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      四邊簡(jiǎn)支玻璃模爆法試驗(yàn)

      來(lái)源:2012年會(huì)論文集  作者:陳峻 陶志雄  日期:2012-5-30
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      提要:玻璃幕墻是現(xiàn)代建筑的主要外維護(hù)裝飾結(jié)構(gòu),玻璃幕墻的抗爆炸設(shè)計(jì)研究顯得越來(lái)越緊迫。本文針對(duì)玻璃幕墻主體玻璃的連接構(gòu)造,分別對(duì)四邊簡(jiǎn)支的單片鋼化玻璃面板、夾膠鋼化玻璃面板和夾膠中空鋼化玻璃面板進(jìn)行了爆炸沖擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)試驗(yàn)。試驗(yàn)研究了不同玻璃面板的破壞形式,以及不同爆炸沖擊波的壓力峰值和作用時(shí)間對(duì)玻璃面板的破壞影響。
      關(guān)鍵詞:夾層玻璃;PVB本構(gòu)關(guān)系;承載力性能;試驗(yàn)研究;數(shù)值模擬
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        1 前言
        隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展,玻璃幕墻已成為現(xiàn)代大型公共建筑超高層建筑的最主要外立面形式,是現(xiàn)代主義建筑的顯著特征[1][2]。面對(duì)21世紀(jì)以來(lái)不斷出現(xiàn)的恐怖活動(dòng),玻璃幕墻作為建筑的外圍護(hù)構(gòu)件,其抗爆炸性能直接影響了整體建筑物的防爆炸安全,是建筑抗爆炸設(shè)計(jì)首要考慮的問(wèn)題。

        國(guó)外在玻璃幕墻抗爆方面的研究已較為深入,制定了相應(yīng)規(guī)范,提出了玻璃幕墻抗爆設(shè)計(jì)的方法[3][4]。而國(guó)內(nèi)在這方面的研究起步較晚,缺乏足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。故本文對(duì)四邊簡(jiǎn)支玻璃幕墻面板進(jìn)行爆炸沖擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)試驗(yàn)。研究分析了不同面板的破壞形式和動(dòng)力響應(yīng)特征[5]。

        2 試驗(yàn)概況
        2.1 試驗(yàn)方法
        本文采用直立圓筒式核爆炸壓力模擬器對(duì)試件加載,試驗(yàn)加載原理如圖1,2所示。直立圓筒式模爆器由爆炸段、過(guò)渡段、試驗(yàn)段以及點(diǎn)火控制系統(tǒng)等部分組成。爆炸段筒壁上預(yù)留可根據(jù)需要開(kāi)啟的泄氣孔;過(guò)渡段內(nèi)設(shè)有柵板系統(tǒng);試驗(yàn)段則包括充氣腔、試驗(yàn)介質(zhì)與結(jié)構(gòu)及平衡基礎(chǔ)。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí),均勻設(shè)置好的導(dǎo)爆索爆炸后產(chǎn)生高壓氣體,經(jīng)柵板迅速充滿整個(gè)空腔,形成較均勻的模擬核爆炸壓力荷載作用于試件上,圖3是作用于試驗(yàn)段加載面的實(shí)測(cè)壓力波形。試驗(yàn)中通過(guò)控制導(dǎo)爆索的長(zhǎng)度和泄爆孔的開(kāi)啟個(gè)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)爆炸所需的超壓值和作用時(shí)間。

        2.2 試件設(shè)計(jì)
        根據(jù)模爆器的試驗(yàn)要求,為了防止沖擊波的繞流,使玻璃面板直接承受沖擊荷載作用,試件測(cè)試安裝于預(yù)埋在模爆器介質(zhì)砂里的箱體上,預(yù)埋箱體采用鋼材焊接。由于模爆器的直徑為 1900mm,所以箱體內(nèi)徑尺寸按模爆器的尺寸要求設(shè)計(jì)為 1000mm×1000mm。如圖4所示。

        玻璃面板尺寸為 1000mm×1000mm,面板支撐為四邊簡(jiǎn)支,試件采用鋼材作為玻璃面板的支撐材料,玻璃與支撐框架間用結(jié)構(gòu)膠密封。將制作好的玻璃幕墻試件安裝于預(yù)埋箱體上,用螺栓連接,緊固后,安裝后的試件如圖5所示,中間橫桿安裝的為位移計(jì)。

        2.3 數(shù)據(jù)采集原理及設(shè)備
        對(duì)已標(biāo)定好的測(cè)試系統(tǒng)加電、調(diào)試。導(dǎo)爆索起爆后,壓力同時(shí)作用于試件和傳感器上,壓力傳感器輸出一個(gè)反映沖擊波壓力大小的電信號(hào),電阻應(yīng)變片和位移傳感器信號(hào)實(shí)時(shí)記錄試件的動(dòng)力響應(yīng)特征,經(jīng)過(guò)測(cè)試系統(tǒng)采集放大并記錄下來(lái),得到壓力、應(yīng)變和位移的波形數(shù)據(jù)。

        1.應(yīng)變測(cè)量原理
        (1)電阻應(yīng)變片的工作原理
        由物理學(xué)原理可知,金屬電阻絲的電阻 R 與長(zhǎng)度L 和截面面積 A 有如下關(guān)系:

        式中: R—電阻;

        ρ—電阻率;

        L —電阻絲長(zhǎng)度;

        A—電阻絲截面積
        應(yīng)變測(cè)量時(shí),應(yīng)變片粘貼在結(jié)構(gòu)上,隨結(jié)構(gòu)一起發(fā)生形變,當(dāng)應(yīng)變片發(fā)生變形時(shí)其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化,因而阻值發(fā)生變化。量測(cè)儀器測(cè)量其阻值的變化,并根據(jù)應(yīng)變片的靈敏度指標(biāo)計(jì)算得出應(yīng)變值。

       。2)電阻應(yīng)變片的電橋測(cè)法
        應(yīng)變片發(fā)生變形時(shí)的阻值變化極小,其阻值的測(cè)量通過(guò)電橋法實(shí)現(xiàn)。電橋法測(cè)量阻值的原理如下:在電橋的橋壓輸入端(Eg+,Eg-)施以恒定電壓,當(dāng)充作橋臂的應(yīng)變計(jì)阻值發(fā)生變化時(shí),電橋的信號(hào)輸出端(Ui+,Ui-)電壓將發(fā)生變化,通過(guò)測(cè)量此電壓的變化量即可得到電阻的變化值(圖6)。

       。3)應(yīng)變量測(cè)系統(tǒng)組成
        實(shí)際的應(yīng)變量測(cè)系統(tǒng)由四部分組成:應(yīng)變片、應(yīng)變放大器、數(shù)據(jù)采集儀和PC 機(jī)。

        應(yīng)變片:將感受到的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻的變化。

        應(yīng)變放大器:內(nèi)含電橋測(cè)量電路,將電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化并進(jìn)行放大,放大后的信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集器。

        數(shù)據(jù)采集儀:采集應(yīng)變放大器放大后的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)。

        PC 機(jī):獲取數(shù)據(jù)采集器上傳的測(cè)量值,并根據(jù)換算關(guān)系轉(zhuǎn)換成應(yīng)變值顯示(圖7)。
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          另外,最近幾年,社會(huì)利益分化加劇,社會(huì)矛盾和沖突凸顯,群體事件不斷發(fā)生,干群關(guān)系緊張,從而將社會(huì)治理提到了黨和政府中心工作的突出位置,于是也就有了今年中共對(duì)社會(huì)建設(shè)和社會(huì)管理的強(qiáng)調(diào)和工作部署。但社會(huì)建設(shè)和社會(huì)管理創(chuàng)新也不是一朝一夕能夠完成的。由于改革以來(lái)對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過(guò)分追求,致使社會(huì)發(fā)展、社會(huì)建設(shè)嚴(yán)重滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè),導(dǎo)致一系列矛盾和問(wèn)題頻現(xiàn),嚴(yán)重威脅社會(huì)穩(wěn)定。而權(quán)力過(guò)分集中于黨和政府,尤其是一把手手中,政府過(guò)度壟斷社會(huì)各方面資源,主導(dǎo)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行,這又使得黨和政府管了許多不該管的事,而該管的事又沒(méi)做好;并導(dǎo)致社會(huì)管理理念、管理手段和方式落后,不僅無(wú)法應(yīng)對(duì)社會(huì)轉(zhuǎn)型帶來(lái)的大量社會(huì)矛盾和問(wèn)題的挑戰(zhàn),反而制造一系列新的社會(huì)矛盾和問(wèn)題,致使事情更加惡化。

          因此,要有效應(yīng)對(duì)社會(huì)矛盾的爆發(fā),在未來(lái)十幾年,中國(guó)將會(huì)步入以社會(huì)建設(shè)為中心,經(jīng)濟(jì)建設(shè)逐漸讓位于社會(huì)建設(shè)的時(shí)期,懂得社會(huì)治理將是政府和官員的必修課。從上述十八大黨員代表的選舉看,基層代表比例的提高,尤其是工人代表的增加,固然是黨內(nèi)民主的一個(gè)趨勢(shì),但亦是為了社會(huì)治理的需要;鶎哟淼脑黾,表明中共將更加重視基層群眾的利益和訴求,執(zhí)政將更加依賴工人農(nóng)民等基層群眾,政策也將向基層群眾傾斜。18大對(duì)此也應(yīng)該會(huì)有一個(gè)更完善的表述。
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