【硕士】建筑幕墙夹层玻璃热应力分析及其有限元模拟

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

内容简介

　　【学位年度】2008　　【摘要】　　 夹层玻璃是一种新兴建筑结构材料，它与一般的建材玻璃相比，除了不褪色、光亮鉴人、抗风化性强、经久耐用、价格便宜等众多优点外，还具有独特的多功能特性，如安全性、保安性、保温节能、控制噪音、调节阳光等，同时由于它坚固、适用性强，因而具有广阔的应用前景。 建筑幕墙玻璃板固定于建筑物室内外不同温度区域的界面，针对幕墙工程中温度剧烈变化的玻璃板，玻璃板中部与板边缘之间及板厚度方向上均有一定的温度梯度，且边界条件对自由膨胀所施加的限止，会使玻璃板产生很大的热应力。而我国现行《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ 102-2003)在其面板设计中仅考虑了风荷载和地震荷载的作用，未考虑温度变化的影响。在风荷载和温度荷载都较大的情况下，玻璃面板的设计是偏于不安全的，因此精确分析幕墙玻璃板在风荷载和温度荷载共同作用下受力状况，对玻璃幕墙工程设计有着重要意义。 本文的主要工作和取得的成果包括以下几个方面： 1、通过对建筑幕墙温度场进行分类，根据温度场具体情况采取不同的计算方法。对于玻璃板中部与板边缘之间的温度场采用有限单元法分析；对于沿玻璃板厚度方向的温度场，认为温度变化沿板厚度方向呈线性分布或分段线性分布，根据热传导微分方程及边界条件，推导单层板与多层板稳态传热的温度场分布，并给出了夹层玻璃板弯曲温度场的解析式。 2、通过有限元软件对夹层玻璃板热应力进行数值模拟和研究。对于己知的温度场分布的情况，采用在结构分析中直接定义温度载荷法分析了夹层玻璃板的热应力，在ANSYS软件中，SHELL181、SOLSH190单元很好模拟了复合材料夹层玻璃板热应力问题，并探讨了面板的边界条件、长宽比及夹芯PVB对夹层玻璃板热应力性能的影响；对于温度场分布未知的情况，分别采用直接和间接有限元热力耦合分析夹层玻璃板的温度场分布及热应力，在无高度非线性的热-力耦合情况下，两种方法分析结果吻合很好。 3、基于Hoff夹层板理论，并结合夹层玻璃薄板变形特点，在文献对夹层玻璃板基本假定的基础上考虑热弹性变形作用，建立了以三个广义位移分量表示的热弯曲平衡微分方程，采用Navier方法对四边简支矩形夹层板的热弯曲问题进行分析，提出了适合工程计算又有相当精确度的计算式。通过有限元软件ANSYS中不同的单元对算例进行数值模拟，结果表明解析解与数值解吻合很好。提出的计算式外形简单且具有一定精度，可方便为工程设计提供参考。　　共64页

专题推荐

• · 有限元模拟分析
• · Ansys有限元焊接
• · 一级建造师模拟试题

培训课程

• · 优惠不断，施工技能课程五折
• · 【超值预售】施工前期准备技能汇总
• · 施工现场总平面布置要点详解
• · 桩基工程施工技术详解
• · 施工现场试验管理