模型取單片10mm玻璃加載，面荷載為2623N/m2;約束特征為入槽玻璃面積。模型豎直方向為Y方向，垂直玻璃面為Z方向，平行玻璃面為X方向。按照支撐結構特點：對底邊施加X，Y，Z三個方向平動，對入槽的玻璃面施加垂直玻璃面的平動約束。分析計算結果如圖18、19、20所示。
圖18 塔樓玻璃護欄面板正面強度(單位Pa)
圖19 塔樓玻璃護欄面板背面強度(單位Pa)
由分析結果可得，玻璃欄版強度值為13.6MPa，10mm鋼化玻璃邊緣強度為59MPa，強度滿足要求。
圖20 塔樓玻璃護欄面板風載變形分析
變形結果為7.84mm。變形限值為660mm/60=11mm，變形滿足要求。
為滿足工程設計及使用要求，塔樓的玻璃護欄還增加了使用活荷載 （詞條“活荷載”由行業大百科提供） 校核，如圖21所示，在面板上方玻璃邊緣(安裝扶手處)增加線性荷載，此處根據《建筑結構荷載規范》(GB 50009-2012 )，對模型施加了1.0kN/m的線性荷載，模型約束條件與上文相同。分析結果如圖22，23所示。
圖21 塔樓玻璃護欄活荷載加載
圖22 塔樓玻璃護欄面板正面活載強度(單位Pa)
圖23 塔樓玻璃護欄面板背面活載強度(單位Pa)
活荷載作用強度為32.8MPa，小于10mm鋼化玻璃邊緣強度限值59.0MPa，滿足要求。從強度計算結果可以得出應力最大值發生在支撐區上緣區域。
4 結構安全設計要點
由上述工程案例的分析過程和結果可知，要確保項目玻璃護欄的結構安全，在護欄系統的結構設計上，除了必須遵守現有的規范和標準，還應注意以下幾點：
(1) 玻璃欄板支撐條件確定
包括玻璃四邊支撐，四點支撐，三邊支撐，兩邊支撐，單邊支撐等，并確認支承條件成立的前提。如在上文案例中的塔樓玻璃護欄，要達到完全依靠玻璃面板作為支承結構對系統的進行固定，必須對其入槽深度、支座 長度有嚴格要求。但國內現行的規范，對此大多沒有嚴格規定，經過本文調查得知，國內目前僅有少數地方性標準對此做出了要求。如《重慶市建筑護欄技術規程》(DBJ50-123-2010 )的5.4.3，要求全玻璃護欄(即本文的玻璃結構護欄)欄版嵌入深度不小于200mm，但槽式支座的長度卻無明確規范要求。而經過本文調查，在我國香港地區的屋宇署一份關于防護性建筑護欄的推薦性技術文件中查到相關技術要求，該文件基于香港地區的設計風壓 （詞條“風壓”由行業大百科提供） 規范及英標BS6180做出如下規定：推薦單邊支撐結構的玻璃護欄采用通長夾持底部固定支座設計(即通長入槽設計)，玻璃夾持深度不小于100mm，夾具 （詞條“夾具”由行業大百科提供） 壁厚不小于12mm，槽體與主體結構連接的錨栓 (或埋件 )間距最大為500mm。借鑒他鄉之石，本文認為這些細則均值得為為進一步深入研究做參考。
(2) 玻璃欄板抗沖擊性 能
玻璃護欄還應關注其抗沖擊荷載的性能，這一點在現行國內規范也有相應的要求。如《建筑玻璃應用技術規程》(JGJ 113)中規定了玻璃結構護欄的最小16.76mm的欄板鋼化夾層玻璃 厚度，以及適用范圍：距離樓地面高度不大于5m。同時規程還參考了澳大利亞標準《建筑玻璃的選擇》(AS1288)中建筑平板玻璃 (包括欄板)的最大許用面積。GB50009則區分了加載到玻璃上和獨立扶手的兩種沖擊荷載，一些特殊居住及公共建筑 如住宅、宿舍、學校、醫院等，除了需考慮欄桿頂部的1.0kN/m的水平荷載 ，還應考慮其1.2kN/m的豎向荷載，且水平荷載與豎向荷載應分別考慮。
(3) 玻璃護欄的玻璃配置選擇
玻璃護欄欄板建議優先選用半鋼化夾層玻璃 或者鋼化夾層 （詞條“夾層”由行業大百科提供） 玻璃。不管是國內規范還是國外標準，一般均對玻璃護欄的玻璃配置做出相應性的指導意見，雖然不排除在局部位置(如用作室內人行疏導設施的護欄)可采用單片玻璃，大部分國家均將鋼化夾層玻璃作為首選。
(4) 玻璃護欄系統構配件的材料和截面
玻璃護欄系統的支撐及連接件 （詞條“連接件”由行業大百科提供） 的材料和截面選擇，同樣也是其系統結構安全的關鍵技術要點之一。一般而言，除了玻璃結構護欄之外，其它結構形式的玻璃護欄通常都采用鋼材 、不銹鋼 或鋁型材 龍骨 作為其系統的主受力構件，但設計過程中，其材質及截面不但應能通過最不利荷載情況的計算校核，還應符合現有規范及標準的要求。一旦出現諸如外觀或構造方面的特殊要求與結構安全性能發生沖突，應保障系統安全性。
5 實現技術標準化的展望
綜上所述，建筑室外玻璃護欄的結構安全性能研究在目前而言還是一個較新的技術課題，目前國內
還沒有較為完備的專業性規范及標準作為設計及施工的指導依據。與此同時，新建玻璃護欄工程的技術安全問題日益突顯，如何解決這一矛盾，成為目前玻璃護欄產業亟需解決的焦點問題。本文通過對相關現行技術標準及工程案例的研究及分析，以及對常見玻璃護欄結構安全設計要點的總結，希望能對促進今后建筑室外玻璃護欄技術的標準化設計工作貢獻綿薄之力。
參考文獻
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本文摘自：《建筑幕墻創新與發展》未經許可不得轉載
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專家介紹 黃慶文
鋁門窗幕墻委員會專家組
工作單位： 廣東世紀達建設集團有限公司
技術職稱： 高級工程師
專業： 個人業績
主編了《點支式玻璃幕墻工程技術規程》CECS127-2001 ，參編了《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003 、國標《建筑幕墻》、《建筑玻璃采光頂》、《既有建筑幕墻鑒定與加固規程》、《鋁合金結構設計規范》、《采光頂與金屬屋面工程技術規范》、《建筑幕墻檢測標準》、《鋁合金門窗》等標準；
參與了《點支式玻璃幕墻支承裝置》及《鋼拉索柱型接頭》等標準的審查工作；
發表過《點式全玻璃幕墻結構設計簡介》（鋁門窗幕墻行業年會論文集）、《南京奧林匹克體育中心游泳館單層索網采光頂的設計》（鋁門窗幕墻行業年會論文集）、《提倡個性設計，爭做精品工程》（鋁門窗幕墻行業年會論文集）、《高強單片防火玻璃在建筑中的應用》（《建筑學報》2002.2）等多篇論文；
參與發明了四項實用新型專利——鋼桁架端部支座頭萬向調節機構、背栓式金屬板干掛幕墻、幕墻用可調角度轉角型材系統、木質格珊裝飾系統。
專長： 建筑幕墻、屋面設計與施工管理、鋼結構設計
