背栓式玻璃幕墙及其支承体系的承载性能研究

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玻璃幕墙作为建筑外墙结构,在现今建筑中应用较为广泛。最近几年来,玻璃、金属等材料科学和制造工艺技术的飞速发展,促使了点支玻璃幕墙的研发以及广泛应用。点支玻璃幕墙以其新颖、通透的特点颇受建筑师的青睐。点支玻璃幕墙的分类方式有多种,按照玻璃面板与支承构件的连接形式,可以划分为补钉式连接、浮头式点连接、沉头式点连接和背栓式点连接四大类。对于背栓式点连接玻璃幕墙的研究在国内刚刚起步。本文针对背栓式点连接玻璃幕墙的玻璃面板和支承体系做了以下几点工作:(1)使用ANSYS有限元软件建立了带紧固件(后切式锚栓)的背栓式玻璃面板有限元模型,考虑了玻璃面板与紧固件的非线性接触问题,对玻璃面板进行了承载力计算分析,研究了安装胀应力、玻璃面板开孔直径、锚固深度、玻璃板厚度等参数对玻璃面板承载性能的影响;(2)考虑了玻璃厚度和拓孔直径对玻璃面板承载力的影响,拟合出玻璃面板承载力计算公式;(3)采用SAP2000有限元软件建立了管桁架、索桁架两种典型支承体系有限元模型,进行了静力计算分析。比较分析了这两种支承体系在各种荷载工况下的内力和变形;(4)采用SAP2000有限元软件对管桁架、索桁架两种支承体系的自振频率、有效质量系数等动力特性进行了分析;对比分析了两种支承体系的自振振型的成因;考虑了初始应变、玻璃质量、矢高等因素对支承体系自振性能的影响。
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