玻璃因其独特的机械、光学和美学性能而被广泛应用于建筑结构中。由于糟糕的设计或施工，已经有许多结构玻璃失效的案例，可以通过一些基本的玻璃设计知识来避免。在我关于结构玻璃系列的第一篇博客文章中——旨在为结构工程师和建筑师提供基本的入门知识——我将讨论用于建筑的不同类型的玻璃。

玻璃主要有三种类型;退火玻璃、热强化玻璃和钢化玻璃。

浮法玻璃或退火玻璃

通过控制冷却生产，以防止玻璃中的残余应力。浮法玻璃是一种类似平板玻璃的高品质玻璃，具有优异的光学清晰度。像平板玻璃一样，它可以被切割、钻孔、加工、削边、弯曲和抛光。浮法玻璃一般有以下几种厚度:2、3、4、5、6、8、10、12、15、19和25mm (25mm不是现成产品)。

结构玻璃在断裂之前表现出完美的弹性。没有蠕变，也没有像钢一样的疲劳。

由于遮阳造成的玻璃之间的温差可能会引起超过玻璃强度的热应力，从而导致破裂。这就是所谓的热破裂，它可能发生在更厚的玻璃。

与热处理玻璃相比，退火玻璃的主要缺点是耐冲击和低张力能力。退火玻璃不是安全玻璃，不能用于对人体有影响的应用。

Heat-strengthened玻璃

热强化玻璃(HS)也被称为部分钢化或半钢化。使用退火玻璃制作，加热到大约650°C。然后用冷却空气喷射使其淬火。这种快速冷却或淬火在玻璃表面产生压缩应力，而中心仍处于张力状态。尽管物理特性保持不变，玻璃内部产生的额外应力增加了它的热阻和机械强度。

热强化玻璃的机械强度大约是退火玻璃的两倍，如果破碎，它会从边缘断裂成大碎片，而不会像钢化玻璃那样断裂成小碎片。

由于不含硫化镍污染，热强化玻璃不易自发破裂。这是因为生产热强化玻璃的过程类似于热浸泡，这减少了硫化镍夹杂物导致的失效发生率。HS不是一种安全玻璃，不能用于对人体有影响的应用，但可以作为夹层HS玻璃用于几乎所有的应用，特别是地板。

钢化玻璃

一个受控的过程通过将玻璃加热到大约650°C，然后使用压缩空气快速冷却来制造热钢化玻璃。这一冷却过程导致表面收缩，在玻璃周围形成坚硬的外层，使其比传统玻璃更坚固，更能抵抗冲击应力和温度变化。

钢化玻璃的强度是同厚度普通玻璃的4 ~ 5倍。

钢化玻璃断裂成大小和形状相似的小碎片，与普通玻璃相比不太可能造成伤害。然而，这些物质最初通常以大块的形式落下，只有在受到冲击时才会分开。

热钢化玻璃的所有切割、钻孔和研磨都必须在玻璃进行钢化工艺之前进行。任何压面层的渗透都会导致应力的不平衡和玻璃的破碎。

图1:钢化玻璃应力分布

其他玻璃处理:

热浸钢化玻璃

热浸泡是通过将钢化玻璃加热到290°C，并在缓慢冷却之前将其保持在那里一段指定的时间。这个过程加速了硫化镍的膨胀，在这个温度下，带有NiS石的玻璃板很可能会破碎。

化学强化玻璃

高钠含量的玻璃可以浸在热钾盐浴中进行化学预应力。钠离子发生交换，分子结构的致密化在表面产生了较大的压应力。这种效应的小穿透深度仍然使玻璃极易产生表面缺陷。

化学强化玻璃可以在有限的范围内切割，并且在当地不易获得(通常需要进口)。它主要用于非常薄的玻璃，不被认为是安全玻璃。

夹层玻璃

就像木材中的夹胶单板木材一样，夹胶玻璃是两(或更多)层玻璃，由夹层隔开。中间层常用的是乙烯醋酸乙烯(EVA)膜或聚乙烯醇(PVB)膜。层合板由于夹层的阻尼作用，可提高隔声性能和声级。分层夹层改变了玻璃破碎前后的结构行为。此外，夹层玻璃的性能现在可以提高刚性夹层产品。华体会app下载最新版本

夹胶玻璃通常用于有可能对人体造成冲击的场合，或者当玻璃破碎时可能坠落并造成伤害的场合。架空玻璃和玻璃地板是夹层玻璃的常见用途。

夹胶玻璃可以是玻璃类型的任意组合，通常使用热强化或钢化玻璃的性能进行组合。

中空玻璃单元

绝缘玻璃单元(IGU)由两片或两块以上的玻璃板
组成，由隔板
隔开，充满空气或氩气或氪气(两者都比空气密度大)，并密封以防止外界空气进入单元。

IGU可以帮助防止凝结形成，并可以减少50%以上的传导热损失或增益(与单层玻璃相比)。在双层玻璃单元的表面添加Low-E涂层(允许光线进入，同时提供隔热)将提高能源效率，在玻璃层之间添加气体也将提高能源效率。

下个月，我将继续这个关于结构玻璃的系列，并指导玻璃在压力和应变下的行为。