6　玻璃钢建筑

　　玻璃钢建筑形式有多种，包括玻璃钢地面房屋、加层房屋、活动房屋、小型轻便房屋等。因玻璃钢材料具有轻质、高强、耐腐蚀、透光、易成型、易安装以及色彩鲜艳等特点，因而适用于要求建筑自重轻、形式多变以及可以拆装搬运等场合。玻璃钢建筑施工建造周期短，造价与普通钢筋混凝土建筑相近。
　　玻璃钢建筑有整体式和组装式两种。为克服玻璃钢材科弹性模量低、连接难等弱点，尽可能提高房屋构件的整体性，国外发展了许多整体式或装配式的建筑，供搏览会、车站、野外住房等使用，房屋转角尽量做成圆弧形，减少折角和连接点，屋面用大块玻璃钢异形板连接成片，有的制成整体薄壁空间结构，使屋顶与墙壁、地面与墙壁连成一体，提高了结构刚度。
　　玻璃钢建筑也有了一定的发展。玻璃钢建筑承力结构由整体的轻钢框架与方钢立柱系统组成。屋面与天花板采用玻璃钢板。外墙采用大波纹斜锯齿形玻璃钢板，内墙采用玻璃钢板或石膏板。墙体及屋顶隔热隔音采用矿渣棉或玻璃棉板。檐沟、落水斗及雨水管用玻璃钢制成。为了保证整个建筑的牢固与稳定，在窗台以下部分砌筑加有拉结钢筋的砖墙。如果在原有平顶房屋上另加一层玻璃钢房屋，则方柱脚应焊接在原有房屋的钢筋混凝土圈梁中的钢筋上。为了确保墙体的牢固与稳定，在轻钢排架之间设纵向支撑，山墙排架设横向支撑，形成带有钢门窗框的墙架。屋面及外墙面的玻璃钢波形板具有足够强度，以承受风、雪及冲击荷载。外墙及天花板中的玻璃棉或矿渣棉厚5cm，其保温效果优于24cm砖墙达两倍左右。这种玻璃钢建筑外形与结构可根据需要进行设计；树脂中加入不同的无机颜料可制成各种色彩的构件，获得装饰技果；室内光强均匀、明亮，保温隔热。特别是建筑自重很轻，每平方米仅35～65kg，很适于地面承受力小或在原有建筑平顶上添盖一层以增加使用面积。在玻璃钢构件设计与使用方面可考虑以下措施以满足建筑使用要求。
　　①采用专门设计的大块玻璃钢屋面板，并按一定模数定型，使之在屋面上、下、左、右互相咬合，达到强度高、刚性好、防水渗漏、安装简便的效果。例如图17-5所示的屋面板咬合结构中，屋面板的固定螺栓向下，全部隐藏在屋而板咬合的夹层中，能防锈，又便于拆装。

　　面板形状可设计为方形、菱形、长方形或拱形，纵横方向都带有波形或梯形截面，使各向刚度得以加强，并可做到屋面的图案化和外观美化。
　　②天花板可用小角钢吊架半硬质贴面矿棉板或玻璃棉板。矿棉或玻璃棉贴面材料可用玻璃钢装饰板、铝薄板或石膏板。矿棉或玻璃棉与面板制成复合保温板，其表面光滑，并可做出各种色彩、图案和花纹，用以美化天栅或建筑外观。矿棉或玻璃棉板接缝处用散棉装填，以确保屋面保温隔热。
　　建筑对隔热性能要求较高的部位是屋顶，其热阻要求为：

　　如采用玻璃钢与玻璃棉以及石膏板复合屋面，其总热阻可计算如下：

　　式中

　　从以上可见，此种房屋结构足以满足寒冷地区或炎热地区建筑的保温隔热要求。
　　③改进玻璃钢墙体结构，采用玻璃钢与其他保温、隔热、隔音材料结合，制成复合玻璃钢整体墙板，供装配使用。可用的复合结构有以下几种。
　　a.玻璃钢与泡沫塑料夹层板。采用聚氯乙烯、脲醛等泡沫塑料与玻璃钢面板结合制成的墙板可长期承受15MPa的压力，容重仅30kg／m³，保温隔热性能良好，只是造价稍高。玻璃钢板用阻燃树脂制造，可达到防火要求。
　　b.玻璃钢与泡沫混凝土、石棉水泥、石膏等制成复合墙板，其强度与刚度好，防火，造价低，使用寿命长，但自重较大。英国有用这种墙板建造的高层建筑，用阻燃树脂制成2.5mm厚玻璃钢板作表层，中间用150mm厚的加筋泡沫混凝土，墙面涂聚氨酯清漆保护，使用寿命达20年以上，风载达931.6N／m²，热阻0.246m²・h・℃／KJ。
　　c.玻璃钢与纸蜂窝夹层板。表面玻璃钢板用阻燃树脂，内部纸蜂窝成本低，使墙板截面惯性矩大幅度提高，弯曲强度与剪切刚度均较好，耐压强度高，隔热性能尚可，墙板质量轻，便于运输安装。缺点是隔音性能较差，冲击性能稍差。
　　d.其他玻璃钢与木质泡花板、纤维板复合或用木条加筋的夹层板等也是可用的。
　　墙板对隔音性能要求较高。建筑构件隔绝空气中传播音响的能力符合质量定律，即墙体的质量大，隔音能力也大；墙体的质量小，隔音能力弱。玻璃钢板隔音能力差，约为同等厚度混凝土板的90％，且玻璃钢厚度小，一般仅2～3mm，故不能隔断空气中传播的通常谈话的音响(约60～70dB)。但玻璃棉、矿棉、泡沫塑料等具有良好的吸音性能，其吸音系数与容重、厚度、纤维直径等有关，与音频大小有关。在人耳可闻的一般音频范围内，玻璃棉吸音系数平均为0.65。因此用玻璃钢与玻璃棉、矿棉、泡沫塑料复合制成的墙板，或与泡沫混凝土、石膏、石棉水泥等质量较大的材料复合制成的墙板，可以满足外墙隔音要求。
　　④玻璃钢屋面要优先考虑圆拱形，因圆拱形屋面受力情况好，可以减轻屋架质量，节省钢材，外观也好。如采用平屋顶、斜面屋顶或人字形屋顶，其钢架各点受力不均匀，在严重雪载下容易变形和倒塌。图17-6为几种屋架形式。