点支承幕墙玻璃破裂故障分析..docVIP

点支承幕墙玻璃破裂故障分析 发布时间：2010-02-25 【作 者】：龙文志 【摘 要】：本文从点支承幕墙玻璃破裂故瘴出发，系统阐述了点支承幕墙玻璃破裂故障多于其它玻璃幕墙的原因，提出了点支承玻璃幕墙设计时，除对玻璃面板的大面应力进行计算分析外，同时也应该对玻璃孔边应力进行设计分析；为了降低玻璃孔边应力，减少点式玻璃幕墙破裂故障，确保点式玻璃幕墙破结构的安全，本文提出了八点参考建议及措施。 【关键字】：孔边应力、侧面强度、玻璃断裂力学、适应变形、钻孔工艺、H形接驳爪、意外破碎。 ? ????1.点支承玻璃破裂故障多与其他玻璃幕墙　　1.1点支承玻璃故障频频不断 下面是一些故障照片： ??? 1.2点式幕墙玻璃破裂大多是从玻璃接驳爪孔引发： ? ??? 1.3点支承玻璃破裂故障多于其它玻璃幕墙的原因：　　　1.3.1忽略了孔边局部应力的分析。　　目前点式幕墙的玻璃面板按照《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102一2003仅对玻璃进行大面强度计算，忽略了孔边局部应力的分析。　　1.3.2忽略玻璃易碎性和对轻微缺陷的敏感性。　　1.3.3孔边局部应力与孔径、孔边距、孔边支承条件、孔加工及安装工艺、金属连接件及其支承体的连接状况等有关因素考虑不够。 　2.玻璃孔边的荷载计算以及孔边应力分析　　2.1在极限荷载情况下，索析架上可能产生最大4anim的挠曲，这种变形造成玻璃与其支撑点之间的角度变化。若玻璃阻止变形，则孔周围的玻璃就要承受弯曲荷载。实际上孔是悬吊玻璃结构的最敏感的部位，因它是玻璃及其悬吊连接体系汇合的地方，所有荷载还有玻璃自重及外部荷载(风载、冲击等)都集中在孔周围的区域。从图1z的孔边局部应力的分析示意图可看出，点支承玻璃孔边局部应力大于面板应力。现以图13所示玻璃模型为例，利用确限元软件ansys，对其大面应力及局部应力进行分析计算。 ? ??? 2.2玻璃模型的建立??? 以图13所示玻璃模型：玻璃选用12+2 28PVB+12mm夹胶钢化玻璃，分格尺寸为：2250X3000mm。??? 2.3玻璃大面应力分析??? 以图13所示玻璃为例，垂直面板的均布荷载为：W＝19484（Kn/mm2），通过有限元软件ansys计算可知，玻璃面板的最大应力Amax＝45.9N/mm2，如图10-17所示（施加荷载及选用单元等忽略）。??? 根据规范JGJ102一7003，12mm钢化玻璃的大面强度设计值为f=84(N/mm2，由此可知,在本列中玻璃的强度满足设计要求。 ? ??? 2.4作用在玻璃的各种荷载转换为玻璃孔边集中力的情况?　　作用在玻璃上的各种荷载有可能转换为玻璃孔边的集中力，其主要包括以下三种情况(H向为垂直于玻璃面板方向，V向为平行于玻璃面板方向):　　a]玻璃的自重荷载转换为玻璃孔边的V方向集中力。　　b]作用在玻璃的风荷载转换为玻璃孔边的H方向集中力。　　c)幕墙玻璃平面外地震作用转换为玻璃孔边的I-I方向集中力。　　　假定作用在同一块玻璃上各支承点的荷载均相同，则作用在玻璃上的各种荷载和作用转换成玻璃孔边的集中力的计算公式如2－1?????????????? P＝（qxA）/n???????????? (2-1)??? 其中P作用在玻璃孔边的集中荷载或作用（N），分a),b),c)三种情况；??? Q作用在玻璃上的面荷载或作用作用（N/mm2），分a),b),c)三种情况；??? A：一块玻璃面积（mm2）??? N：一块玻璃上所用不锈钢爪的个数。 　　2.5玻璃孔边集中力转换为玻璃孔边作用面的面荷载　　作用在玻璃上的各种荷载有可能转换为玻璃孔边的集中力，而玻璃孔边集中力又会转换为作用面的面荷载，其计算公式如2－2:　?????????????? W=P/A?????????????????? （2-2）??? 式中P—作用在玻璃孔边的集中力（N）。??????? W--作用在玻璃孔边作用面的面荷载（N/mm2）??????? A—外片玻璃孔边荷载作用面的投影面积（mm2）。 　　2.6玻璃孔边应力分析　　利用有限元软件I15Y5对沉头点支承玻璃孔边应力进行计算分析，其开孔处的荷载由外片玻璃承受。　　第一步，选取玻璃长边的1/4进行计算分析。选取部分的边界条件为四边支撑，玻璃沉孔的尺寸如图16所示，选取角部玻璃及玻璃开孔尺寸如图17所示。 ? ??? 第二步.利用ansys软件建立实体单元模型.如图18所示。　 ? ??? 第三步，分别计算图19所示各方向的集中力。 ? ? ? ? ? ?2.7本列中玻璃孔边侧面不满足设计要求 ? ????3.降低点式玻璃幕墙破裂故障的措施分析　　　3.1铰接装置位于