赖伟明[1]2008年在《点支式玻璃幕墙玻璃面板的力学性能分析及工程应用》文中研究表明点支式玻璃幕墙由于具有视野开阔、采光性好、建筑效果美观等优点,在我国建筑工程中的运用越来越广泛。但业界对于点支式玻璃幕墙的研究却相对滞后,尤其是六点支承玻璃面板的研究落后于工程的实际应用,我国现行的玻璃幕墙相关规范和规程均未给出六点支承夹层玻璃面板在荷载作用下的最大挠度和应力的计算公式。本文对六点支承夹层玻璃面板的力学性能进行了较为深入的研究,主要研究结论和成果如下:1、通过大量的有限元模型计算分析得知:玻璃面板的长跨与短跨之比、玻璃的厚度和孔边距对玻璃面板承载后的最大挠度和应力都有较为明显的影响,而PVB材料的厚度对最大挠度和应力几乎没有影响。2、提出了六点支承夹层玻璃面板在荷载作用下最大挠度和应力计算的修正公式。通过对比分析四点支承和六点支承夹层玻璃面板有限元模型的计算结果得出:四点支承和六点支承夹层玻璃面板的最大挠度和应力随着各影响参数变化的规律是相似的;但四点支承玻璃面板长边中点的挠度和应力比六点支承玻璃面板长边中点的挠度和应力有较为明显的增大。因此,规范给出的四点支承夹层玻璃面板的挠度和应力计算公式可以用于六点支承夹层玻璃面板,但必须进行相应地修正。3、通过大量有限元模型的计算分析,总结出了修正系数速查表格。结合本文提出的修正公式,设计者可以方便、快捷、准确地计算出六点支承夹层玻璃面板在荷载作用下的最大挠度和应力,避免了建立有限元模型进行分析计算,从而有效地减少了幕墙设计者的工作量。4、通过对两个工程实例计算,验证了修正公式和修正系数速查表格可以满足实际工程计算的精度要求。本文最后结合武汉某大剧院的幕墙工程,提出了单层索网点支式玻璃幕墙安全有效的施工方案,总结出了点支式玻璃幕墙施工的注意事项,为点支式玻璃幕墙的施工方案的设计提供参考。
孙芬[2]2005年在《点支式玻璃建筑单层索网体系承载性能分析与试验研究》文中研究说明点支式玻璃建筑单层索网体系是一种新型的柔性玻璃幕墙体系,因其具有通透性好、轻盈美观和施工灵活等特点得到广泛应用。目前对单层索网的设计和分析一般不考虑玻璃的贡献,本文考虑玻璃和索网的相互作用,对单层索网体系承载性能的影响因素进行分析,并研究玻璃刚度的贡献。结合北京新保利大厦二期工程单层索网幕墙的投标方案,设计了1:10比例的试验模型,对该模型的预应力施加过程以及承载性能进行研究。本文的主要内容包括:1.点支式玻璃建筑单层索网体系承载性能的影响因素分析:建立考虑玻璃和索网节点约束刚度的有限元模型,采用该模型计算值与相关试验和计算结果进行比较,分析该模型的可靠性,并初步确定一定条件下节点约束刚度的取值。对玻璃和索网结构共同工作的单层索网幕墙承载的影响因素进行分析,并研究在不同影响因素下玻璃刚度的贡献。2.对北京新保利大厦二期工程的试验模型进行预应力施加和承载性能研究:完成该模型玻璃幕墙的设计,分级进行预应力施加,监控该过程中索力变化,探讨张拉方法的可行性;在分级预应力下以及安装玻璃前后对索网幕墙施加水平荷载,测量索网结构的承载和变形,分析预应力和玻璃刚度的影响。3.对试验模型进行有限元建模分析,通过和试验结果的对比,验证有限元计算模型的可靠性。对于玻璃和索网共同承担荷载,有限元计算中考虑玻璃作用,对模型中考虑玻璃滑移和不考虑滑移两种计算结果进行讨论,并结合该试验对本文提出的玻璃和索网节点约束模型进行探讨。4.对北京新保利大厦二期工程单层索网幕墙进行方案设计和分析,对索网幕墙的承载和变形进行验算,并结合该工程的设计对规范中提出的变形控制指标进行讨论。以上研究成果。为点支式玻璃建筑单层索网体系技术的发展,规范的修订和工程设计提供参考。
舒畅[3]2012年在《点支式玻璃幕墙单索支承体系承载性能与工程应用研究》文中认为采用单索支承体系的点支式玻璃幕墙，其轻盈、通透的特点可发挥到极致，此类支承体系取消了稳定索、横向索及钢索间的连接构造，最大程度降低用钢量，节约成本方便施工。虽然单索支承作为新兴的幕墙支承技术，已在国内外多个工程中得到应用，但其理论研究仍处于起步阶段。本文以实际工程为背景，运用有限元计算方法对此类玻璃幕墙进行了较为全面地研究，包括设计分析、承载性能影响因素分析、地震和风振作用下动力反应、张拉施工控制及对边界结构影响，本文主要完成了以下几个方面工作：(1)根据实际工程，建立四种有限元计算模型，通过计算模型中弹簧单元调整节点约束能力，分析玻璃面板对幕墙结构刚度的贡献作用，其中计算模型有考虑玻璃面板与支承结构、幕墙结构与主体结构的相互影响，通过计算结果的比较，分析计算模型的合理性。(2)对单索支承点支式玻璃幕墙进行静力承载性能的影响因素分析，包括索预应力、索直径、索跨度、玻璃尺寸和荷载大小。(3)根据工程实际情况，选择合理地震波并人工合成地震波，进行多遇地震时程分析，计算含幕墙结构的整体模型的地震响应，并与幕墙规范拟静力法和抗震规范反应谱法的计算结果进行比较分析；模拟脉动风压进行风振时程分析，并与幕墙规范拟静力法的计算结果进行比较。(4)采用有限元方法分析索支承结构张拉施工过程控制，对由于索支承预应力而产生最不利影响的边界结构局部构件进行稳定性屈曲分析。本文总结出适用于单索支承点支式玻璃幕墙工程设计的计算模型和计算方法，为同类工程设计提供参考，具有工程实用价值。
王文[4]2008年在《点支式玻璃板的承载性能与变形性能研究》文中认为点支式玻璃幕墙是近年来开始在玻璃幕墙工程中应用并迅速发展的一种新的幕墙型式。它的支承条件与一般玻璃幕墙有很大区别,在玻璃面板、支撑装置和支撑结构的设计、制作与安装等方面都有自身的特点。点支式玻璃幕墙结构是一种新的结构形式,对于它的结构分析也是一个新的课题。要建立一套完善的、科学的、系统的结构分析理论,必不可少的要涉及其承载性能和变形性能。研究点支式玻璃幕墙的玻璃板的承载性能和变形性能及其影响点支式玻璃板的承载性能和变形性能的因素,正是本文所要研究的内容。本文主要研究了点支式玻璃板的各参数对均布荷载作用下钢化玻璃板和夹层玻璃板承载性能与变形性能影响,并对各参数的影响进行了分析,推导出了点支式矩形夹层玻璃板的最大挠度计算公式。首先介绍薄板的小挠度理论,点支式玻璃板可以看作薄板。阐述薄板小挠度理论的假定、几何方程、物理方程、平衡方程以及边界条件。然后介绍了目前点支式玻璃板的计算理论及计算方法。通过有限元软件ANSYS建立点支式矩形玻璃板的模型,计算点支式矩形钢化玻璃板和夹层玻璃板在均布荷载作用下的最大应力和最大挠度,分析软件的计算结果,并结合相关的力学原理,得出了点支式矩形钢化玻璃板的各参数(孔径d、孔边距c、板厚t、长宽比α、板的尺寸、板的边界条件)对其承载性能和变形性能的影响规律,并且应用数据处理软件origin做出了各参数与最大应力、最大挠度的关系图;得出了点支式矩形夹层玻璃板的各参数(孔径d、孔边距c、板厚t、内外层玻璃厚度差、长宽比α、板的边界条件)对其承载性能和变形性能的影响规律,并且应用数据处理软件origin做出了各参数与最大应力、最大挠度的关系图。
裘毅冲[5]2003年在《考虑施工作用的点支式玻璃幕墙承载性能研究》文中认为点式玻璃幕墙的支承点的连接方式一般采用沉头式或浮头式两种形式。在风荷载作用下的其最大应力出现在孔边，因此，孔边应力状态对点式支承玻璃幕墙承载性能有非常重要的影响。而安装紧固件产生的预紧力又直接作用于孔边的应力集中区域，对孔边应力有较大的影响。在本文中，把紧固件预紧力对孔边应力的影响做了较深入的分析和研究，得出很有实用价值的规律和结论。在此基础上，提出存在最佳安装预紧力的观点，并给出了确定最佳安装预紧力的计算方法，其结论对指导工程实践有重要意义。 由于幕墙玻璃的叁向几何尺寸和横向荷载集度可在较大的范围内变动，玻璃板中心的侧向位移，有可能小于或大于玻璃板的厚度，也就是说，幕墙玻璃的力学分析，既可能属于薄板理论中的小挠度问题，也可能属于大挠度问题。但运用这两种分析方法进行求解时，就会对位移和应力产生较大的差别。在本文中，风荷载对点支式玻璃幕墙承载性能的影响，就分别按大挠度和小挠度进行分析和比较，提出了按大、小挠度理论计算的临界风荷载值。 预应力索桁架具有结构结构上的高效性和建筑上的美观性，常用作点支式玻璃幕墙的结构支承。索桁架是体现张拉整体结构思想的一种大跨结构[20]。张拉整体结构在无预应力情况下结构是不稳定的，结构的刚度依靠预应力予以保证，并随着荷载的作用，结构的刚度不断变化。因此，索中初始预应力应能保证索在工作的全过程中始终处于张紧状态，以此为条件，本文重点研究了预应力索桁架所能承受的最大风荷载值。 当索的初始预应力过大时，则会对主体结构产生过大的负担，过小则会出现在外荷载作用下，索内力完全损失的现象。因此，过大或过小的预应力对会支承结构产生不利的影响。在本文中，研究了索的初始预应力值的确定。 拉索在受到风荷载作用后，产生的水平位移是玻璃幕墙支承体系设计的一个重要指标。文中还研究了拉索的初始预应力和横截面积对结构位移的影响。
洪天华[6]2007年在《风荷载作用下点支式玻璃幕墙的动力性能研究》文中研究指明玻璃幕墙是古老的建筑艺术和现代高科技产品相结合的产物，自20世纪50年代兴起，玻璃幕墙经历了半个世纪的发展，现已成为现代化大都市的重要标志和现代主义建筑的一个显着特征。近年来，随着玻璃工艺的提高和大量公共建筑的兴建，以预应力拉索或拉杆作为支承结构的拉索式点连接玻璃幕墙以其简洁、通透的特点在国内外得到广泛地应用。通常，根据预应力拉索的结构形式的不同，可将拉索式点连接玻璃幕墙分为预应力双层索系(由于其外形和受力特点类似于传统平面桁架，故又称为索桁架体系)点支式玻璃幕墙和单层平面索网体系点支式玻璃幕墙两大类。对于这种新兴的建筑结构形式，各国研究机构都没有一套成熟的理论体系，仅有一些企业标准而已。还需要做很多工作使这一新技术更加完善。鉴于此，本文进行了以下的工作：1．应用FORTRAN语言编制了谐波迭加法脉动风速模拟程序，模拟了脉动风速的时程曲线。对模拟风谱和目标风谱的功率谱特征进行比较，验证了模拟结果的合理性、有效性，并通过对总风速的合成和转换得到了风荷载的时程曲线。2．建立了常用的索桁架体系和单层平面索网体系点支式玻璃幕墙的有限元计算模型。应用通用有限元计算软件ANSYS对模型进行计算：通过模态分析，得到了点支式玻璃幕墙的自振频率；通过风荷载作用下的时程分析，得到了幕墙玻璃表面最大应力、幕墙最大顺风向位移(挠度)和拉杆(索)最大应力。通过改变幕墙的玻璃面板厚度、拉杆(索)截面积、拉杆(索)预拉力和压杆长度等参数，研究幕墙动力性能的影响因素和增强幕墙抗风能力的方法。3．以南京国际展览中心点支式玻璃幕墙为算例，对实际工程设计方案和本文提出的改进设计方案两种工况下的幕墙受力性能进行分析和比较，得出了改进方案下的幕墙受力性能更好、结构的抗风能力更强的结论，验证了以上的研究成果。同时本算例分析的过程为今后的玻璃幕墙设计工作提供了参考。
姚峰峰[7]2015年在《SGP高应变率本构及点支式夹层玻璃幕墙爆炸响应研究》文中研究表明离子性中间膜SGP夹层玻璃相对于PVB夹层玻璃,具有更优异的力学性能和耐久性,在目前的大型公共建筑和超高层建筑玻璃幕墙中得到了广泛的应用,尤其是目前应用很广泛的点支承形式玻璃幕墙。当今世界范围内,恐怖爆炸袭击频繁发生,爆炸发生时,玻璃幕墙作为建筑的外围护结构最先受到爆炸冲击荷载的作用,产生的飞射玻璃碎片造成了大量人员伤亡,因此研究玻璃幕墙在爆炸荷载作用下的响应对于该类构件的合理设计以及抗爆防护很有必要。截止目前为止,点支式SGP夹层玻璃幕墙在爆炸作用下的响应研究还未见任何文献,本文正是在此背景下,开展点支式SGP夹层玻璃幕墙的抗爆研究,论文研究工作主要包括以下几部分:(1)为了获得SGP材料在高应变率下的本构关系,采用Instran拉伸试验机和分离式霍普金森拉杆进行了SGP胶片低应变率和高应变率下的拉伸试验,同时考虑了环境温度的影响,分析了应变率和环境温度的变化对SGP材性的影响规律,拟合了不同状态下SGP的本构关系,同时对SGP和PVB两种夹层的材性进行了对比。(2)以有限元软件ANSYS/LS-DYNA作为分析平台,建立了点支式夹层玻璃面板的有限元模型,采用CONWEP方法施加爆炸荷载,并把得到的位移响应与文献中试验结果进行对比,把有限元模型上提取到的反射波峰值超压和正压作用时间与试验及经验公式算出的结果进行对比,最终得出本文所建有限元模型基于CONWEP方法的爆炸分析是准确可行的结论。在此基础上,利用该有限元模型,进行了爆炸荷载作用下的数值模拟,得到点支式SGP夹层玻璃面板的叁种典型破坏模式,并对其破坏规律进行了总结。(3)开展系统的参数分析,分析了点支式SGP夹层玻璃幕墙夹层厚度、玻璃层厚度、长宽比、面积等几何参数的改变对变形时程、面板应力分布、破坏模式等爆炸响应的影响,得到增加钢化玻璃厚度、减小面板面积和长宽比可显着提高玻璃幕墙的抗爆能力的结论。(4)讨论了确定超压-冲量曲线的方法,并且确定了特定规格点支式SGP夹层玻璃面板的超压-冲量曲线,采用此曲线进行了叁种典型TNT当量下的爆炸破坏评估,可确定爆炸防护安全距离,以指导实际工程设计。
张炳顺[8]2015年在《拉索点支式玻璃幕墙力学性能研究》文中进行了进一步梳理随着国民经济及现代建筑技术的发展,人们开始对周围生活环境的品质有了更高的要求。为了满足建筑艺术及人们对美好生活环境的追求,越来越多的大空间、大跨度的建筑结构被建造出来。拉索点支式玻璃幕墙作为现代建筑科技和艺术的完美结合的外围护结构,其外形构造上能够提供更大的空间跨度和视野,深受现代建筑艺术人士的喜爱,具有广阔的市场前景。虽然玻璃幕墙结构在我国有了较大的发展,但是对于玻璃幕墙在结构设计过程中还没有形成一套比较完整、成熟的设计理论。本文从玻璃幕墙结构组成进行介绍分析,以某一工程实例为背景,结合有限元分析原理,建立有限元分析模型对拉索点支式玻璃幕墙结构进行了分析,主要工作如下：1)对玻璃面板的破坏原因进行了介绍,建立玻璃面板的ansys有限元模型,对影响玻璃面板承载性能的因素进行分析,并应用MATLAB软件对玻璃面板的挠度和应力进行数值计算。分析玻璃面板的厚度,边界条件、玻璃的几何形状及开孔大小等因素对玻璃面板承载力的影响。2)以某一工程实例为背景,研究双层拉索点支式玻璃幕墙结构随玻璃面板厚度、拉索的预应力和撑杆高度的变化对玻璃幕墙结构的挠度的影响情况。3)利用线性滤波法中的扩展回归AR模型,通过MATLAB工具编程求解玻璃幕墙结构所受脉动风速度。4)通过MATLAB工具对幕墙结构所受到的脉动风进行模拟,模拟得到玻璃幕墙结构受到的脉动风压时程变化数据。求解玻璃幕墙整体结构在脉动风荷载作用下的结构位移响应,并与静力法求解结果作对比。5)利用Ansys中的时程分析方法,采用EI和Tafat地震谱对模型进行地震响应求解。分析不同的地震波谱作用下的幕墙结构的响应。本文的结论能用于双层拉索点支式玻璃幕墙结构,能够为同类幕墙结构的设计提供参考,具有很好的工程价值使用价值。
喻支凯[9]2017年在《点支式玻璃幕墙驳接件力学性能研究及结构优化设计》文中研究说明点支式玻璃幕墙是一种典型的建筑外维护结构,由玻璃面板、支承结构体系、驳接件和密封材料等组成。点支式玻璃幕墙的玻璃面板通过驳接件与支承结构连接在一起,驳接件结构力学性能的优劣对点支式玻璃幕墙的安全性及稳定性有着直接影响。目前工程上使用的驳接件普遍存在结构单一、形式笨重的现象,对驳接件进行力学性能研究及结构优化设计对提高点支式玻璃幕墙的安全性、美观性及经济性具有非常重要的意义。本文针对点支式玻璃幕墙的重要结构部件—驳接件开展研究工作,分析其在受到荷载作用下的力学性能,并对其进行疲劳寿命模拟和结构优化设计,主要研究内容如下:(1)根据金属疲劳性能理论及结构件疲劳寿命的有限元分析方法,借助有限元软件对目前工程中常用的驳接爪和驳接头进行静力特性分析和疲劳寿命模拟,分析得出目前工程中使用的驳接爪存在结构不合理、材料浪费的现象比较明显,且驳接爪疲劳寿命受风荷载的影响较大;驳接头结构相对合理,疲劳寿命受风荷载的影响不大,应重点对驳接爪结构进行优化设计。(2)以现代优化设计方法理论为基础,结合有限单元法的思想和应用,提出针对点支式玻璃幕墙驳接件的结构优化与尺寸优化相结合的优化设计方法。1)根据对工程中常用驳接爪的力学特性及疲劳寿命模拟结果,寻找驳接爪结构优化方向。研究分析了X型驳接爪、H型驳接爪和V型驳接爪叁类不同结构形式驳接爪的力学特性和疲劳寿命,分析结果显示X型驳接爪综合性能优于H型和V型驳接爪。2)以X型驳接爪为研究对象,研究驳接爪爪臂截面形状变化时,对驳接爪的静力性能及疲劳寿命的影响。在保证爪臂截面面积相同的情况下,研究分析了爪臂截面形状为梯形、正方形、圆形、竖矩形和横矩形时驳接爪的静力特性和疲劳寿命,研究结果表明爪臂截面形状为圆形的驳接爪综合性能优于其他形状的驳接爪。3)分别研究爪臂截面形状为梯形和圆形时的驳接爪,爪臂尺寸变化时对驳接爪的静力性能和疲劳寿命的影响。研究分析了当爪臂尺寸L为200mm、250mm和300mm情况下时驳接爪的力学性能和疲劳寿命,结果表明,随着尺寸L的增大,驳接爪综合性能变优,爪臂截面形状为圆形的驳接爪其尺寸L=300mm时具有最好综合性能。(3)依据浮头式驳接头结构特点,设计了相对应的沉头式驳接头。研究两类不同结构的驳接头的静力特性及疲劳寿命,结果表明沉头式驳接头静力特性较浮头式驳接头静力特性更好。(4)为了验证本文的研究结论,对一实际工程中使用的驳接件进行静力特性分析,设计爪臂截面形状为梯形的H型结构驳接爪和爪臂截面形状为圆形的X型结构驳接爪,分别与原工程中采用的爪臂截面形状为梯形的X型结构驳接爪进行分析比较,分析结果一致。
王元清, 孙芬, 石永久, 吴丽丽, 罗忆[10]2005年在《点支式玻璃幕墙单层索网体系承载性能试验研究》文中研究表明为了研究索预应力和玻璃刚度对索网幕墙承载性能的影响,参考北京新保利大厦二期工程,进行了1∶10比例的点支式玻璃幕墙单层索网模型试验.试验中分叁级对索网进行预应力施加,在各级预应力下以及安装玻璃后施加水平荷载研究索网的承载性能,并和有限元计算结果进行对比.试验结果表明:水平荷载越大,增加索网预应力对降低索网变形的作用相对越小;考虑玻璃刚度减小了索网变形和索内力,对索网幕墙的承载性能有所贡献.
参考文献：
[1]. 点支式玻璃幕墙玻璃面板的力学性能分析及工程应用[D]. 赖伟明. 中南大学. 2008
[2]. 点支式玻璃建筑单层索网体系承载性能分析与试验研究[D]. 孙芬. 清华大学. 2005
[3]. 点支式玻璃幕墙单索支承体系承载性能与工程应用研究[D]. 舒畅. 清华大学. 2012
[4]. 点支式玻璃板的承载性能与变形性能研究[D]. 王文. 西南交通大学. 2008
[5]. 考虑施工作用的点支式玻璃幕墙承载性能研究[D]. 裘毅冲. 浙江大学. 2003
[6]. 风荷载作用下点支式玻璃幕墙的动力性能研究[D]. 洪天华. 大连理工大学. 2007
[7]. SGP高应变率本构及点支式夹层玻璃幕墙爆炸响应研究[D]. 姚峰峰. 哈尔滨工业大学. 2015
[8]. 拉索点支式玻璃幕墙力学性能研究[D]. 张炳顺. 合肥工业大学. 2015
[9]. 点支式玻璃幕墙驳接件力学性能研究及结构优化设计[D]. 喻支凯. 山东建筑大学. 2017
[10]. 点支式玻璃幕墙单层索网体系承载性能试验研究[J]. 王元清, 孙芬, 石永久, 吴丽丽, 罗忆. 东南大学学报(自然科学版). 2005
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