点支式玻璃幕墙玻璃面板的力学性能分析及工程应用

论文摘要

点支式玻璃幕墙由于具有视野开阔、采光性好、建筑效果美观等优点,在我国建筑工程中的运用越来越广泛。但业界对于点支式玻璃幕墙的研究却相对滞后,尤其是六点支承玻璃面板的研究落后于工程的实际应用,我国现行的玻璃幕墙相关规范和规程均未给出六点支承夹层玻璃面板在荷载作用下的最大挠度和应力的计算公式。本文对六点支承夹层玻璃面板的力学性能进行了较为深入的研究,主要研究结论和成果如下:1、通过大量的有限元模型计算分析得知:玻璃面板的长跨与短跨之比、玻璃的厚度和孔边距对玻璃面板承载后的最大挠度和应力都有较为明显的影响,而PVB材料的厚度对最大挠度和应力几乎没有影响。2、提出了六点支承夹层玻璃面板在荷载作用下最大挠度和应力计算的修正公式。通过对比分析四点支承和六点支承夹层玻璃面板有限元模型的计算结果得出:四点支承和六点支承夹层玻璃面板的最大挠度和应力随着各影响参数变化的规律是相似的;但四点支承玻璃面板长边中点的挠度和应力比六点支承玻璃面板长边中点的挠度和应力有较为明显的增大。因此,规范给出的四点支承夹层玻璃面板的挠度和应力计算公式可以用于六点支承夹层玻璃面板,但必须进行相应地修正。3、通过大量有限元模型的计算分析,总结出了修正系数速查表格。结合本文提出的修正公式,设计者可以方便、快捷、准确地计算出六点支承夹层玻璃面板在荷载作用下的最大挠度和应力,避免了建立有限元模型进行分析计算,从而有效地减少了幕墙设计者的工作量。4、通过对两个工程实例计算,验证了修正公式和修正系数速查表格可以满足实际工程计算的精度要求。本文最后结合武汉某大剧院的幕墙工程,提出了单层索网点支式玻璃幕墙安全有效的施工方案,总结出了点支式玻璃幕墙施工的注意事项,为点支式玻璃幕墙的施工方案的设计提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 玻璃幕墙结构概述
• 1.1.1 玻璃幕墙的发展与研究现状
• 1.1.2 玻璃幕墙在我国的应用现状
• 1.2 点支式玻璃幕墙概述
• 1.2.1 点支式玻璃幕墙发展历程
• 1.2.2 点支式玻璃幕墙的结构形式
• 1.2.3 点支式玻璃幕墙的特点
• 1.2.4 点支式玻璃幕墙的主要组成部分
• 1.2.5 国内对点支式玻璃幕墙的研究情况
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 点支式玻璃幕墙的玻璃面板及其设计方法
• 2.1 引言
• 2.2 玻璃的基本知识
• 2.2.1 玻璃的基本性质
• 2.2.2 玻璃的断裂
• 2.3 点支式玻璃幕墙玻璃面板的种类与选用
• 2.3.1 玻璃板材的选择
• 2.3.2 钢化玻璃
• 2.3.3 夹层玻璃
• 2.3.4 中空玻璃
• 2.4 点支式玻璃幕墙玻璃面板的计算理论和设计方法
• 2.4.1 计算理论
• 2.4.2 设计方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 六点支承玻璃面板静力性能分析
• 3.1 本章研究目的与方法
• 3.1.1 研究目的
• 3.1.2 研究方法
• 3.2 薄板弯曲问题的有限元理论
• 3.2.1 薄板受弯分析的假设和基本方程
• 3.2.2 六点支承玻璃面板解析方法的计算模型
• 3.2.3 六点支承玻璃面板计算边界条件的确定
• 3.2.4 六点支承玻璃面板的解析公式
• 3.3 六点支承夹层玻璃有限元分析
• 3.3.1 玻璃面板分析的有限单元法
• 3.3.2 点支式夹层玻璃面板的有限元分析
• 3.3.3 四点支承与六点支承玻璃面板的比较分析
• 3.4 六点支承夹层玻璃面板的实用公式及系数表格
• 3.5 本章小结
• 第四章 工程实例计算及施工控制
• 4.1 引言
• 4.2 工程实例计算
• 4.2.1 工程实例 1
• 4.2.2 工程实例 2
• 4.2.3 结论
• 4.3 点支式玻璃幕墙的施工控制
• 4.3.1 点支式玻璃幕墙的施工工艺流程
• 4.3.2 某工程单层索网玻璃幕墙的施工方案
• 4.3.3 单层索网玻璃幕墙的施工控制
• 4.3.4 点支式玻璃幕墙施工中应注意的事项
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与后续工作
• 5.1 结论
• 5.2 后续工作与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研及论文发表情况