蝶形背卡石材幕墻抗震性能試驗(yàn)研究

    注：1．石材幕墻安裝在YZ平面內(nèi)；2．加速度計(jì)1安在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，14、15安在幕墻上，其余安裝在鋼架上；3．圖中黑方塊·表示加速度布置點(diǎn)。

    為1．029mXl．192m，最小為0．692mxO．792m，厚度有30mm、25mm、20mm三種規(guī)格，平均厚度24．7mm，足尺模型，采用0．5mm厚不銹鋼蝶形背卡連接，通過(guò)龍骨干掛在試驗(yàn)鋼框架上。試驗(yàn)鋼框架平面尺寸為3．0mx3．0m，高5．374m，分別在鋼框架兩對(duì)面干掛石板共29．96m2，兩面石板總重2．1t。將干掛兩面石板的試驗(yàn)鋼框架安裝在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行抗震試驗(yàn)，輸入的地震波為我國(guó)抗震規(guī)范規(guī)定的
“人工波”和國(guó)際常用的“El Centro波”兩種。試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D2所示。

    6．加速度測(cè)點(diǎn)布置
    試件加速度測(cè)點(diǎn)布置圖如圖3所示。

    7．試驗(yàn)步驟
    (1)設(shè)計(jì)、制作鋼框架；

    (2)按委托方提供的幕墻試件及技術(shù)安裝幕
    (3)安裝加速度傳感器；

    (4)輸入50gal白噪聲，測(cè)試試件的自振頻振型、阻尼比等動(dòng)力特性；

    (5)輸入70gal、lOOgal、200gal、400gal、600gal、800gal、900 gal的人工波和El Centro波，測(cè)定試件動(dòng)力反應(yīng)，并在試驗(yàn)過(guò)程中觀察各連接件和石材板塊有無(wú)破壞情況。

    三、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    1．試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛣?dòng)力特性分析
    在進(jìn)行各工況試驗(yàn)前，用白噪聲波測(cè)試了試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膭?dòng)力響應(yīng)，通過(guò)對(duì)傳遞函數(shù)的分析，得到試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膭?dòng)力特性如表2所示。


    鋼框架Y方向的計(jì)算第一自振周期為0．31秒，與實(shí)測(cè)第一自振周期0．19秒差別較大，主要原因是計(jì)算時(shí)忽略了非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(即幕墻龍骨和石材掛板)的剛度，使計(jì)算周期大于實(shí)測(cè)周期。

    在本試驗(yàn)中，幕墻安裝在YZ平面內(nèi)，幕墻龍骨和石材掛板的剛度主要在YZ平面內(nèi)起作用，在X方向基本不起作用，所以X方向的計(jì)算第一自
振周期(0．29秒)與實(shí)測(cè)第一自振周期(0．32秒)基本接近。X方向計(jì)算周期比實(shí)測(cè)周期短的原因在于本試驗(yàn)?zāi)粔Π惭b時(shí)，豎龍骨與頂層鋼梁的連接采用了M12螺栓配φ12孔，與其它樓層梁的連接采用M12螺栓配φ14孔，即相當(dāng)于幕墻有一部分質(zhì)量掛在頂層梁上，而計(jì)算時(shí)假設(shè)幕墻的重量是均勻分布在鋼架YZ平面上，使計(jì)算周期短于實(shí)測(cè)周期。

    2．層間位移分析
    根據(jù)位移響應(yīng)時(shí)程，計(jì)算分析得到各試驗(yàn)工況下層間位移分析，層間位移角匯總?cè)绫?所示。


    建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的最大彈性層間位移角限值為1／300，最大彈塑性層間位移角限值為1／50，從表3可以看出，本次試驗(yàn)X方向(幕墻平面外)層間位移角最大達(dá)到1／36，Y方向(幕墻平面內(nèi))層間位移角最大達(dá)到1／87，達(dá)到建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求的最大層間變形。經(jīng)觀察，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，石材幕墻沒(méi)有進(jìn)裂現(xiàn)象發(fā)生，蝶形背卡系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生破壞。

四、試驗(yàn)結(jié)論
    通過(guò)對(duì)委托方提供的石材幕墻足尺寸振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，得到以下結(jié)論：

    1．當(dāng)輸入的地震波加速度峰值依次達(dá)到70gal、100gal、200gal、400gal、600gal、800gal、900gal，試驗(yàn)鋼框架X方向(幕墻平面外)層間位移角最大達(dá)到1／36，Y方向(幕墻平面內(nèi))層間位移角最大達(dá)到1／87，達(dá)到建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的最大層間位移角限值1／50的要求。試驗(yàn)結(jié)果表明石材幕墻及其連接件沒(méi)有被破壞，通過(guò)抗震試驗(yàn)。

2、蝶形背卡彈性好，與石材和龍骨構(gòu)成彈性連接，有利于抗震減振。


參考文獻(xiàn)：

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