自1994年美國北嶺地震、1995年日本阪神地震起,玻璃幕墻震害開始引起工程抗震設(shè)計(jì)研究人員關(guān)注,然而在我國2008年的汶川地震中卻鮮有發(fā)現(xiàn)玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)震害,這一度使我國工程抗震界形成了我國的玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)相當(dāng)安全可靠的印象。時隔十年,在2017年8月8日的九寨溝7.0級地震中,卻發(fā)現(xiàn)了玻璃幕墻及玻璃屋頂嚴(yán)重破壞且導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)遭受重大損失的案例。因此,十分有必要對作為現(xiàn)代化都市重要建筑特征的玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全問題重新審視。本文從玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)造單元入手,針對其在地震作用下的破壞機(jī)理及其非線性數(shù)值模擬方法開展研究,具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。主要研究內(nèi)容包括如下三個方面:1.文獻(xiàn)綜述及玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本單元力學(xué)特征分析。在系統(tǒng)梳理鋼結(jié)構(gòu)建筑最常用的點(diǎn)支式玻璃幕墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系基礎(chǔ)上,分別研究了玻璃幕墻基本構(gòu)成單元各組成部分的力學(xué)性能,通過非線性屈曲分析得到了玻璃面板的面內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律,通過理論推導(dǎo)得到金屬連接件活動空隙給點(diǎn)支式玻璃幕墻帶來的可適應(yīng)的層間位移量公式。2.以九寨溝地震中某酒店鋼結(jié)構(gòu)建筑為例,系統(tǒng)地分析總結(jié)了玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)的震害特征規(guī)律�？偨Y(jié)了某酒店大堂結(jié)構(gòu)在九寨溝地震中的震害情況,統(tǒng)計(jì)了該大堂結(jié)構(gòu)采光頂和玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的破壞,分析了破壞特征規(guī)律,指出該結(jié)構(gòu)震例的玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞規(guī)律呈現(xiàn)出一定的對稱性和結(jié)構(gòu)上的必然性。3.給出了一種玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)與建筑主體結(jié)構(gòu)一體化分析的快速非線性有限元數(shù)值模擬分析方法,合理地解釋了案例鋼結(jié)構(gòu)建筑玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)的震害機(jī)理,以實(shí)際震害驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的可靠性。以九寨溝地震玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重的某酒店鋼結(jié)構(gòu)建筑為例,利用SAP2000軟件,建立了有限元數(shù)值分析模型,從實(shí)際強(qiáng)震動記錄特征分析入手,針對案例結(jié)構(gòu)采光頂和立面點(diǎn)支式玻璃幕墻震害機(jī)理解釋,給出了玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)與建筑主體結(jié)構(gòu)一體化分析的有限元數(shù)值模擬方法。分析結(jié)果表明,案例結(jié)構(gòu)采光頂破壞的直接原因?yàn)榫植空裥屯怀鰧?dǎo)致玻璃面板絕對加速度過大,致使玻璃面板局部破壞;建筑四面點(diǎn)支式玻璃幕墻破壞的直接原因?yàn)閷娱g位移過大,以及部分支撐結(jié)構(gòu)破壞,引發(fā)玻璃面板面內(nèi)擠壓剪切變形破壞;同時,因鋼結(jié)構(gòu)本身及玻璃幕墻圍護(hù)體系阻尼過小,結(jié)構(gòu)多階局部振型頻率與地震動卓越頻率接近,致使結(jié)構(gòu)局部振動明顯,發(fā)生類共振現(xiàn)象,成為玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞的重要原因。
【學(xué)位單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU391;TU352.11
【部分圖文】：

就用石英砂、堿和石灰石等材料制成玻璃珠和裝王承遇 等，2010）。但是在漫長的歷史中，由于技不高，用途一般為玻璃器皿、裝飾品和工藝品等的形式，廣泛用于教堂的門窗、裝飾中。技的發(fā)展，玻璃的性能發(fā)生了天翻地覆的變化。璃，在力學(xué)性能方面有極大提高，玻璃成為現(xiàn)代建后第四大建筑材料（林海珠，2018）。在現(xiàn)代建筑璃幕墻。玻璃幕墻是以承受水平風(fēng)荷載為主的外由支承結(jié)構(gòu)體系和玻璃面板組成，相對主體結(jié)構(gòu)）。在商業(yè)建筑、地標(biāo)性建筑中，玻璃幕墻因其良，深受國內(nèi)外建筑師的青睞。幕墻結(jié)構(gòu)是 1851 年建立的英國倫敦工業(yè)博覽會水 90000m2，這是玻璃第一次用在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)魅力，成為現(xiàn)代玻璃幕墻建筑的先驅(qū)。

中國地震局工程力學(xué)研究所碩士學(xué)位論文墻結(jié)構(gòu)。玻璃面板為中空玻璃，并使用銀灰色鍍膜，不透光的部分是單層鋁板并且加保溫層（鐘康，2014）。20 世紀(jì) 90 年代以來，點(diǎn)支式玻璃幕墻開始在我國引進(jìn)應(yīng)用，如北京植物園展覽溫室等。深圳機(jī)場新航站樓是國內(nèi)第一個自行設(shè)計(jì)制作和安裝的大規(guī)模采用點(diǎn)支式玻璃幕墻的建筑，其玻璃幕墻面積超過 10 萬平方米。隨著我國玻璃幕墻技術(shù)的發(fā)展，玻璃幕墻在中國使用越來越多，我國眾多標(biāo)志性的建筑物均采用了玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，如上海大劇院、上海金茂大廈、深圳地王大廈、北京貿(mào)易中心等。

中國地震局工程力學(xué)研究所碩士學(xué)位論文墻結(jié)構(gòu)。玻璃面板為中空玻璃，并使用銀灰色鍍膜，不透光的部分是單層鋁板并且加保溫層（鐘康，2014）。20 世紀(jì) 90 年代以來，點(diǎn)支式玻璃幕墻開始在我國引進(jìn)應(yīng)用，如北京植物園展覽溫室等。深圳機(jī)場新航站樓是國內(nèi)第一個自行設(shè)計(jì)制作和安裝的大規(guī)模采用點(diǎn)支式玻璃幕墻的建筑，其玻璃幕墻面積超過 10 萬平方米。隨著我國玻璃幕墻技術(shù)的發(fā)展，玻璃幕墻在中國使用越來越多，我國眾多標(biāo)志性的建筑物均采用了玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，如上海大劇院、上海金茂大廈、深圳地王大廈、北京貿(mào)易中心等。

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2 余悅;祝斯月;李金陽;雷仕s

本文編號：2825944