四边简支夹层玻璃承载性能研究

　　3 夹层玻璃承载性能的理论研究
　　3.1 理论分析方法
　　通过对四边简支夹层玻璃的有限元分析,并与试验结果比较,得出准确的夹层玻璃的力学计算模型。在此基础上对不同厚度的夹层玻璃进行数值计算,归纳总结出PⅤB胶片对夹层玻璃承载力的影响程度,并通过影响系数来对现行玻璃幕墙规范中夹层玻璃计算公式进行修正,得出符合实际情况的计算方法。在本文中采用国际通用有限元分析软件ANSYS对四边简支来层玻璃进行力学分析。分析时,对于组成夹层玻璃的材料的特性参数采用试验所得数据,支撑条件采用四边简支来进行数值模拟。在夹层玻璃的计算模型中包含两种材料,上下两层为玻璃,中间为PVB胶片层,全部采用solid5单元来模拟。通过有限元分析结果和承载力试验结果的比较,可以得到一种与四边简支夹层玻璃实际受力特点吻合较好的有限元计算模型,并根据试验结果与数值结果的对比分析,给出符合实际模型的准确的夹层玻璃的计算公式。
　　3.2 夹层玻璃的有限元分析结果
　　对试验中所采用的夹层玻璃进行有限元计算,玻璃面板平面尺寸为15O0×15O0,厚度为6+1.14+6夹层玻璃,计算模型中所使用的单元solid45单元,边界条件为四边简支。表1中给出了有限元计算值和试验值(平均值)的比较。
　　3.3 四边简支夹层玻璃的计算方法
　　对夹层玻璃的计算公式进行修改时,必须考虑各种因数的影响。本文中,取高温下胶片的材料特性代入数值模拟中,并且通过大量的不同规格、不同厚度的夹层玻璃的有限元数值模拟分析比较,在试验数据的基础上,并适当考虑工程设计安全度的要求,得到如下关于夹层玻璃的规范修正公式计算公式：

　　其他参数同《玻璃幕墙工程技术规范》根据修正后的夹层玻璃挠度的计算公式,分别计算出夹层玻璃在各级荷载作用下的挠度值,如表2中所示。

　　为了对比分析,现给出四边简支夹层玻璃在荷载作用下的原规范值、试验值、有限元模拟理论值和修正后的规范计算值,如图12所示。

　　4.结论
　　1)提出测量夹层玻璃中间胶片的材料本构关系的试验方法,并通过夹层玻璃承载力试验对所测得的值进行验证,结果表明PVB胶片本构关系的测量方法可靠,结果合理。
　　(2)给出在进行夹层玻璃数值模拟时,PVB胶片的材料性能,如表3所示。可供广大设计捋在数值模拟时参考。

　　(3)规范由于没有考虑胶片的黏结影响,其关于四边简支夹层玻璃的位移计算值远大于试验值,偏于保守,对其进行修正存在必要性。
　　(4)通过理论和试验结果的对比,给出了可供在实际分析中使用的四边简支夹层玻璃的有限元计算模型。
　　(5)通过大量的数值模拟以及试验结果的分析,对现行规范进行了相应的修正,给出了符合实际受力性能的夹层玻璃的挠度计算公式,优化夹层玻璃的计算,节省材料资源,可供广大幕墙设计人员在实际工程中作为设计参考。
　　参考文献
　　[1]张其林.玻璃幕墙结构设计[M]·上海:同济大学出版社,2007
　　[2]Belis,J.Depauw,J.Cdlewaert ,D.De1ince,D.Impe,R.Ⅴ ,faukure mechanisms and residual capacityof annealed glass/SG Plaｍminated  beams at roorn temperature, Engineering Failure Analysis , 2008。
　　[3]JGJ102— 2003,玻璃幕墙工程技术规范,北京:中国建筑工业出版社,2003
　　[4]马眷荣,臧曙光等,夹层玻璃力学模型的探讨[J].航空材料学报,1998,18(3):57－60
　　[5]C,Ⅴ.Girija, Vallabnan,Y.C.Das,Manjunatha Rama- samudra.Properties of PVB intedaler used in laminated glass.Journal of materials  Engineering, 1992;VOL.4 No.1.
　　[6]Ferry,J. D.Ⅴiscoelastic properties of polymers,3rd Ed。,John Wiley&Sons, New York,N.Y.,1980。
　　[7]殷永炜,张其林等.点支式中空和夹层玻璃承载性能的试验研究[J]。建筑结构学报,2004,25(1): 93-98.
　　[8]王新敏。Ansys工程结构数值分析[M].北京:人民交通出版社,2OO7。
　　作者简介:陈峻,男,1972.11出生,高级工程师
　　基金项目:国家自然基金资助项目

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