從鋼化玻璃（詞條“鋼化玻璃”由行業大百科提供）誕生開始，就伴隨著自爆問題。中國幕墻網ALwindoor.com認為：鋼化玻璃自爆可以表述為鋼化玻璃在無外部直接作用的情況下而自動發生破碎的現象。在鋼化加工、貯存、運輸、安裝、使用等過程中均可發生鋼化玻璃自爆。自爆按起因不同可分為兩種： 一是由玻璃中可見缺陷引起的自爆，例如結石、砂粒、氣泡、夾雜物、缺口、劃傷、爆邊等； 二是由玻璃中硫化鎳（NIS）雜質和異質相顆粒引起鋼化玻璃自爆。這是兩種不同類型的自爆，應明確分類，區別對待，采用不同方法來應對和處理。前者一般目視可見，檢測相對容易，故生產中可控。后者則主要由玻璃中微小的硫化鎳顆粒體積膨脹引發，無法目測檢驗，故不可控。而上海美特幕墻有限公司的蕭愉、朱齊飛、盧少龍等專家，通過多年來豐富的臨場經驗和案例匯總分析，推出“幕墻玻璃破損概率的估算探討”一文，希望能夠為廣大幕墻、門窗的工程施工單位，以及玻璃深加工企業、材料廠商，帶來更多的啟迪與指導！

　　摘要：對實測數據經統計分析，用正交表判別影響強度分布因子的顯著相關因素，采用回歸經驗公式計算玻璃破損率，以此為基礎計算玻璃面板許可應力（詞條“應力”由行業大百科提供）和跨中撓度（詞條“撓度”由行業大百科提供），較為符合實際。

　　關鍵詞：幕墻玻璃面板（詞條“面板”由行業大百科提供）;強度分布因子;玻璃破損率;許可應力;跨中撓度;回歸經驗公式;脆性材料（詞條“脆性材料”由行業大百科提供）微裂縫擴展。

　　一、試驗實測數據分析

　　1. 上海交銀金融大廈1999年9月20日由上海建科檢測。玻璃面板為8mm鋼化+12A+6mm浮法貼膜中空玻璃，等效厚度te=8.55mm，面積A=a×b=1471×2950mm=4.34㎡。跨中撓度實測數據及與規范JGJ102公式計算、幾何非線性有限元方法計算結果對比，見表一。發現：

　　1) 規范JGJ102公式計算結果和實測值比較，誤差很大為57.34~82.15%，平均為66.61%;

　　2) 幾何非線性方法計算結果值比規范公式計算值小，但和實測值比較，誤差仍大為49.18~22.88%，平均為31.49%。

　　2. 上海久事大廈1998年8月26日，上海美特幕墻有限公司采用“水壓法”檢測并由上海建科檢測中心監察。玻璃面板為10mm鋼化+12A+8mm浮法中空玻璃，等效厚度te=10.90mm，面積A=a×b=1572×3965=6.233㎡。跨中撓度實測數據及水壓W水與撓度df二元一次回歸方程(相關系數r=0.9929)計算數據見表四。發現回歸方程計算值與實例值誤差較小，平均為3.38%。

　　二、對幕墻玻璃面板應力、撓度計算問題的疑惑與矛盾

　　1. 玻璃是沒有預兆的突然脆性斷裂的脆性材料，不是彈性材料，應力應變關系呈直線，但采用彈性力學方法計算，雖然是在直線階段取值，不同玻璃的應力-應變線并不完全相同。

　　2. 所有的玻璃都是由于表面裂紋擴展而破碎，應采用材料斷裂力學表面裂紋理論來分析。在美國標準ASTM E1300有玻璃破損概率近似估算公式，包含了由表面微裂紋確定的參數。

　　3. 玻璃的實際強度取決于其表面隨機微觀和宏觀裂紋的存在及其損傷程度與完備性。因此，玻璃破壞強度有非常大的離散性。應用統計方法表征玻璃力學性能的這一特征，規定其離散度、許可臨界值、保證率等。不同玻璃強度的正態分布都不相同。玻璃的破壞是由強度控制的。

　　4. 玻璃生產的原材料、配方、工藝參數、管理控制水平都有較大差異。玻璃產品的強度設計值（詞條“強度設計值”由行業大百科提供）等，應由供應玻璃的生產廠家提供的個性批量測試數據作為設計的依據，而不是采用普遍適用的一般性的常數值。各不同玻璃產品，性能指標有不同，強度更不一。

　　5. 規范中規定的最大應力σ、跨中撓度df的計算公式是在彈性小撓度情況下推導出來的，況且不論材料的不同，如玻璃面板、石材面板、金屬面板等，都取同一計算公式，其計算結果不能反映實際受力和變形狀態，偏大較多約30%-50%。此彈性小撓度計算公式再加大撓度方程折減系數的結果已超出了“撓度不大于玻璃板厚度的適用范圍” 。

　　6. 關于玻璃面板的最大許用面積，幾本規范標準的規定數據不一致。所規定的限值依據是什么?為什么?沒有解釋、缺少分析，究竟如何確定相互有矛盾。

　　7. 玻璃的實際強度取決于其表面損傷程度的變量，微裂紋的尺寸和分布是關鍵因素，面積增大、荷載持續時間延長都使臨界裂紋形成概率提高即玻璃面板的破壞概率增大。而多數玻璃力學參數都是小尺寸試件，短時間荷載試驗的結果，誤差會很大。

　　有鑒于此，作者認為以大量實測實量的測試數據為基礎，經過統計分析，采用由試驗數據歸納得出的經驗回歸公式較為符合實際，也使用方便、簡約。

　　三、計算思路

　　其中WK：為風荷載（詞條“風荷載”由行業大百科提供）標準值(KPa)

　　A：為玻璃面板面積(㎡)

　　t：為玻璃面板厚度(mm)

　　E：為玻璃材料彈性模量(N/m㎡)

　　四、計算實例

　　五、電算制表

　　六、計算驗證

　　作者歸納的回歸經驗公式(XY-1、2、3、4)由于國內尚未見到有關玻璃板片微裂縫擴展斷裂力學試驗數據，故拿來美國標準ASTM E1300估算玻璃無量綱強度因子、強度分布因子、玻璃破損率和表面許可最大應力的回歸經驗公式，這些公式都是建立在大量試驗測試數據的基礎上的。同時作者又根據幾何非線性有限元方法計算的結果加以對比結合。為了證實計算結果的可用性，作者對中國行業標準JGJ113所列條文說明的玻璃板片測試結果和上海建科檢測中心對上海交銀金融大廈、久事大廈玻璃面板的檢測結果進行了對照，發現兩者之間符合較好，誤差較小。

　　作者這一計算有實際的試驗測試數據為基礎，經統計分析，建立在脆性材料玻璃微裂縫擴展理論導出的經驗回歸方程，結合了幾何非線性有限元計算結果和ASTM經驗公式。從對試驗數據的符合性看，介于規范公式計算值和幾何非線性有限元計算值之間相一致的。計算程序簡單、快捷、實用。

　　1. 交銀金融大廈

　　1999年9月20日上海建科檢測，玻璃面板8mm鋼化+12A+6mm浮法貼膜中空玻璃，面積A=a×b=1471×2950mm=4.34㎡，等效厚度te=8.55mm。

　　2. 久事大廈

　　1998年8月26日，上海美特幕墻有限公司水壓法檢測并由上海建科監察，玻璃面板10mm鋼化+12A+8mm浮法中空玻璃，面積A=a×b=1572×3965mm=6.233㎡，等效厚度te=10.9mm。

　　3. JGJ113-2003條文說明P.58玻璃抗風壓設計數據和作者提出的XY公式計算數據對比：面積：A=axb=1500×1800mm=2.7㎡，厚度t=8mm，普通浮法玻璃大批量風壓破壞試驗數據表：

　　4. 26組規范公式計算、幾何非線性有限元計算和作者歸納XY程序計算結果對比，取玻璃面板厚度11mm時，15組編號NO.6~20及編號NO.21~26相應表五NO.1~6，厚度8mm。

　　七、本文結論

　　1. 采用規范公式和幾何非線性方法計算的玻璃面板σ、df值和實測值比較，誤差較大;

　　2. 采用建立在玻璃試件微裂縫擴展試驗基礎上的經統計分析所得的經驗回歸公式計算的玻璃面板σ、df值和實測值比較，誤差較小;

　　3. 中國幕墻玻璃面板為建立自主的適用計算方法，尚應進行大量試驗實測工作。