基于对比试验确定复合玻璃等效厚度的方法

doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1216

硅酸盐通报 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (4): 1386-1397.DOI: 10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1216

基于对比试验确定复合玻璃等效厚度的方法

曹大可¹^,²(), 刘小根¹^,²(), 艾湘³, 杨喆², 尹睿⁴, 张傲楠²

^1.中国建筑材料科学研究总院有限公司，北京 100024
^2.中国国检测试控股集团股份有限公司，北京 100024
^3.既修建筑科技有限公司，南京 211103
^4.北京建筑大学土木与交通工程学院，北京 102616

收稿日期:2025-12-04 修订日期:2025-12-30 出版日期:2026-04-20 发布日期:2026-05-14
通信作者: 刘小根，博士，教授级高级工程师。E-mail：lxg@ctc.ac.cn
作者简介:曹大可（1996—），男，博士研究生，工程师。主要从事脆性材料力学性能评价方面的研究。E-mail：caodake@ctc.ac.cn
基金资助:
玻璃基功能材料技术创新中心开放基金项目(GFMTIC2025C08)

Comparative Method for Determining Effective Thickness of Composite Glass Based on Comparative Test

CAO Dake¹^,²(), LIU Xiaogen¹^,²(), AI Xiang³, YANG Zhe², YIN Rui⁴, ZHANG Aonan²

^1.China Building Materials Academy Co. ，Ltd. ，Beijing 100024，China
^2.China Testing & Certification International Group Co. ，Ltd. ，Beijing 100024，China
^3.Jixiu Co. ，Ltd. ，Nanjing 211103，China
^4.School of Civil and Transportation Engineering，Beijing University of Civil Engineering and Architecture，Beijing 102616，China

Received:2025-12-04 Revised:2025-12-30 Published:2026-04-20 Online:2026-05-14

摘要/Abstract

摘要：

随着建筑科学的发展与工程需求的不断提升，夹层玻璃、真空玻璃等复合玻璃在建筑及相关领域的应用日益广泛。复合玻璃的力学行为较为复杂，通常需采用等效厚度来简化计算分析过程。然而，传统等效厚度计算方法在应对多层结构或特殊构造的复合玻璃时存在一定局限性。为此，本工作提出一种基于对比试验的等效厚度确定方法，通过四点弯曲试验测量在相同支撑和加载条件下单片玻璃与复合玻璃的弯曲应力，依据等效原理计算复合玻璃的等效厚度。结果表明，本方法可同时适用于夹层玻璃、真空玻璃及真空夹层复合玻璃等多种结构。与现行标准规范方法及试验实测值对比，以本方法计算所得的等效厚度具有较高的准确性。本工作还建立了基于夹层梁弯拉强度理论的校核模型，通过理论计算与试验结果的比较，进一步证实了该模型的可靠性。

关键词: 夹层玻璃, 真空玻璃, 真空夹层复合玻璃, 等效厚度, 弯曲应力, 夹层梁弯拉强度理论

Abstract:

With the development of architectural science and the continuous improvement of engineering demand， composite glass， such as laminated glass and vacuum glazing， is being increasingly applied in building engineering. The mechanical behaviour of composite glass is complex， equivalent thickness is usually used to simplify the calculation and analysis process， and the current methodologies for determining its effective thickness exhibit limitations when applied to multi?layer or specially configured structures. This paper proposed an experimental method for determining the effective thickness based on comparative tests. Four?point bending tests were conducted to measure the bending stresses of monolithic glass and composite glass under identical loading and supporting conditions. The effective thickness of the composite glass was then calculated through a comparative formulation. The results demonstrate that the proposed method is applicable to various composite glass structures， including laminated glass， vacuum glazing， and vacuum-laminated composite glass. Compared with methods from current standards and measured values of the test show that the obtained effective thickness calculated by this proposed method offers satisfactory accuracy. Furthermore， a theoretical model based on the bending?tensile strength theory of laminated beams was introduced to validate the effective thickness of laminated glass， providing additional confirmation of the proposed method’s reliability.

Key words: laminated glass, vacuum glazing, vacuum-laminated composite glass, effective thickness, bending stress, bending-tensile strength theory of laminated beams

中图分类号:

TU502

曹大可, 刘小根, 艾湘, 杨喆, 尹睿, 张傲楠. 基于对比试验确定复合玻璃等效厚度的方法[J]. 硅酸盐通报, 2026, 45(4): 1386-1397.

CAO Dake, LIU Xiaogen, AI Xiang, YANG Zhe, YIN Rui, ZHANG Aonan. Comparative Method for Determining Effective Thickness of Composite Glass Based on Comparative Test[J]. BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY, 2026, 45(4): 1386-1397.

图/表 15

图1 夹层玻璃受载时的两种边界条件

Fig.1 Two boundary conditions of laminated glass under bending

表1 复合玻璃的结构尺寸信息

Table 1 Structure and dimension of composite glass

Configurations	Thickness of glass and interlayer/mm
Glass+PVB+glass	6.00+1.52+6.00
Glass+PVB+glass	8.00+1.52+8.00
Glass+SGP+glass	6.00+1.52+6.00
Glass+SGP+glass	8.00+1.52+8.00
Glass+vaccum+glass	6.00+0.10+6.00
Glass+vaccum+glass	8.00+0.10+8.00
Glass+vaccum+glass+EVA+glass	6.00+0.10+6.00+1.52+6.00

图2 四点弯曲试验的加载曲线

Fig.2 Loading curve of four-point bending test

图3 应变花的示意图

Fig.3 Schematic diagram of strain rosette

图4 试样的载荷-应力曲线

Fig.4 Load-stress curves of tested specimens

表2 试样的等效厚度计算结果

Table 2 Calculated results of effective thickness of tested specimen

Specimen	Load/N	Corresponding stress/MPa	Effective thickness/mm
6 mm+PVB+6 mm	500	16.8	8.0
	600	20.4	8.0
	700	24.1	8.0
	800	27.7	8.0
	900	31.2	8.0
	1 000	34.8	8.0
8 mm+PVB+8 mm	500	8.4	11.3
	600	10.0	11.4
	700	11.9	11.4
	800	13.8	11.3
	900	15.7	11.3
	1 000	17.7	11.2
6 mm+SGP+6 mm	500	9.6	14.0
	600	11.6	14.0
	700	13.6	14.0
	800	15.6	13.9
	900	17.5	14.0
	1 000	19.5	14.1
8 mm+SGP+8 mm	500	4.9	18.9
	600	6.1	18.7
	700	7.2	18.7
	800	8.3	18.6
	900	9.3	18.6
	1 000	10.5	18.5
6 mm+vaccum+6 mm	500	9.0	13.8
	600	10.9	13.8
	700	12.8	13.8
	800	14.8	13.9
	900	16.6	13.8
	1 000	18.5	13.8
8 mm+vaccum+8 mm	500	7.1	15.9
	600	8.5	15.8
	700	10.0	15.9
	800	11.3	15.8
	900	12.8	15.8
	1 000	14.2	15.7
6 mm+vaccum+6 mm+EVA+6 mm	500	4.7	18.7
	600	5.8	18.8
	700	6.8	18.9
	800	8.0	19.1
	900	9.1	19.2
	1 000	10.2	19.2

图5 各试样在不同保载时间下的等效厚度

Fig.5 Effective thickness of each tested specimen at different holding time

图6 0°方向不同试样的微应变-时间曲线

Fig.6 Micro strain-time curves of different tested specimens in 0° direction

图7 PVB及SGP中间层的复数模量和剪切模量值

Fig.7 Values of complex modulus and shear modulus of PVB and SGP interlayers

表3 不同规范计算出的夹层玻璃等效厚度

Table 3 Effective thickness of laminated glass calculated by different standards

Laminated glass	Effective thickness （EN 16612： 2019）/mm	Effective thickness （JGJ 102—2003）/mm
6 mm+SGP+6 mm	15.7	7.6
8 mm+SGP+8 mm	20.6	10.1
6 mm+PVB+6 mm	8.8	7.6
8 mm+PVB+8 mm	11.7	10.1

表4 采用8 mm单片玻璃计算SGP夹层玻璃和真空玻璃的等效厚度的结果

Table 4 Results of effective thickness of SGP laminated glass and vacuum glazing calculated by using 8 mm monolithic glass

Glass type	Effective thickness/mm	Corresponding load/N
8 mm+SGP+8 mm	14.6	500
	14.6	600
	14.6	700
	14.6	800
	14.7	900
	14.7	1 000
8 mm+vaccum+8 mm	12.4	500
	12.4	600
	12.4	700
	12.5	800
	12.5	900
	12.5	1 000

图8 夹层梁的受弯示意图

Fig.8 Schematic diagram of laminated beam under bending

图9 PVB及SGP 夹层玻璃的计算应力值和测试应力值对比

Fig.9 Comparison of calculated stress and experimental stress of PVB and SGP laminated glass

图10 真空玻璃基于不同等效厚度计算方法所得理论应力值与试验应力值的对比

Fig.10 Comparison of theoretical stress from different methods with experimental stress of vacuum glazing

图11 真空夹层复合玻璃基于不同等效厚度计算方法所得理论应力值与试验应力值的对比

Fig.11 Comparison of theoretical stress from different methods with experimental stress of vacuum-laminated composite glass

参考文献 21

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基于对比试验确定复合玻璃等效厚度的方法

Comparative Method for Determining Effective Thickness of Composite Glass Based on Comparative Test

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