单层索网玻璃幕墙的地震作用分析研究.pdfVIP

第八届全因现代结构T程学术研讨会 清华大学王元清等参考北京新保利人厦二期T程的点支式玻璃幕墙单层索网进行了1：10比例模型试验分 析，研究索预应力和玻璃刚度对索删幕墙承载性能的影响c1)【2】；利用ANSYS有限元软件建立了玻璃和索嘲共同 工作的模型，对不同的节点约束能力下索网梁墙承载性能的影响斟素进行参数分析[3】。哈尔滨_T业大学冯若强， 武岳等对玻璃与索嘲协同T作的机珲进行了分析，采用模型试验的方法对，提出了单层索网玻璃幕墙结构考虑玻 璃与索的协同工作的理论模型并得到了试验的验证【4】，并对考虑玻璃参与工作的单层索网玻璃幕墙结构静力性能 进行了相关研究(5)。 (二)动力特性研究现状 目前，索网结构体系的动力特性研究方法辛要有两种(6】，其一为将索网视为无剪切刚度的薄膜的连续化理论， 另一种即基于总势能最小原理的离散方法。清华大学的吴婀咐等利用Rayleigh法的线性化方法近似的求得索网 的线性堆频，采用连续化理论推导了单层索网体系的第一1二阶非线性自振频率公式，并用瞬态分析进行r验证∽； 利用ANSYS进行了模态分析得出了单层索网这种柔性结构的自振特性及其随预应力的变化趋势咖；通过白编的 有限元程序对索网的预应力和几何非线性对索删的动力特性影响的协『口]性作了深入研究19】；此外还通过有限元和 试验研究了玻璃与索网之间不同节点约束，预应力对平面索网体系动力特忭的影响[10】(111。冯若强等采用谐波平 衡法给出了非线性频率的表达式，提出了等价线性刚度的取’法(12)：比并针对玻璃与索网的协同工作的动力性能 进行了研究【13)。彭万珍(14l利用ANSYS采用于空问迭代法对单层索网的自振特性进行了参数分析。 (三)抗风性能研究现状 ’ 清华大学石永久等以线性自|日Jpl模型模拟脉动风速，采JH随机模型时程分析方法计算索网的风振响应，探讨 了考虑不同脉动风速空间相干函数对分析结构风振响应的影响(151；以索列在平均风荷载作用FN达的新平衡位 置为幕准，采用频域法分析了组合振型的选择、模态间的耦合效应等问题对索嘲结构风振响应的影响(16)；通过 改变主体结构、索网结构特十牛及两者的相对位置等多种方式，研究索嘲和主体结构共同T作时的风振响应特性 (17)；采用第一阶振型惯性力近似表达脉动风对应的等效风振力，推导了单层索网结构等效静力风荷载的解析表 达形式．并给出了相应的衍载风振系数的显式表达式(1 BJ。々马若强等对单层平面索网幕墙结构的风激动力性能采 用随机振动理论的模态叠加频域方法进行了分析，并提出r其抗震致计方法(19)㈣。· (四)抗震性能研究 现行设计规范采取r一种简化的抗震设计方法及相关参数取值，没有充分考虑索嘲结构的受力特征。实际上 璃幕墙在地震作m-Fl筝／设计方法还有待完善。本文在讨论索网结构基本设计和计算方法的基础上，对索网结构抗 震设计的基本方法进行了总结分析，提出了需要进一步研究解决的关键问题。 二、索网幕墙结构设计分析一般要点 索网幕墙结构∞结构设计应该在建筑结构设讣基本原则的总体框架下进行，并考虑单层索网玻璃幕墙支承结 构的独特性。将其具体特征与建筑结构设计的基本原则卡H结合。目前，对玻璃幕墙结构设计依然采用的是玻璃面 板和支承结构的非耦合分析。即不考虑玻璃lfIi板与支承结构的协同作用。其设汁分为承载能力极限状态设计(分 别考虑有无地震作用组合)和正常使用极限状态设计2“．具体为： 无地震作川组合承载力验算： ％S≤R (1) 有地震作用组合承载力验算： SE≤R／‰ (2) 挠度验算： dfsd|‰ (3) 应力松弛验算： q0 (4) 其中，S和分别为无地震作用和有地震作用的荷载效应基本组合的设计值：厅为构件抗力设计值；怖为结 构构件重要性系数(应不小于1．0)：库为结构构件抗震承载力抗震调整系数(应取1．O)。耐为风荷载或永久荷 载标准组合卜|产生的挠度：a}．。为变形限值，可取1／50““”