5m2 平板玻璃之全面做等分布荷重。
  玻璃長短邊比為1:1-1:2，脈動周期0.5Hz
◎ 平均破壞荷重(kg)
  平均破壞風壓力(kg/m2)X玻璃面積(m2)
◎ 容許荷重(kg)
  容許風壓力(kg/m2)X玻璃面積(m2)

平板玻璃的耐風壓設計

耐風壓設計之重點：
◎ 建築物高度不同，適用公式亦不同。
  建築物高度在地上高31m以下時，依照本節的 "耐風壓設計I"推算，超越地上高31m時，則依照日本建設省告示所規定，即本節的 "耐風壓設計II計算。
◎ .玻璃之支持條件：
  一般以剛性大型框架做單純四邊支持的門窗均適用上項規定  。其他支持條件較特殊者， "平板玻璃之強度設計"項之規定，依其支持方法，選定不同的強度計算公式。
◎ 設計風壓力：
  為配合建築物的規模、用途及其他因素，須採用超越法規所定的設計風壓力時，須採用此數值。
◎ 平板玻璃的耐風壓力計算方式：
  耐風壓力計算式係根據風壓破壞試驗之結果所設定實驗算式，在告示109號所定可使用面積計算式亦大致與此相同。
◎ 關係法規：
  有關耐風壓設計之法規，依建築技術規則辦理。

耐風壓設計標準程序與法規之關係


 

耐風壓設計1

(地上高度在31m以下之建築物)
在3lmn以下之建築物，對於平板玻璃在法令上並無明確的規定。但與其他構造物一樣，是屬 於外牆的構成材，須同樣地承受設計風壓力，因此應依下述方法，選定平板玻璃之品種、 厚度、面積等。

設計風壓力之決定：
(1) 設計風壓力、P
  風壓力係由速度壓與風力係數推算
一般外牆：建築基準法施行令第87條第1項。　屋頂：昭和46年建設省告示第109號第1之3
p=C.q kg/m2
P：設計風壓力 kg/m2
q：速度壓 kg/m2
C：風力係數
h：地盤面至玻璃上端之高度 m
   
(2) 速度壓q
  速度壓以玻璃上端之高度為準，依下列公式計算，
一般外牆：建築基準法施行令第87條第2項
 
   
  屋頂：昭和46年建設省告示第」09號第1之3(并)
 
   
 
〔註〕 h<=4m時，儘量設定q=l2Okg/m'(固定)
根據建築基準法施行令第87條第2項附記：
在特定行政廳以規定所指定區域之內， 應依所定速度壓 (昭和27年建設省告示第1074號所示基準以上之值)。 (例)沖繩縣。
 
   
(3) 風力係數C
  建築物的壁面等，由於形狀的不同，所受壓力也不一樣。風力係數係用以表示其所承受風壓的大小。
 
◎ 一般外壁、屋頂：建築基準法施行令第 87條第4項以施行令所定之值為準。
◎ 通常封閉型建築物，其壁面風力係數應為C=0.8。
 
〔註〕
‧ 如經風洞測試而決定，則以其值為準。
‧ 屋頂之屋簷、屋脊邊三角瓦以及屋樑周邊部，則以昭和46年建設省告示第109號第1之3(口)所定之值(C=-1.5)為準。
‧ 各種平板玻璃耐風壓力的計算方法：
平板玻璃依照其品種、厚度、面積，藉計算式所算出的耐風壓力，必須高於設計風壓力，通常以下列算式計算。

平板玻璃耐風壓計算式：
(1) 單板玻璃：
 
   
(2) 複層玻璃
 
   
(3) 膠合玻璃
 
 
Pa：平板玻璃之耐風壓力   KG/M2
入：平板玻璃之品種別係數   列於下表
A：平板玻璃一塊之面積   M2
s：安全率   通常是2.5
t：玻璃之厚度   mm
複層玻璃。膠合玻璃(2片合成)時。
t1表示：薄片一方的玻璃厚度
t2表示：厚片一方的玻璃厚度

     
〔註〕 ‧ 強化玻璃的係數，是所使用素板玻璃品種別係數的3倍。
  ‧ 複層玻璃、膠本玻璃的計算公式，包括安全率2.5(破損機率1/1000)在內，都固定不變，但以壓花平板玻璃或強化玻璃為素板時則另行計算。
  ‧ 本計算式適用於使用大型剛性框架做四邊單純支持的玻璃窗門。

 
平板玻璃的耐風壓力計算圖表


 

耐風壓設計II

(地上高度超過31m的建築物)
依照建設省告示第109號(昭和46年1月29日發佈)，建築物超過地上31m高度，其牆面無論是31以上或以下部份都適用此規定。其中，為能充分承受設計風壓力，每一塊平板玻璃的可能使用面積，都事先配合玻璃品種、厚度等重要因素，以計算式做明確的規定。 告示第109號的適用範圍(著色部份為適用部份)


 

設計風壓力的設定
(1) 設計風壓力P
  風壓力求自速度壓與風力係數。
一般外牆：昭和46年建設省告示第109號第3第2項之2。　屋頂：昭和46年建設省告示，第109號第1之3
p=C.q kg/m2
P：設計風壓力 kg/m2
q：速度壓 kg/m2
C：風力係數
h：地面至玻璃上端之高度m
   
(2) 速度壓q
  速度壓依玻璃上端的高度，藉下列公式計算。
一般外牆：昭和46年建設省告示第109號第3第2項之2(人)
 
   
  屋頂：昭和46年建設省告示第109號第1之3(人)
 
   
 
〔註〕 H<=4m時，儘量設定為(固定)q=l2Okg/m'。
根擴建築基準法施行令第87條第2項附記：
經特定行政廳以規則所指定之區域內，應以其所定速度壓為準。(在昭和27年建設省告示第1074號所指示基準值以上)
   
(3) 風力係數C
  由於建築物及牆面等形狀，而引起不同的受壓力。 風力係數為表示其程度的數值。
 
◎ 一般外牆。屋頂：
  建築基準法施行令第87條第4項
昭和46年建設省告示第109號第3第2項之2(口)。
應以施行令所規定數值為準，但是封閉型建築物，可依告示第109號，隨建築物高寬比 而訂定數值。
   
 
 
   
 
 
   
 
〔註〕
‧ 如經風洞試驗時，得以其數值為準。
‧ 屋頂上的屋簷，屋脊邊三角瓦以及屋樑邊周圍部份則適用昭和46年建設省告示第109 號第1之3(口)所定之值(巳-1.5)。

各種平板玻璃可使用面積的計算方法：
平板玻璃可使用面積係由其品種、厚度、設計風壓力而規定。以下為經計算所求得的每一塊玻璃的外觀面積之大小。
 
平板玻璃可使用面積計算式：
昭和46年建設省告示第109號第3第2項之( □)。

A：平板玻璃可使用外觀面積
a：平板玻璃的品種別係數
P：設計風壓力
t： 玻璃的厚度
  膠合玻璃、複層玻璃則以其構成的最薄的一層玻璃厚度為t
平板玻璃的品種別係數a
〔註〕
‧ 浮式平板玻璃包括熱線吸收平板玻璃和熱線反射平板玻璃。
‧ 鐵絲平板玻璃雖末在告示中明列，但得在鐵網玻璃的範圍內處理。
‧ 壓花平板玻璃限於厚度在4mm或6mm，且其圖樣深度在0.5mm以下者。
由建設省所告示的本計算式尚包含安全率2.5(破損機率1/1000)程度。適用於剛性大型框架 做四邊單純支持的玻璃窗門。
 
(地上高度超過31m之建築物，昭和46年建設廳告示第109號)
11坪板玻璃耐風壓力線圖
條件
P=C*q=C   v (颱風時)  
    17.4    
V：風速M/S

使用方法：

◎ 由設計風壓力與玻璃品種、厚度求可能使用面積時： 從橫軸上設定風壓力的點，垂直向上延伸，與玻璃斜線交會。再以此點向左做水平延伸， 即可獲得可使用面積。
[例)(A)線： 設計風壓力25Okg/m2，浮式平板玻璃厚度5mm，可使用面積為1.35m2。
◎ 將設計風壓力換算成設計風速時：
從橫軸上經設定的設計風壓力點，垂直向上延伸，與設計的風力係數相對應的風速斜線 (颱風時)交會，再由此點向右做水平延伸。即可求得設計風速。
[例](B)線： 設計風壓力為15Okg/m2，風力係數C=-1.5時則可求得風速42m/s。
〔註〕 玻璃斜線左側的水平部表示訂製的最大面積，至於其細節及可能訂製的最大長、寬 尺寸，則請參閱各製造供應商的產品目錄說明。

平板玻璃的耐風壓力計算圖表


 


平板玻璃的風力係數別可使用面積一覽表


 

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