點支式中空玻璃幕墻風(fēng)致疲勞性能試驗研究與理論分析.pdf

1、目前，點支式玻璃幕墻在實際工程中的應(yīng)用越來越多，并且絕大多數(shù)都被應(yīng)用于大型公共建筑之中。點支式玻璃幕墻一般應(yīng)用于大跨、高柔玻璃幕培體系，該體系對風(fēng)荷載特別敏感，一旦發(fā)生破壞，后果不堪設(shè)想。點支式玻璃幕墻在其服役期間主要承受風(fēng)荷載的循環(huán)往復(fù)作用，隨著風(fēng)荷載作用時間的增長，玻璃幕墻有可能發(fā)生疲勞累積損傷，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞斷裂破壞。點支式玻璃幕墻主要由玻璃面板、金屬連接件和支承體系組成。其中，玻璃面板和支承體系是結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，有必要對它

2、們在隨機風(fēng)荷載作用下的疲勞破壞進(jìn)行研究，以降低發(fā)生這種災(zāi)害的可能性。本文結(jié)合理論分析、試驗研究和數(shù)值計算等多種方法，分別對風(fēng)荷載譜、鋼化玻璃板和柔性支承體系的疲勞性能進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，提出了鋼化玻璃板的實用抗疲勞設(shè)計方法，并且系統(tǒng)給出了柔性支承體系風(fēng)致疲勞累積損傷計算方法。本文主要完成了以下幾方面的工作:
　　 (1)對日平均風(fēng)速分布進(jìn)行統(tǒng)計分析，考慮不同風(fēng)速重現(xiàn)期的影響，建立用于風(fēng)致疲勞累積損傷計算需要的每小時平均風(fēng)速模型;

3、采用隨機模擬時程分析方法對脈動風(fēng)荷載進(jìn)行數(shù)值模擬，建立用于疲勞計算和壽命評估所需的風(fēng)荷載譜。
　　 (2)對四點支承單層和中空鋼化玻璃板進(jìn)行靜載和疲勞試驗，研究鋼化玻璃板靜載作用下和循環(huán)荷載作用下的力學(xué)性質(zhì)，以及鋼化玻璃板在循環(huán)荷載作用下的疲勞特性，為鋼化玻璃板的抗疲勞設(shè)計提供依據(jù)。
　　 (3)利用傳統(tǒng)的疲勞壽命評估和疲勞斷裂理論對單層和中空鋼化玻璃板進(jìn)行S-N曲線擬合和裂紋擴展研究。在已有實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，對鋼化玻璃

4、板進(jìn)行疲勞性能的研究和壽命評估，并對這兩種方法的有效性進(jìn)行比較分析。
　　 (4)在對鋼化玻璃板試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析的基礎(chǔ)上，探討了鋼化玻璃板在循環(huán)荷載作用下的疲勞特性。同時，對各種抗疲勞設(shè)計方法進(jìn)行歸納分析，提出一種有效、可靠和實用的鋼化玻璃板抗疲勞設(shè)計方法。
　　 (5)基于非線性有限元的基礎(chǔ)理論，采用隨機風(fēng)荷載數(shù)值模擬算法，考慮不同結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對疲勞累積損傷的要求，通過對比分析不同參數(shù)情況下結(jié)構(gòu)危險部位的疲勞累積損