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题目:单层索网点支玻璃幕墙抗火设计方法

关键词:单层索网体系;整体不均匀升温;局部火灾下;节点约束模型;抗火设计方法

  摘要


  在幕墙结构被广泛应用的今天,国内外还未有对单层索网点支式玻璃幕墙结构的设计形成一套完整的、成体系的设计规范,幕墙结构的设计是幕墙结构工程师根据工程实际以及自身的经验而定。然而,单层索网点支式玻璃幕墙结构基本都应用在公共的大型建筑中,其结构安全性时刻关系着人们的生命财产安全,因此,发展单层索网点支式幕墙结构抗火设计方法的研究是十分紧迫的。针对这一现状,本文经过试验分析、数值模拟和理论推导等方式,研究了单层索网点支式玻璃幕墙结构的破坏规律,并给出了结构整体最终破坏极限时间等抗火设计方法。主要进行了以下研究工作:
  (1)进行钢化玻璃火灾高温试验,获得单块玻璃、夹胶玻璃和中空玻璃3种玻璃面板近火面及背火面温度、中心点位移、记录玻璃发生破裂时间,且观察玻璃破裂全过程和记录玻璃的最终破裂方式,分析出点支式双层玻璃火灾下的破坏机理。
  (2)在试验基础上对玻璃面板进行有限元模拟,以验证试验结果,同时保证ANSYS所建模型的合理性,为后续整体结构的模拟打下基础。
  (3)有限元模拟200多组单层索网点支式玻璃幕墙结构在整体不均匀升温和局部升温两种温度场中的破坏全过程,分析结构最大位移和拉索最大应力变化规律,描绘幕墙结构中玻璃面板的破坏顺序并进行破坏先后分区,标出每个破坏分区对应的时间段,给出幕墙结构整体破坏的极限破坏时间。
  (4)给出相关抗火设计建议以方便设计参考:建议采用1.5m×1.5m的幕墙玻璃面板网格、CPM2 K=1.0E3型节点约束以及20mm直径的钢索作为索网支承体系。