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自1994年美国北岭地震、1995年日本阪神地震起,玻璃幕墙震害开始引起工程抗震设计研究人员关注,然而在我国2008年的汶川地震中却鲜有发现玻璃围护结构震害,这一度使我国工程抗震界形成了我国的玻璃围护结构抗震设计相当安全可靠的印象。时隔十年,在2017年8月8日的九寨沟7.0级地震中,却发现了玻璃幕墙及玻璃屋顶严重破坏且导致生命财产遭受重大损失的案例。因此,十分有必要对作为现代化都市重要建筑特征的玻璃围护结构的安全问题重新审视。本文从玻璃围护结构的基本构造单元入手,针对其在地震作用下的破坏机理及其非线性数值模拟方法开展研究,具有重要的理论意义和工程应用价值。主要研究内容包括如下三个方面:1.文献综述及玻璃围护结构基本单元力学特征分析。在系统梳理钢结构建筑最常用的点支式玻璃幕墙围护结构体系基础上,分别研究了玻璃幕墙基本构成单元各组成部分的力学性能,通过非线性屈曲分析得到了玻璃面板的面内应力分布规律,通过理论推导得到金属连接件活动空隙给点支式玻璃幕墙带来的可适应的层间位移量公式。2.以九寨沟地震中某酒店钢结构建筑为例,系统地分析总结了玻璃围护结构的震害特征规律。总结了某酒店大堂结构在九寨沟地震中的震害情况,统计了该大堂结构采光顶和玻璃幕墙结构的破坏,分析了破坏特征规律,指出该结构震例的玻璃围护结构破坏规律呈现出一定的对称性和结构上的必然性。3.给出了一种玻璃围护结构与建筑主体结构一体化分析的快速非线性有限元数值模拟分析方法,合理地解释了案例钢结构建筑玻璃围护结构的震害机理,以实际震害验证了数值模拟方法的可靠性。以九寨沟地震玻璃围护结构破损严重的某酒店钢结构建筑为例,利用SAP2000软件,建立了有限元数值分析模型,从实际强震动记录特征分析入手,针对案例结构采光顶和立面点支式玻璃幕墙震害机理解释,给出了玻璃围护结构与建筑主体结构一体化分析的有限元数值模拟方法。分析结果表明,案例结构采光顶破坏的直接原因为局部振型突出导致玻璃面板绝对加速度过大,致使玻璃面板局部破坏;建筑四面点支式玻璃幕墙破坏的直接原因为层间位移过大,以及部分支撑结构破坏,引发玻璃面板面内挤压剪切变形破坏;同时,因钢结构本身及玻璃幕墙围护体系阻尼过小,结构多阶局部振型频率与地震动卓越频率接近,致使结构局部振动明显,发生类共振现象,成为玻璃围护结构破坏的重要原因。