點(diǎn)式支承玻璃板變形性能的分析研究

1、點(diǎn)式支承玻璃板變形性能的分析研究點(diǎn)式支承玻璃板變形性能的分析研究來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理作者:李少甫日期:2006117摘要:介紹了玻璃建筑技術(shù)中點(diǎn)式帶孔玻璃變形的問題通過有限元分析計(jì)算，著重討論孔心邊距和玻璃厚度對(duì)玻璃板變形性能的影響并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較分析。關(guān)鍵詞:點(diǎn)式支承帶孔玻璃變形近幾年，在深圳的地王大廈和上海大劇院等工程中成功地從國外引進(jìn)了建筑點(diǎn)式連接技術(shù)在我國開始了建筑點(diǎn)式技術(shù)的研究和應(yīng)用。我國自行設(shè)計(jì)、制作和安裝的深圳康

2、佳產(chǎn)品展銷館、深圳機(jī)場(chǎng)新航站樓、北京國際金融中心多棱多面的錐形采光頂和北京植物園展覽溫室等數(shù)十項(xiàng)相繼完工的工程中，均已采用點(diǎn)式玻璃連接技術(shù)。點(diǎn)式玻璃建筑是一種新組合式建筑結(jié)構(gòu)形式它用金屬連接件和緊固件將建筑玻璃與金屬(或玻璃〕支承結(jié)構(gòu)連接成整體。由于點(diǎn)式支承玻璃與《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JG10296）中有框和隱框玻璃變形特征上有很大不同，而現(xiàn)有規(guī)范未能考慮點(diǎn)式支承玻璃的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。因此有必要對(duì)點(diǎn)式支承玻璃變形性能及其影響因素進(jìn)行研究。

3、1、四邊簡支玻璃板變形計(jì)算由于生產(chǎn)工藝的限制，過去的玻璃幕墻在連接上采用四邊支承方式。這樣的邊界條件對(duì)于玻璃板的位移控制比較有利由于邊緣的約束作用會(huì)減少玻璃板中心的位移。它的計(jì)算公式:不同厚度情況下，玻璃板剛度D可見文獻(xiàn)[1]。式中u為玻璃板跨中最大撓度a為玻璃板短邊長度t為玻璃厚度，中空玻璃的等效厚度取1.2t，夾層玻璃等效厚度取1.25tqk為垂直于玻璃平面方向的荷載與地震作用標(biāo)準(zhǔn)值v為泊松比v=0.22為跨中最大撓度系數(shù)。這個(gè)撓度

4、計(jì)算公式是小撓度情況下〔ut1.0時(shí)適用〕的，在大撓度情況下、計(jì)算值大于實(shí)際撓度值、計(jì)算偏于安全。2、點(diǎn)式連接玻璃板變形性能分析目前采用較多的點(diǎn)式支承玻璃結(jié)構(gòu)玻璃板由角點(diǎn)處的連接件所連接在玻璃板的四周邊緣沒有約束四周可以產(chǎn)生較大變形與規(guī)范中介紹的情況完全不一樣需要對(duì)它獨(dú)特3、點(diǎn)式連接玻璃變形性能的有限元分析3.1、計(jì)算模型我們采用較為常見的沉頭式連接方式，其優(yōu)點(diǎn)在于連接件沉入玻璃表面內(nèi)，表面平整、美觀也不容易積灰污染玻璃表面(見圖1)。

5、但玻璃要開錐形孔洞加工復(fù)雜而且要求玻璃厚度不小于10mm當(dāng)受力不需要這么厚的玻璃時(shí)不僅增加造價(jià)，而且會(huì)加大幕墻重量。連接方法中，在螺栓孔中塞入圓孔形的墊圈，螺栓通過墊圈中部的孔并在螺栓和玻璃平面接觸的地方布置平墊圈，使得螺栓和玻、璃之間的外力通過墊圈得到緩沖減少應(yīng)力集中。模型單元類型為三維實(shí)體單元，形狀類似正四面體，適合用于不規(guī)則網(wǎng)格劃分。每個(gè)單元定義了10個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)帶3個(gè)自由度，包括兩個(gè)位移自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度具有大變形的特性

6、所以在有限元計(jì)算中選用。網(wǎng)格劃分時(shí)控制單元邊長在玻璃開孔處縮小控制尺寸獲得較高的精確度。為方便計(jì)算我們采用14對(duì)稱的處理方法。計(jì)算模型中的材料包括玻璃、金屬連接件和起緩沖效應(yīng)的密封墊層。在處理不同材料的接觸問題時(shí)我們考慮材料整體一起變形接觸面受力后不發(fā)生脫離這樣用ANSYS它是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件。還可以通過體單元相互粘結(jié)來處理玻璃和連接件的接觸問題。目前國內(nèi)的點(diǎn)式玻璃支承技術(shù)中，4點(diǎn)支承形式