中空夾層玻璃及其支承系統的 爆炸沖擊響應研究
玻璃幕墻已被廣泛應用于建筑結構中,但目前的設計主要針對靜力荷載,對可能發生的爆炸等意外事件所產生的沖擊荷載作用尚缺乏可靠研究。對爆炸沖擊下的玻璃進行數值分析時,多數研究模型將邊界條件過度簡化,使玻璃面板直接承受爆炸沖擊,忽略了支承體系中諸如框架、墊片、結構膠、滑移塊等元件的緩沖作用。這種差異在中空夾層玻璃系統上更為明顯,導致數值分析難以精確地模擬結構系統在沖擊荷載作用下的響應。為此,對一玻璃幕墻系統進行足尺爆炸沖擊試驗研究,并采用LS-DYNA軟件進行了精細化建模,考慮支承體系內的各元件作用及元件之間的接觸行為,以及各元件對玻璃的夾緊力作用等因素。分析結果表明,相比于簡化邊界條件的模型,考慮多要素的框架模型得出的玻璃面板撓度及速度時程曲線、能量傳遞等更加合理,且裂紋模態和裂紋動態擴展與試驗結果更加吻合。爆炸沖擊下中空夾層玻璃的兩種常用簡化分析模型均不能獲得準確的結果:簡化的夾板支承模型缺少必要的約束條件,導致玻璃系統整體位移過大而發生破壞;簡支模型則約束過強,會導致玻璃應力增大,尤其會在邊界區域發生更多的強度破壞。因此,設計抗爆玻璃時應重視緩沖體系的設計,在數值分析時則應充分考慮支承系統各元件的影響。
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