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根據試驗得出的各測點(diǎn)的位移計算鋁合金玻璃幕墻構件和中空玻璃中心點(diǎn)處的撓度。幕墻試驗構件中心點(diǎn)的撓度以及中空玻璃中心點(diǎn)的撓度隨壓力差的變化規律如圖3所示。從圖3可以看出,鋁合金玻璃幕墻構件中心點(diǎn)處的撓度隨著(zhù)壓力差的加大呈近似線(xiàn)性增加。正壓力差為1250Pa時(shí),構件中心點(diǎn)處的非常大撓度為6.01mm;相應的負壓力差作用下的構件非常大撓度為-6.34mm,二者相差5%。構件中的中空玻璃中心點(diǎn)處撓度也隨著(zhù)壓力差的加大呈近似線(xiàn)性增加的變化規律。非常大正壓力差作用下,中空玻璃中心點(diǎn)處的撓度為3.81mm,相應的負壓力差作用下的非常大撓度為-3.79mm,二者相差不到1%。
圖3試件和中空玻璃中心點(diǎn)撓度隨壓力差的變化規律
3.理論分析
3.1撓度計算
針對中空玻璃幕墻的特點(diǎn),由于其變形較小,一般小于玻璃的厚度。因而,可以采用《玻璃幕墻工程技術(shù)規范(JGJ102-2003)》中的小撓度計算理論來(lái)計算其跨中撓度。但是在確定其厚度時(shí),應采用等效厚度。中空玻璃構件的剛度可以按照下式確定:
式中,D為中空玻璃構件的剛度,E為玻璃的彈性模量,(N/mm2);te為中空玻璃的等效厚度,(mm);v為泊松比。中空玻璃的等效厚度t由下式計算:
式中,k為等效厚度系數,取k=0.95;t1和t2分別為各單片玻璃的厚度,(mm)。對于玻璃的跨中撓度,按照考慮幾何非線(xiàn)性(詞條“非線(xiàn)性”由行業(yè)大百科提供)的有限元方法計算,風(fēng)荷載作用下非常大撓度由下式計算:
式中,wk為垂直于玻璃幕墻平面的風(fēng)荷載標準值,(N/mm);a為玻璃短邊變長(cháng),(mm);μ為撓度系數,可由玻璃短邊與長(cháng)邊邊長(cháng)比按規范《玻璃幕墻工程技術(shù)規范(JGJ102-2003)》確定,η為折減系數,可由參數θ按照規范確定,且:
3.2試驗與理論結果對比分析
理論計算中,取玻璃的彈性模量為6.5×104N/mm2,泊松比取0.25。各層玻璃的厚度為6mm,玻璃短邊尺寸為1000mm,長(cháng)邊為1700mm。各級壓力差荷載作用下相應的參數和折減系數的計算結果見(jiàn)表1。
表1各級壓力差下的參數和折減系數
中空玻璃中心點(diǎn)處的撓度的理論解和試驗結果如圖4所示。由圖4可知,理論結果和試驗結果具有相同的變化規律,其撓度均隨著(zhù)壓力差的加大而近似呈線(xiàn)性增加。當壓力差為1250Pa時(shí),理論方法計算玻璃中心點(diǎn)處的非常大撓度為5.05mm,而相應的壓力差荷載作用下,試驗測得的中心點(diǎn)處非常大撓度為3.81mm。理論結果比相應條件下的試驗結果大25%。由此可知,現行的理論方法的計算結果偏于保守,利用該理論方法進(jìn)行中空玻璃幕墻的設計是偏于安全的。
圖4理論與試驗結果對比
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