真空玻璃无论垂直还是水平放置,U值都能保持不变,因此广泛应用于采光顶和阳光房项目。为了验证其承压能力,河南理工大学与洛阳兰迪钛金属真空玻璃有限公司设计了试验装置,对兰迪钛金属真空玻璃的承压能力进行了测试。
一、试验装置及试验方法
真空玻璃600mm×800mm(4mm+0.3v +4mm),分别测试在不同均布压力下玻璃的变形及破坏特征
1、试验装置
试验中主要用到设备有:可调支撑架、挡板、百分表、木板、活动扳手、钢板压条,胶带,沙子,橡胶垫,直尺,记号笔、应力应变片、导线、应变仪、计算机。实验装置如下图1所示。


图1试验装置
2、试验方法

图2测点布置
(1)首先对玻璃进行网格划分,以便找到挠度测试点。1号测试点在钢玻璃的中心点,2号测试点在玻璃较长对称轴上距1号测试点10cm处,3号测试点在玻璃较长对称轴上距1号测试点20cm处,4号测试点在玻璃较长对称轴上距1号测试点30cm处,5号测试点在玻璃较短对称轴上距1号测试点10cm处,6号测试点在玻璃较短对称轴上距1号测试点20cm处,且2、3、4号及5、6号测试点分别在1号同侧,如图2。
(2)组装支架。将阻挡木条固定在支架上,将测试玻璃放入支架,调整支架大小使玻璃不能移动;在玻璃与支架接触处垫上橡胶垫,在玻璃四角垫上橡胶垫,并将钢板放到四角的橡胶垫上,然后通过支架上的螺丝将钢板与玻璃固定牢固(玻璃四边固支),如图3。


图3 支架的调整与玻璃的固定
(3)安装四周挡板并固定。将挡板放在支撑架内侧,置于钢板上,用钢架固定挡板,并用胶带将各玻璃与玻璃、玻璃与木板之间的缝隙粘上,使其不至于漏沙,如图4。



图4挡板玻璃的固定及加载


图5百分表的固定
(4)安装百分表。将百分表安装在实验玻璃下方,调节百分表的高度,使其有一个合适的初始读数,调节百分表的位置,使其对准测试点,如图5。
(5)读出百分表的初始读数。
(6)应力应变片与应变仪、计算机的连接、调试,图6

图6 数据采集系统调试



图7 加沙
(7)向装置内加沙(如图7),每次加沙高度10cm,并在沙高度达到20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、…,稳定时间不低于10min。
(8)记录完数据后卸下沙子,换上下一块实验玻璃,并重复上述实验过程。
(9)如玻璃破坏,换下一片重新测试。
二、真空玻璃加载测试与分析
真空玻璃的最大加载高度分别为0.7m、0.8m、0.9m、1.0m、1.1m、1.2m、1.3m和1.75m,如下图所示。加载过程中均未出现玻璃破碎情况。



(a) 70cm (b) 80cm (c) 90cm



(d) 100cm (e) 110cm (f) 120cm


(g) 130cm (h) 175cm
图8 真空玻璃加载图


图9 最大加载高度1.3m时,真空玻璃应变率
三、试验前后玻璃U值考察分析
根据真空玻璃导热系数U值的方法,在实验前后对玻璃的导热系数U值进行测试,同时,对比分析静态加载试验前后对钢化真空玻璃导热性能的影响。从下表可以看出,在静态加载变形试验后,钢化真空玻璃的导热系数U值与试验前差别不大。

综上所述,兰迪钛金属真空玻璃最大加载高度可达1.75m以上,也就是说,600mm × 800 mm大小的4mm+0.3v +4mm 兰迪钛金属真空玻璃,可以承受至少27.5Kpa的均匀压力不破坏。实验前后测试玻璃导热系数U值,结果显示静态加载变形试验后,兰迪钛金属真空玻璃的导热系数U值变化不大。按照中建研科技股份有限公司万成龙等编写的《建筑真空玻璃工程应用关键技术研究》核算,真空玻璃的抗压强度可按照0.85-9的系数等效核算,比如5mm+0.3V+5mm的真空玻璃,其抗压强度相当于9mm厚的单片玻璃,因此可见真空玻璃的抗压能力是非常强的。