中空夾層玻璃及其支承系統(tǒng)的  爆炸沖擊響應(yīng)研究

玻璃幕墻已被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中，但目前的設(shè)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(gòu)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(dǎo)致數(shù)值分析難以精確地模擬結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在沖擊荷載作用下的響應(yīng)。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(xì)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(zhǔn)確的結(jié)果：簡化的夾板支承模型缺少必要的約束條件，導(dǎo)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(dǎo)致玻璃應(yīng)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(shè)計抗爆玻璃時應(yīng)重視緩沖體系的設(shè)計，在數(shù)值分析時則應(yīng)充分考慮支承系統(tǒng)各元件的影響。