基于固有频率变化的框支承玻璃幕墙安全评估.docx

基于固有频率变化的框支承玻璃幕墙安全评估刘小根,包亦望(中国建筑材料科学研究总院绿色建材国家重点实验室,北京100086)摘要:针对幕墙玻璃易突发性脱落并导致城市灾难事故的问题,提出一种通过测试幕墙玻璃的固有频率来识别框支承玻璃幕墙支承结构松动损伤程度的方法.研究了四边夹支玻璃幕墙在其支承结构体系出现松动损伤后幕墙玻璃固有频率的变化规律.试验结果表明,幕墙玻璃的固有频率随其边界支承松动而不断衰降,且分布在玻璃边界四边固支与四边简支所对应的频率区间内.结合矩形薄板边界约束与其动态参数关系,建立起一套以幕墙玻璃固有频率变化来评价框支承玻璃幕墙支承结构松动损伤及玻璃脱落风险的标准,形成了一种可以现场检测既有框支承玻璃幕墙安全性能的简便方法.关键词:玻璃幕墙;脱落;可靠性;评估标准;固有频率;安全频率区间;安全等级;现场检测中图分类号:TU323文献标志码:ASafetyevaluationforframesupportedglasscurtainwallbasedonnaturalfrequencychangeLIUXiao2gen,BAOYi2wang(StateKeyLaboratoryofGreenBuildingMaterials,ChinaBuildingMaterialAcademy,Beijing100086,China)Abstract:Aimingattheproblemsconcerningcitydisastersandaccidentscausedbythesuddenfallingofcurtainwallglass,amethodthatcouldidentifytheloosenessdamagedegreeofframesupportedglasscurtainwallsupportingstructurethroughtestingthenaturalfrequencyofcurtainwallglasswasproposed.Thechangeruleinthenaturalfrequencyofcurtainwallglasswasstudiedwhenthesupportingstructuresystemofthefour2edgeclampedglasscurtainwalloccurredtheloosenessdamage.Theresultsindicatethatthenaturalfrequencyofcurtainwallglassdegradescontinuallywiththeboundarysupportinglooseness,anddistributesinthecorrespondingfrequencyintervaloffourfixedlysupportedandfoursimplysupportededgesattheglassboundary.Incombinationwiththerelationshipbetweentheboundaryconstraintsanddynamicparametersofrectangularthinplate,asetofcriteriontoevaluateboththeloosenessdamageofframesupportedglasscurtainwallsupportingstructureandtheriskofglassfallingbasedonthenaturalfrequencychangeofcurtainwallglasswasestablished.Asimpleandconvenientmethodthatcanachievethefielddetectionforthesafetyoftheexistingframesupportedglasscurtainwallhasbeendeveloped.Keywords:glasscurtainwall;falling;reliability;evaluationcriterion;naturalfrequency;safetyfrequencyinterval;safetylevel;fielddetection我国是最大的玻璃幕墙生产与使用国,然而,伴随着玻璃幕墙使用量的增多及服役年限的增加,设计、施工存在的问题及幕墙支承结构材料的性能退化和玻璃本身缺陷等因素,使得玻璃幕墙的质量问题越来越突出,幕墙玻璃突发破裂或坠落事故时有发生,严重威胁人们的生命财产安全.收稿日期:2010-05-06.基金项目:国家“973”计划资助项目(2009CB623103);北京市自然科学基金资助项目(2102047);国际科技合作专项资助项目(2010DF