發(fā)布時(shí)間：2017-08-24 12:05

  本文關(guān)鍵詞：全玻幕墻豎向玻璃肋受彎穩(wěn)定性研究

  更多相關(guān)文章： 全玻幕墻 玻璃肋 有限元 彎扭失穩(wěn) 臨界彎矩

【摘要】：近年來全玻幕墻在大型公共建筑中得到廣泛使用,全玻幕墻中的主要受力構(gòu)件玻璃肋在面內(nèi)受彎條件下存在面外穩(wěn)定性問題,針對玻璃肋彎扭失穩(wěn)的研究尚不充分,玻璃幕墻規(guī)范中未給出具體驗(yàn)算公式。本文對全玻幕墻中通過結(jié)構(gòu)膠和玻璃面板連接的豎向單片玻璃肋穩(wěn)定承載力進(jìn)行了研究,提出建議的穩(wěn)定性計(jì)算公式。本文進(jìn)行了單片浮法玻璃玻璃肋在面內(nèi)橫向荷載作用下的穩(wěn)定承載力試驗(yàn),試驗(yàn)分為忽略玻璃面板約束作用(共11個(gè)試件)和引入面板約束(共10個(gè)試件)兩種情況,得到了不同厚度(6mm和10mm)玻璃肋側(cè)向彎扭發(fā)展過程中的荷載-位移、荷載-應(yīng)力曲線,記錄分析了試件破壞位置和破壞模式,給出了玻璃肋失穩(wěn)形態(tài),得到了彎扭失穩(wěn)對位移、應(yīng)力的影響,分析了結(jié)構(gòu)膠在玻璃肋和玻璃面板間的剪力傳遞作用和側(cè)向約束作用。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,建立考慮大變形效應(yīng)的有限元分析模型。通過ANSYS特征值分析確定了不同邊界條件下玻璃肋的屈曲模態(tài),考察了截面厚度、跨高比對屈曲臨界荷載的影響。進(jìn)一步利用ANSYS非線性分析功能計(jì)算了位移、應(yīng)力隨荷載的變化關(guān)系曲線,并研究了幾何初始缺陷對彎扭失穩(wěn)發(fā)展的影響。基于彈性穩(wěn)定理論,分別利用微分方程法和能量法推導(dǎo)了不同邊界條件、不同荷載形式下玻璃肋的屈曲臨界彎矩。在公式結(jié)果指導(dǎo)下討論了不同幾何尺寸參數(shù)和結(jié)構(gòu)膠等效剛度對臨界彎矩的影響,并對比了不同邊界條件、不同荷載形式下臨界彎矩的差異。建立結(jié)構(gòu)膠等效側(cè)向約束剛度估算公式,利用試驗(yàn)中結(jié)構(gòu)膠尺寸計(jì)算理論公式中的彈簧剛度,進(jìn)而對試驗(yàn)、有限元分析、理論推導(dǎo)三種方法的結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了不同方法的一致性。最后,選用適當(dāng)?shù)睦碚摴?在實(shí)際工程的尺寸條件下對公式的進(jìn)行了簡化,結(jié)合簡化前公式、有限元分析、澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證了簡化公式的精度,提出建議的適用于計(jì)算非夾膠玻璃肋穩(wěn)定性的實(shí)用簡化公式,并基于實(shí)際工程給出算例。
【關(guān)鍵詞】：全玻幕墻 玻璃肋 有限元 彎扭失穩(wěn) 臨界彎矩
【學(xué)位授予單位】：中國建筑科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU382
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景和意義9-11
• 1.1.1 全玻幕墻工程應(yīng)用9-10
• 1.1.2 玻璃肋受彎穩(wěn)定性研究意義10-11
• 1.2 玻璃肋穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 彈性屈曲理論11-12
• 1.2.2 非線性屈曲理論及數(shù)值計(jì)算方法12-13
• 1.2.3 試驗(yàn)研究13
• 1.2.4 規(guī)范設(shè)計(jì)方法13-14
• 1.2.5 現(xiàn)有研究存在的不足14
• 1.3 本文研究內(nèi)容及方法14-16
• 1.3.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 研究方法15-16
• 第2章 全玻幕墻材料力學(xué)性能試驗(yàn)16-28
• 2.1 玻璃強(qiáng)度測試試驗(yàn)設(shè)計(jì)16-18
• 2.1.1 試驗(yàn)方法及裝置16-17
• 2.1.2 試件尺寸及數(shù)量17-18
• 2.2 玻璃強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果18-24
• 2.2.1 荷載-位移曲線及破壞形態(tài)18-21
• 2.2.2 玻璃強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)21-24
• 2.2.3 玻璃強(qiáng)度影響因素分析24
• 2.3 玻璃彈性模量推算24-26
• 2.4 結(jié)構(gòu)膠拉伸試驗(yàn)26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 玻璃肋受彎承載力試驗(yàn)研究28-63
• 3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)28-35
• 3.1.1 試件尺寸和數(shù)量28-30
• 3.1.2 支座條件和加載裝置30-32
• 3.1.3 試驗(yàn)測量系統(tǒng)32-35
• 3.2 無側(cè)向約束玻璃肋試驗(yàn)35-47
• 3.2.1 初始缺陷及分配梁有效性35-36
• 3.2.2 試驗(yàn)現(xiàn)象36-39
• 3.2.3 位移測量結(jié)果39-42
• 3.2.4 應(yīng)力測量結(jié)果42-47
• 3.3 連續(xù)側(cè)向約束玻璃肋試驗(yàn)47-61
• 3.3.1 初始缺陷及分配梁有效性47-49
• 3.3.2 試驗(yàn)現(xiàn)象49-53
• 3.3.3 位移測量結(jié)果53-56
• 3.3.4 應(yīng)力測量結(jié)果56-61
• 3.4 本章小結(jié)61-63
• 第4章 玻璃肋受彎有限元模擬分析63-79
• 4.1 分析模型及參數(shù)63-64
• 4.1.1 單元選取和材料屬性63
• 4.1.2 模型及網(wǎng)格尺寸63-64
• 4.1.3 約束條件64
• 4.1.4 求解方法64
• 4.2 屈曲臨界荷載有限元分析64-70
• 4.2.1 跨高比對無側(cè)向約束玻璃肋的影響64-66
• 4.2.2 截面厚度對無側(cè)向約束玻璃肋的影響66-67
• 4.2.3 跨高比對連續(xù)側(cè)向約束玻璃肋的影響67-69
• 4.2.4 截面厚度對連續(xù)側(cè)向約束玻璃肋的影響69-70
• 4.3 考慮幾何非線性的有限元分析70-77
• 4.3.1 無側(cè)向約束玻璃肋荷載-位移曲線70-74
• 4.3.2 連續(xù)側(cè)向約束玻璃肋荷載-位移曲線74-77
• 4.4 本章小結(jié)77-79
• 第5章 玻璃肋彎扭失穩(wěn)理論分析79-97
• 5.1 力學(xué)模型及基本假定79-81
• 5.1.1 玻璃肋力學(xué)模型79-80
• 5.1.2 基本假定80-81
• 5.2 無側(cè)向約束玻璃肋彎扭失穩(wěn)81-87
• 5.2.1 純彎荷載下的微分方程法81-84
• 5.2.2 面內(nèi)長邊均勻線荷載下的能量法84-87
• 5.3 連續(xù)側(cè)向約束玻璃肋彎扭失穩(wěn)87-96
• 5.3.1 基于梁理論的計(jì)算87-93
• 5.3.2 基于板理論的計(jì)算93-96
• 5.4 本章小結(jié)96-97
• 第6章 全玻幕墻玻璃肋穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法97-116
• 6.1 結(jié)構(gòu)膠側(cè)向約束等效剛度97-100
• 6.1.1 玻璃肋和面板的膠結(jié)形式97-98
• 6.1.2 后置式等效剛度98-99
• 6.1.3 平齊式等效剛度99-100
• 6.2 試驗(yàn)、有限元及理論分析對比100-108
• 6.2.1 有限元計(jì)算模型及公式選取100-101
• 6.2.2 無側(cè)向約束玻璃肋101-105
• 6.2.3 連續(xù)側(cè)向約束玻璃肋105-108
• 6.3 建議公式108-113
• 6.3.1 連續(xù)側(cè)向約束公式簡化108-111
• 6.3.2 簡化公式有效性驗(yàn)證及修正111-113
• 6.4 實(shí)際工程案例試算113-114
• 6.5 本章小結(jié)114-116
• 第7章 結(jié)論與展望116-118
• 7.1 主要完成的工作116-117
• 7.2 有待深入的工作117-118
• 參考文獻(xiàn)118-121
• 在學(xué)期間發(fā)表的主要論文121
• 在學(xué)期間參加的主要科研課題121-122
• 致謝122

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