四邊簡支夾層玻璃承載性能研究

　　3 夾層玻璃承載性能的理論研究
　　3.1 理論分析方法
　　通過對四邊簡支夾層玻璃的有限元分析,并與試驗結果比較,得出準確的夾層玻璃的力學計算模型。在此基礎上對不同厚度的夾層玻璃進行數值計算,歸納總結出PⅤB膠片對夾層玻璃承載力的影響程度,并通過影響系數來對現行玻璃幕墻規范中夾層玻璃計算公式進行修正,得出符合實際情況的計算方法。在本文中采用國際通用有限元分析軟件ANSYS對四邊簡支來層玻璃進行力學分析。分析時,對于組成夾層玻璃的材料的特性參數采用試驗所得數據,支撐條件采用四邊簡支來進行數值模擬。在夾層玻璃的計算模型中包含兩種材料,上下兩層為玻璃,中間為PVB膠片層,全部采用solid5單元來模擬。通過有限元分析結果和承載力試驗結果的比較,可以得到一種與四邊簡支夾層玻璃實際受力特點吻合較好的有限元計算模型,并根據試驗結果與數值結果的對比分析,給出符合實際模型的準確的夾層玻璃的計算公式。
　　3.2 夾層玻璃的有限元分析結果
　　對試驗中所采用的夾層玻璃進行有限元計算,玻璃面板平面尺寸為15O0×15O0,厚度為6+1.14+6夾層玻璃,計算模型中所使用的單元solid45單元,邊界條件為四邊簡支。表1中給出了有限元計算值和試驗值(平均值)的比較。
　　3.3 四邊簡支夾層玻璃的計算方法
　　對夾層玻璃的計算公式進行修改時,必須考慮各種因數的影響。本文中,取高溫下膠片的材料特性代入數值模擬中,并且通過大量的不同規格、不同厚度的夾層玻璃的有限元數值模擬分析比較,在試驗數據的基礎上,并適當考慮工程設計安全度的要求,得到如下關于夾層玻璃的規范修正公式計算公式：

　　其他參數同《玻璃幕墻工程技術規范》根據修正后的夾層玻璃撓度的計算公式,分別計算出夾層玻璃在各級荷載作用下的撓度值,如表2中所示。

　　為了對比分析,現給出四邊簡支夾層玻璃在荷載作用下的原規范值、試驗值、有限元模擬理論值和修正后的規范計算值,如圖12所示。

　　4.結論
　　1)提出測量夾層玻璃中間膠片的材料本構關系的試驗方法,并通過夾層玻璃承載力試驗對所測得的值進行驗證,結果表明PVB膠片本構關系的測量方法可靠,結果合理。
　　(2)給出在進行夾層玻璃數值模擬時,PVB膠片的材料性能,如表3所示。可供廣大設計捋在數值模擬時參考。

　　(3)規范由于沒有考慮膠片的黏結影響,其關于四邊簡支夾層玻璃的位移計算值遠大于試驗值,偏于保守,對其進行修正存在必要性。
　　(4)通過理論和試驗結果的對比,給出了可供在實際分析中使用的四邊簡支夾層玻璃的有限元計算模型。
　　(5)通過大量的數值模擬以及試驗結果的分析,對現行規范進行了相應的修正,給出了符合實際受力性能的夾層玻璃的撓度計算公式,優化夾層玻璃的計算,節省材料資源,可供廣大幕墻設計人員在實際工程中作為設計參考。
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　　作者簡介:陳峻,男,1972.11出生,高級工程師
　　基金項目:國家自然基金資助項目

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