點(diǎn)支式中空玻璃幕墻風(fēng)致疲勞性能試驗(yàn)研究與理論分析.pdf

1、目前，點(diǎn)支式玻璃幕墻在實(shí)際工程中的應(yīng)用越來(lái)越多，并且絕大多數(shù)都被應(yīng)用于大型公共建筑之中。點(diǎn)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(duì)風(fēng)荷載特別敏感，一旦發(fā)生破壞，后果不堪設(shè)想。點(diǎn)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(shí)間的增長(zhǎng)，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(diǎn)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(duì)它

2、們?cè)陔S機(jī)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(yàn)研究和數(shù)值計(jì)算等多種方法，分別對(duì)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(shí)用抗疲勞設(shè)計(jì)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(jì)算方法。本文主要完成了以下幾方面的工作:
　　 (1)對(duì)日平均風(fēng)速分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jì)算需要的每小時(shí)平均風(fēng)速模型;

3、采用隨機(jī)模擬時(shí)程分析方法對(duì)脈動(dòng)風(fēng)荷載進(jìn)行數(shù)值模擬，建立用于疲勞計(jì)算和壽命評(píng)估所需的風(fēng)荷載譜。
　　 (2)對(duì)四點(diǎn)支承單層和中空鋼化玻璃板進(jìn)行靜載和疲勞試驗(yàn)，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(jì)提供依據(jù)。
　　 (3)利用傳統(tǒng)的疲勞壽命評(píng)估和疲勞斷裂理論對(duì)單層和中空鋼化玻璃板進(jìn)行S-N曲線擬合和裂紋擴(kuò)展研究。在已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)鋼化玻璃

4、板進(jìn)行疲勞性能的研究和壽命評(píng)估，并對(duì)這兩種方法的有效性進(jìn)行比較分析。
　　 (4)在對(duì)鋼化玻璃板試驗(yàn)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(shí)，對(duì)各種抗疲勞設(shè)計(jì)方法進(jìn)行歸納分析，提出一種有效、可靠和實(shí)用的鋼化玻璃板抗疲勞設(shè)計(jì)方法。
　　 (5)基于非線性有限元的基礎(chǔ)理論，采用隨機(jī)風(fēng)荷載數(shù)值模擬算法，考慮不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)疲勞累積損傷的要求，通過(guò)對(duì)比分析不同參數(shù)情況下結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位的疲勞累積損