单层与中空钢化玻璃火灾下破坏机理试验研究

为研究单层索网点支玻璃幕墙中所常用的单层和中空钢化玻璃在火灾下的受力性能以及破坏机理,对5组钢化玻璃进行了相同火灾条件下的负载试验研究。试验重点考察了玻璃的破坏模式、玻璃破坏时的变形挠度、玻璃破坏时间、破坏时的临界温度以及试验过程中玻璃的位移发展情况等,并在试验基础之上进行了玻璃面板在火灾高温下的破坏机理分析。研究结果表明:火灾高温条件下玻璃由于受热膨胀不均匀在表面产生的拉应力是其破坏的主要原因;单层钢化玻璃的破坏临界温度为520℃左右,而中空玻璃面板为450~550℃;玻璃面板承受的均布荷载将在玻璃内部产生荷载应力,并导致其面外变形增大。     

四边简支玻璃面板模爆法的试验研究

针对幕墙玻璃的结构特点,分别对四边简支的单片钢化玻璃面板、夹胶钢化玻璃面板和夹胶中空钢化玻璃面板进行了爆炸冲击荷载作用下的动力响应试验。试验研究了不同玻璃面板的破坏形式,以及不同爆炸冲击波的压力峰值和作用时间对玻璃面板破坏特征的影响。     

点支式夹层玻璃幕墙爆炸试验研究及有限元分析

为研究点支式夹层玻璃幕墙的抗爆性能,完成了2种夹层玻璃厚度、TNT装药量从0.4~30 kg的共9组野外爆炸试验,研究了不同装药量下的超压响应、玻璃幕墙的位移响应和破坏模式。系列爆炸试验结果表明,爆炸发生后超压迅速升至峰值,并在几毫秒内衰减;夹层玻璃的位移响应随着TNT装药量的增加而增大,增加玻璃厚度可有效降低夹层玻璃的位移响应;点支式玻璃幕墙的破坏模式为PVB夹层在点支孔处撕裂从而导致玻璃面板破坏,此时钢化玻璃已碎成颗粒附着在PVB上,但不发生飞溅。同时,采用动力非线性有限元方法分析爆炸试验,有限元模拟获得的中心点最大位移与试验结果差别在35%内;有限元分析发现玻璃面板在点支孔处有明显的应力集中现象,从而导致点支孔处发生破坏,所得破坏模式与试验结果一致。     

点支式钢化玻璃在循环荷载下的试验研究

为研究四点支承玻璃面板在循环荷载下的力学性能,对11块采用浮头式驳接头连接方式的钢化玻璃面板,进行施加面外均布循环荷载的破坏试验,对整个循环荷载作用下玻璃面板关键点的动静态应力变化进行测量。试验表明,钢化玻璃在循环荷载作用下的荷载-应力呈线性关系,随着循环次数的增加,板内应力略有变化,表现为高脆性破坏。     

点支式中空和夹层玻璃承载性能的试验研究

本文分别对点支式中空和夹层玻璃进行了承载性能试验,得出了点支式中空和夹层玻璃的荷载-位移及荷载-应力曲线以及点支式夹层玻璃在一定荷载作用下位移和应力随时间变化的关系曲线。试验结果表明:点支式中空玻璃和夹层玻璃随着荷载的增加,荷载-位移、荷载-应力变化曲线接近于线性;现行国家规程关于点支式中空玻璃和夹层玻璃位移和应力的计算值大于试验值,偏于保守。对规程有关点支式中空玻璃和夹层玻璃厚度取值的问题做进一步探讨是完全必要的;点支式夹层玻璃的位移和应力受荷载持续时间的影响较大。本文的试验结果可为规程的修订和工程设计提供参考。     

某超高层建筑玻璃幕墙层间防火试验研究

结合某超高层建筑的玻璃幕墙层间防火设计,搭建6层实体试验平台,开展实体火灾试验研究。着火房间位于试验平台首层,火灾荷载为900 MW/m~2,火源功率约6 MW。结果表明,着火后约21~23 min,着火层幕墙的中空夹胶玻璃完全破裂脱落;从着火层溢出的火焰和烟气使上层幕墙外侧的双层夹胶半钢化玻璃出现裂缝,但玻璃未出现整体破裂或脱落,着火房间上层室内未出现明显过火及高温烟气窜入。试验中幕墙层间防火构造可有效防止火灾沿幕墙与楼板的结合处向上蔓延。     

点支式玻璃幕墙设计

点支式玻璃幕墙的玻璃面板由支承点支承,支承点通过玻璃上的圆洞与玻璃连结,有钢爪式等几种连接方法。面板玻璃须采用钢化玻璃,支承钢结构包括单杆式及空腹桁架等４种。面板计算包括应力和挠度的计算。在更复杂的支承条件下,板的弯矩与挠度可采用ＳＡＰ等程序计算。     

点支式结构的中空及夹层玻璃设计方法研究

现行点支式玻璃幕墙规程规定，对于双层中空及夹层玻璃的位移、应力采用等效厚度法计算。通过分析，研究该计算方法存在的问题，从中空及夹层玻璃板的承载特点出发，结合试验与数值计算的结果，给出了点支式中空及夹层玻璃板在垂直荷载作用下的应力、挠度的计算方法。该法简便易行，且计算结果与试验结果非常接近。     

局部荷载作用下钢化夹胶玻璃板极限承载力研究

对四边简支钢化夹胶玻璃板在局部均布荷载作用下的力学性能进行试验研究.以单层钢化玻璃厚度、支承端长度和加载端长度为变量共设置64个试件.测得试件在局部均布荷载作用下的荷载-挠度曲线及板内应力分布情况.随着加载端长度的增加试件破坏模式发生改变,不同破坏模式对应试件的极限荷载区别较大.试件应力分布情况与弹性板受弯时规律基本一...     

喷淋保护有效及失效情况下玻璃幕墙层间防火对比试验研究

采用装配式钢结构框架搭建6 层幕墙防火测试平台,考虑喷淋保护有效及失效等多种工况,对玻璃幕墙层间防火系统开展实体火灾试验研究。结果表明,在未安装喷淋系统喷淋失效试验工况中,着火房间的幕墙外侧中空夹胶玻璃在20～23 min陆续破裂脱落,着火上层幕墙玻璃外侧下沿的最高温度约700 ℃,高温导致上层房间幕墙外侧的双层夹胶半钢化玻璃出现裂缝,但未出现整体破裂或脱落。着火上层室内未出现明显过火及高温烟气窜入,说明层间防火构造可有效防止火灾沿幕墙与楼板的结合处向上蔓延。在距幕墙水平距离0.9 m 位置设下垂型喷头,在自动喷水灭火系统自动或手动开启的2 种工况条件下,均可对幕墙周围的火源进行有效抑制,并对幕墙玻璃和铝合金框架提供保护。着火房间内的幕墙玻璃未完全破裂脱落,火势不会蔓延至着火房间上层。     

APDL参数化有限元分析技术在点支式玻璃幕墙设计中的应用

根据我国设计规范,利用ANSYS提供的参数化设计语言APDL（ANSYS Parameter Design Language）编制用户宏程序对点支式玻璃幕墙进行计算与分析.程序实现了典型的二点、四点和六点支承玻璃幕墙带孔玻璃面板在不同约束条件下的承载性能的有限元计算功能.本文还给出了六点支承玻璃面板在风荷载和水平地震作用综合效应下的受力与变形的计算示例,供有关设计人员参考.     

点式玻璃幕墙面板承载力及变形性能的有限元分析

通过有限元数值模拟点支式玻璃板在风荷载及地震荷载作用下的承载力和变形性能,考虑玻璃面板厚度和孔心边距等因素的影响,并将分析结果与理论计算结果进行对比,验证有限元模拟结果的有效性。     

受火后钢筋RPC简支梁受力性能试验研究

为了研究受火后活性粉末混凝土(RPC)构件的力学行为及其变形性能,完成5根受火后钢筋RPC简支梁受弯试验,获得了梁的正截面剩余承载力、荷载 跨中位移曲线及裂缝发展规律,考察了配筋率、荷载水平、受火时间等因素对受火后钢筋RPC简支梁受力性能的影响,并将试验结果与常温下受力性能进行对比分析。结果表明：配筋率为220%~5.13%、受火时间135min时,受火后钢筋RPC简支梁均保持为适筋破坏,且配筋率越大,剩余承载力越高,荷载水平越高、受火时间越长,剩余承载力越低;通过简化计算模型得到受火后钢筋RPC简支梁正截面剩余承载力计算值,与试验值吻合较好;受火后配筋率不低于3.94%的各试验梁剩余承载力与常温下相比降低了10%左右,钢筋RPC简支梁受明火作用后的承载力损失较小。     

爆炸作用下夹层玻璃幕墙动力响应试验研究

为研究夹层玻璃在爆炸作用下的动力响应特征,对四边简支夹层玻璃面板进行了爆炸作用试验研究。试验按3个爆炸等级进行,研究了夹层玻璃面板在不同爆炸当量下的动力响应特征和破坏形态。试验表明：爆炸作用后冲击波的超压迅速升至峰值,并在数十毫秒内逐渐衰减,夹层玻璃的位移和应力随爆炸等级的增加而增大;在爆炸作用下,玻璃面板开始碎裂时裂纹在中心处呈环状,并由中心向四周均匀扩散,整个裂纹呈放射状展开,随着爆炸等级的增加,最终呈撕裂状破坏,钢化玻璃破碎为颗粒附着在PVB胶层上,没有发生飞溅。同时运用LS-DYNA有限元分析软件对试验模型进行了数值分析,分析所得玻璃面板的中心点最大位移与试验结果差别为38.7%,最大应力与试验结果的差别为20%,所得破坏模式与试验结果相吻合,表明数值模拟方法可靠。     

隐框玻璃幕墙硅酮结构胶粘结厚度设计方法

针对《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ 102—2003）中隐框玻璃幕墙硅酮结构胶厚度计算公式中的不合理性,在试验研究的基础上,通过有限元分析和理论推导,揭示了隐框玻璃幕墙硅酮结构胶在主体结构侧移下的变形机理,将隐框玻璃幕墙硅酮结构胶厚度计算公式进行修正。结果表明:在主体结构发生层间侧移时,玻璃面板在硅酮结构胶的带动作用下会发生转动,硅酮结构胶只承担主体结构层间侧移的一小部分;硅酮结构胶剪切位移折减系数取值应在0.45～0.50之间;所得结论可为中国隐框玻璃幕墙硅酮结构胶的设计和性能评估提供重要指导。     

火灾下大跨度弦支穹顶结构的性能分析

基于实用大空间火灾空气升温经验公式及预应力钢结构材料高温力学模型,采用考虑时间积分效应的非线性有限元数值分析法,建立了用于大跨度弦支穹顶结构抗火性能分析的数值模型。通过对大跨度弦支穹顶结构的抗火分析,研究结构的温度场分布、位移和应力特征以及支座约束条件对结构抗火的影响。分析结果表明:在火灾作用下,大跨度弦支穹顶结构具有较好的抗火性能,结构的抗火薄弱区域位于上层网壳的中心区域;火灾下引起弦支穹顶结构产生较大变形的主要原因是环向约束作用、材料升温膨胀以及结构刚度的降低。     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土装配式组合楼板受火试验研究

为研究由冷弯卷边H形开孔薄壁钢梁和预制轻骨料混凝土板形成的装配式组合楼板的受火性能,对6个两端简支组合楼板试件开展了高温下试验研究,得到了试件的温度及位移响应。研究结果表明：在等效均布荷载2.0 kN/m²及最高炉温为600℃的烃类火灾作用下,以轻骨料混凝土及腹板开孔薄壁钢梁形成装配式组合楼板具有良好的抗火性能,组合楼板的跨中挠度最大为L/44（L为组合楼板跨度）时,试件仍保持良好的整体性;主钢梁腹板开孔直径与分布形式对组合楼板的整体抗火性能均有显著影响,为减小组合楼板高温下的位移响应,对主钢梁腹板的开孔宜优选孔径大、数量少的分布形式;抗剪键数量对组合楼板抗火性能的响应影响远大于对预制板类型的影响。