平板玻璃的強度及強度設計

有各種荷重作用於平板玻璃時，首先應設定荷重條件，確認依照強度計算所得到的發生應力，
須在玻璃容許應力之下，同時所發生的彎曲，不致於引起使用時間問題，再決定玻璃的品種、
厚度、使用面積及支持方法。

平板玻璃的強度

◎ 玻璃的強度特性：
  玻璃的材質不同於鐵鋼，會脆性破壞，其破壞形狀亦具危險性。尤其是破壞強度非常參差， 在強度設計時應將包括以上各因素的安全率在內的容許應力做為依據。
   
◎ 安全率與破損機率：
  為測試玻璃的強度，用無數樣本進行破壞試驗的結果，可得到破壞強度的對數值(log Pi) 的常態分布。以此經統計處理，即可引導出安全率與破損機率的關係。
 
  破壞強度的對數值(logPl)
Pi：破壞強度
P：平均破壞強度
Pa：容許強度
：強度得對數值參差度
   
  Epa：pa時的破損機率
(1) 安全率：
下面的算式表示預估強度參差性的安全率(S)
 
   
(2) 破損機率
  破損機率1/l000，指的是(當玻璃承受負荷，而產生與容許應力相等之應力時，每1000 塊玻璃中，有1塊會破損的機率)。

下表為經彎曲破壞試驗的結果，由其參差度理出的安全率與破損機率之關係：
建築物做強度設計時，通常以破損機率為l/1000，安全率為2做採用的水準。
   
 

平板玻璃的容許彎曲應力

用於計算強度的各種平板玻璃的容許應力，大致都如同表格所列，考慮基準安全率而決定。但容許應力因荷重的種類，(短期)與(長期)而有所不同。尤其也因(面內)與(邊緣) 而各異，因此須做正確的選擇。

平板玻璃之強度設計

◎ 強度設計之重點
 
(1) 計算式：
  強度計算式係根據Timoshenko的微小變形理論而設定，但是，四邊單純支持的耐風 壓計算，通常採用耐風壓計算式推算。
(2) 支持狀態：
  玻璃的支持邊及支持點，須採用剛性支持材，在強度上毫無問題的狀態之下加以支持。
(3) 最大彎曲應力，最大彎曲發生位置：
  由於支持方法及荷重條件之不同．最大值的發生，位置也有差異，在次頁計算式中顯 示，最大值的發生，oc、6c在面中央部，oc、6e則發生在邊緣因中央部。oc- oe須與前頁所示容許應力的面內oaC，邊緣oae相比較後加以判定。
(4) 長期荷重：
  水槽用玻璃、棚板 (天窗)玻璃或可承受積雪的屋頂玻璃等長期荷重的玻璃，容易因 疲勞而致強度低減，須與長期容許應力比對後判定。
(5) 翹彎、搖晃：
  負荷時如翹彎或搖晃過大，外觀上會有問題，也會感到不安，因此必須設想到使用狀 態才做判定。尤其是，強度大的強化玻璃，如荷重接近容許應力，便容易產生大彎曲， 必須事先針對翹彎做檢討。
(6) 膠合玻璃、複層玻璃：
  在力學上具重疊樑木的作用，各層的彎曲一致，荷重也依玻璃的厚度分攤到各層。
 
三層膠合之例

   
(7) 安全性之檢討：
  如水槽用玻璃、地板玻璃等，特別須要求高度安全性的地方，即使玻璃在強度上毫 無問題，仍建議務必使用膠合玻璃。其他的用途，也須多檢討安全性的問題。
   
◎ 強度設計之標準程序

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