四邊簡支夾層玻璃承載性能理論和試驗研究

本文進(jìn)行了點支式幕墻夾層玻璃承載性能的短期試驗和長期試驗,測得了點支式夾層玻璃的荷載-位移及荷栽-應(yīng)力曲線。并且得到了夾層玻璃在一定荷載作用下位移和應(yīng)力隨時間變化的關(guān)系曲線,分析了夾層玻璃的蠕變性能。試驗值與規(guī)范值的綜合分析表明現(xiàn)行規(guī)范對點支式夾層玻璃的設(shè)計計算偏于保守。本文工作為今后規(guī)程的進(jìn)一步完善和修訂做了一些探討。

通過拉伸試驗和剪切試驗,得到了pvb膠片的材料性能參數(shù),并通過受彎承載力試驗,研究夾層玻璃的受力特點,進(jìn)而分析pvb膠片的厚度、溫度變化對其承載能力的影響。試驗結(jié)果表明:膠片對夾層玻璃的受力性能有顯著影響,且膠片的粘結(jié)作用不能忽略,隨著溫度的升高,其承載力降低。運(yùn)用ansys有限元軟件對試驗?zāi)Ｐ偷氖芰π阅苓M(jìn)行數(shù)值模擬,有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。試驗結(jié)果和有限元分析結(jié)果均表明:現(xiàn)行國家規(guī)范關(guān)于夾層玻璃位移的計算值大于試驗值和有限元分析值,計算偏于保守。

夾層玻璃的承載力與其界面粘結(jié)的pvb膠片的抗剪強(qiáng)度密切相關(guān),通過pvb膠片剪切試驗,測定了不同厚度、不同溫度條件下pvb膠片的抗剪強(qiáng)度。結(jié)果表明:不同厚度的膠片,其對應(yīng)的剪切應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線不同,厚度大的膠片測得的剪切模量較小。溫度變化對膠片的剪切應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系影響較大,隨著溫度升高,pvb膠片的剪切模量迅速降低。通過對試驗數(shù)據(jù)的分析,得出了pvb膠片的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系式,給出了常溫和高溫下的pvb膠片的剪切模量值,為建立夾層玻璃的力學(xué)模型提供了重要的試驗依據(jù)。

針對幕墻玻璃的結(jié)構(gòu)特點,分別對四邊簡支的單片鋼化玻璃面板、夾膠鋼化玻璃面板和夾膠中空鋼化玻璃面板進(jìn)行了爆炸沖擊荷載作用下的動力響應(yīng)試驗。試驗研究了不同玻璃面板的破壞形式,以及不同爆炸沖擊波的壓力峰值和作用時間對玻璃面板破壞特征的影響。

夾層玻璃pvb層的剪切模量受時間、溫度影響較大,這給點支式夾層玻璃承載性能的計算帶來了一定的困難。本文采用有限差分法,計算了點支式夾層玻璃板位移的發(fā)展過程,計算得到的20℃下的位移曲線與試驗曲線較接近。夾層玻璃板的剪切變形較大,在設(shè)計中不可忽略;同時,現(xiàn)行規(guī)范不計pvb層的抗剪作用,設(shè)計結(jié)果過于保守。本文建議對國內(nèi)的點支夾層玻璃進(jìn)行相關(guān)試驗研究,根據(jù)剪切模量對夾層玻璃的承載性能進(jìn)行較可靠、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計。

點支式夾層玻璃具有良好的安全性能,當(dāng)與中空玻璃結(jié)合使用時可兼具節(jié)能、安全的特性?，F(xiàn)行規(guī)范尚未考慮夾層玻璃pvb夾層的抗剪作用,似乎顯得較為保守。本文從pvb層的性能出發(fā),使用有限元方法對點支式夾層玻璃板的受彎承載性能進(jìn)行了分析,數(shù)值計算與現(xiàn)有試驗結(jié)果吻合得較好。結(jié)果表明,在短期荷載作用下,規(guī)范設(shè)計方法顯得較保守,本文建議雖然在短期荷載作用下適當(dāng)?shù)目紤]pvb層的作用,但考慮幕墻工作環(huán)境,設(shè)計不宜考慮其貢獻(xiàn)。

點支中空玻璃的承載性能因為空氣夾層的存在而顯得比較復(fù)雜,目前相應(yīng)的設(shè)計和分析方法都還不多。重點介紹了四點支承雙層中空玻璃受彎承載性能的試驗過程,通過觀察、對比試驗結(jié)果,從其主要承載特點出發(fā),指出分析計算時可按抗彎剛度分配荷載,給出了合理的設(shè)計建議。

點支式中空夾層玻璃兼具良好的節(jié)能、安全性能,已得到了越來越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有關(guān)于點支式中空夾層玻璃板的研究還比較有限,國內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范尚未規(guī)定中空夾層玻璃的設(shè)計方法。從夾層玻璃、中空玻璃的受彎承載性能出發(fā),使用有限元方法對點支式中空夾層玻璃板的受彎承載性能進(jìn)行了分析,并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比。分析結(jié)果表明,點支式中空夾層玻璃在短期試驗中表現(xiàn)出典型的幾何線性特征,在長期持續(xù)荷載作用下位移有一定程度的增長,的有限元計算與試驗測值吻合得較好,證明將pvb材料視為線彈性體進(jìn)行計算是可行的。

玻璃板在風(fēng)荷載作用下易發(fā)生脆性疲勞破壞,研究其疲勞性能對實際玻璃幕墻設(shè)計有指導(dǎo)作用。該文對點支式單層和夾層玻璃板單元的足尺模型進(jìn)行了高頻疲勞試驗。在幕墻規(guī)范和靜載試驗的基礎(chǔ)上,確定了點支式玻璃的疲勞應(yīng)力幅值,以大面中心主應(yīng)力為控制應(yīng)力制定出疲勞荷載取值,對單層和夾層2組玻璃模型進(jìn)行了大面中心集中力單點加載疲勞試驗。結(jié)果表明:在疲勞循環(huán)200萬次后,試件及其連接均未出現(xiàn)斷裂。在疲勞加載后的靜載破壞試驗中發(fā)現(xiàn):2組玻璃的極限抗彎承載力幾乎沒有減弱。試驗表明:工程中應(yīng)用的單層和夾層點支式玻璃具有良好的抗疲勞性能。

夾板式夾層玻璃具有良好的安全性能,已得到了越來越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有關(guān)于夾板式夾層玻璃的研究還比較有限,國內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范尚未規(guī)定夾板式夾層玻璃的設(shè)計。本文從夾板式夾層玻璃的抗風(fēng)壓性能出發(fā),以某夾板式玻璃幕墻工程抗風(fēng)壓性能試驗為基礎(chǔ),研究了不同壓力差對夾板式夾層玻璃作用下的撓度分布規(guī)律,并將試驗結(jié)果與規(guī)范jgj102—2003的點式玻璃計算方式的結(jié)果進(jìn)行對比,并對夾板式夾層玻璃的撓度計算進(jìn)行了探討,為今后規(guī)范的進(jìn)一步完善、修訂及夾板式夾層玻璃在玻璃幕墻工程中的應(yīng)用提供了試驗依據(jù)。

為設(shè)計玻璃幕墻結(jié)構(gòu)中的六點支承玻璃板,研究其在面外均布荷載作用下的抗彎承載性能,進(jìn)行了試驗?zāi)M和有限元計算。使用工程中常用的玻璃板材料和緊固件,按照工程實際的安裝和支承形式,通過人工施加平面外均布荷載,測量了試件的應(yīng)力和撓度。試驗結(jié)果表明:玻璃板的應(yīng)力和撓度均隨著荷載的增加而線性增加,中孔邊應(yīng)力為玻璃板的控制應(yīng)力,最大撓度在跨中附近,厚板承受面外均布荷載的能力較強(qiáng)。未考慮大變形的有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合相對較好。

第四章夾層玻璃

點支承玻璃建筑體系在國內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛,但仍需要進(jìn)行大量的研究。本文以理論分析影響點式支承玻璃板承載性能的幾個重要因素:連接方式、連接情況、孔心邊距等為目的,通過有限元計算和實體結(jié)構(gòu)試驗研究的方法,著重對影響沉頭式點支承玻璃板承載性能的若干因素進(jìn)行了實測分析。分析結(jié)果表明,有限元分析與試驗結(jié)果符合得較好,證明了所采用的有限元計算模型的可靠性,并得出了在通常的點支玻璃工程中可采用100mm的孔心邊距等結(jié)論。

對點支式夾層玻璃板在均布荷載作用下的撓度進(jìn)行了計算,討論了孔邊距和內(nèi)外層玻璃厚度差對夾層玻璃板的變形性能的影響。在四邊簡支玻璃板最大撓度計算公式的基礎(chǔ)上,通過有限元計算,推導(dǎo)出了四點簡支夾層玻璃板的最大撓度計算公式。

夾層玻璃的性能及應(yīng)用 摘要：夾層玻璃是一種性能優(yōu)良的安全玻璃,它是由兩片或兩片以上的玻璃,中 間夾以聚乙烯醇縮丁醛(pvb)膠片,在一定的溫度和壓力下粘接而成的.它具有耐 光、耐熱、抗沖擊強(qiáng)度高等特點,廣泛應(yīng)用于汽車、火車、輪船、飛機(jī)等運(yùn)輸工 具及建筑方面.與傳統(tǒng)的普通玻璃相比,夾層玻璃在安全、保安防護(hù)、隔音及防輻 射等方面有著不可比擬的優(yōu)良性能 關(guān)鍵字：夾層玻璃、性能、應(yīng)用、強(qiáng)度等。 一、夾層玻璃的性能 夾層玻璃是由兩片或多片玻璃，之間夾了一層或多層有機(jī)聚合物中間膜，經(jīng) 過特殊的高溫預(yù)壓（或抽真空）及高溫高壓工藝處理后，使玻璃和中間膜永久粘 合為一體的復(fù)合玻璃產(chǎn)品。 常用的夾層玻璃中間膜有：pvb、sgp、eva、pu等。 此外，還有一些比較特殊的如彩色中間膜夾層玻璃、sgx類印刷中間膜夾層 玻璃、xir類low-e中間膜夾層玻璃等。內(nèi)嵌裝飾件（金屬網(wǎng)、金

夾層玻璃 夾層玻璃 夾層玻璃是由兩片或多片玻璃，之間夾了一層或多層有機(jī)聚合物中間膜，經(jīng)過特殊的高 溫預(yù)壓（或抽真空）及高溫高壓工藝處理后，使玻璃和中間膜永久粘合為一體的復(fù)合玻璃產(chǎn) 品。 常用的夾層玻璃中間膜有：pvb、sgp、eva、pu等。 此外，還有一些比較特殊的如彩色中間膜夾層玻璃、sgx類印刷中間膜夾層玻璃、xir 類low-e中間膜夾層玻璃等。內(nèi)嵌裝飾件（金屬網(wǎng)、金屬板等）夾層玻璃、內(nèi)嵌pet材料夾 層玻璃等裝飾及功能性夾層玻璃。 主要類型 根據(jù)中間膜的熔點不同，可分為：低溫夾層玻璃、高溫夾層玻璃、中空玻璃； 根據(jù)中間所夾材料不同，可分為：夾紙、夾布、夾植物、夾絲、夾絹、夾金屬絲等眾 多種類； 根據(jù)夾層間的粘接方法不同，可分為：混法夾層玻璃、干法夾層玻璃、中空夾層玻璃； 材料特性 玻璃即使碎裂，碎片也會被粘在薄膜上，破碎的玻璃表面仍保持整潔光滑。這就有效

夾層玻璃調(diào)研報告 概述 隨著時代的發(fā)展和社會的進(jìn)步，玻璃被越來越多的應(yīng)用到建筑市場上，夾 層玻璃作為建筑玻璃的一個優(yōu)良品種，以其獨特的性質(zhì)深受人們的青睞，在高層 建筑上的采光窗、采光頂、采光電梯等均被廣泛的應(yīng)用。 定義 夾層玻璃就是用透明的黏結(jié)材料將兩片或者兩片以上的玻璃牢固黏結(jié)在一 起的復(fù)合玻璃制品。夾層玻璃是一種安全玻璃，具有很高的抗沖擊和抗貫穿性能， 在受到?jīng)_擊破損時，一般情況下，外來撞擊物不會穿透，玻璃碎片也不會飛離膠 合層，而且還能保持一定的可見度，從而起到安全防護(hù)作用。夾層玻璃也叫層壓 安全玻璃或夾膠玻璃。 生產(chǎn)工藝 目前主流的夾層玻璃生產(chǎn)工藝主要分兩種:pvb膠片法(俗稱干法)和灌漿法(俗 稱濕法)。pvb膠片法是指在兩片(或多片)玻璃之間夾上pvb膠片,然后放置于高壓 釜中,在高壓釜內(nèi)的高溫高壓條件下壓合而成夾層玻璃的生產(chǎn)工藝.灌漿法是

現(xiàn)有的夾層結(jié)構(gòu)理論都是將夾芯視為軟夾芯,忽略了其面內(nèi)應(yīng)力分量和彎曲剛度。該理論不能滿足近年來出現(xiàn)的硬夾芯夾層結(jié)構(gòu)。對此,考慮了以上被忽略的因素,修正了reissner理論的軟夾芯假設(shè),提出了考慮夾芯面內(nèi)應(yīng)力分量和彎曲剛度的硬夾芯夾層板基本假設(shè)。根據(jù)最小勢能原理得到了硬夾芯夾層板彎曲的基本方程和邊界條件,給出了四邊簡支硬夾芯夾層板在橫向載荷下彎曲的解析解。另外本文還研究了硬夾芯夾層板彎曲問題的有限元法,推導(dǎo)了四節(jié)點四邊形等參單元的有限元列式,并用matlab編程求解了具體算例。

為了研究點支式玻璃建筑中鑄鋁支承件的承載性能,對3種典型鑄鋁支承件進(jìn)行了足尺模型試驗研究。按照實際工程中支承件的形式與尺寸制造模具,采用zl105-t1和zl111-t6這種鋁合金材料鑄造成足尺模型試件,借助萬能試驗機(jī)對試件進(jìn)行加載試驗,得出了試件的屈服荷載與極限荷載。根據(jù)試件的實際幾何尺寸與材料屬性,建立有限元模型對試驗過程進(jìn)行數(shù)值模擬。有限元分析結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)吻合良好,驗證了有限元模型的可靠性。試驗研究與有限元分析表明鑄鋁支承件的承載力較高,可以在實際工程中應(yīng)用。

封邊是防止夾層玻璃邊緣病變的技術(shù)措施。本研究提出一種封邊保護(hù)涂層,涂料用量少,固化快,適于生產(chǎn)線涂布,可顯著提高夾層玻璃的耐輻照性、耐濕性及耐熱性。

夾層玻璃 (3)

gb9962-1999夾層玻璃 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布1999.09.01發(fā)布2000.08.01實施 前言 本標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)內(nèi)容上等效采用日本標(biāo)準(zhǔn)jisr3205：1989《夾層玻璃》，并參考ansiz97.1：1984《建 筑用安全玻璃材料—安全玻璃性能規(guī)范和試驗方法》、iso/dis 標(biāo)準(zhǔn)是1988年版的第一次修訂，本次修訂內(nèi)容主要是： 在保留原有ⅰ、ⅲ類夾層玻璃的基礎(chǔ)上，增加ⅱ類夾層玻璃。增加可見光透射比、可見光反射比、耐濕 性、抗風(fēng)壓性能四項指標(biāo)，除耐濕性外，其他三項為推薦性指標(biāo)?？箾_擊性更名為落球沖擊剝離性能，抗穿 透性更名為霰彈袋沖擊性能。同時對一些試驗項目在技術(shù)要求和試驗方法上作了適當(dāng)修改。 修訂后的標(biāo)準(zhǔn)，耐輻照性、耐熱性、落球沖擊剝離性能等效于日本jisr3205，霰彈袋沖擊試驗部分采 用美國ansiz97.1要求，耐濕性試驗