中空夾層玻璃及其支承系統(tǒng)的  爆炸沖擊響應研究

玻璃幕墻已被廣泛應用于建筑結(jié)構中，但目前的設計主要針對靜力荷載，對可能發(fā)生的爆炸等意外事件所產(chǎn)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(shù)值分析時，多數(shù)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(jié)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(tǒng)上更為明顯，導致數(shù)值分析難以精確地模擬結(jié)構系統(tǒng)在沖擊荷載作用下的響應。為此，對一玻璃幕墻系統(tǒng)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(nèi)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(jié)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(tài)和裂紋動態(tài)擴展與試驗結(jié)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(jié)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(tǒng)整體位移過大而發(fā)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(qū)域發(fā)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(shù)值分析時則應充分考慮支承系統(tǒng)各元件的影響。