一种地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应分析方法技术

本发明专利技术提出了一种地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应分析方法，基于有限元方法，建立石材幕墙面板的主体结构模型，将地震模型作为外加荷载，计算石材幕墙面板的层间位移；响应于计算出的石材幕墙面板的层间位移大于石材幕墙面板的临界层间位移，计算石材幕墙面板的受力情况，通过详细的受力分析，得出石材幕墙面板的位移响应模型，对地震影响下的石材幕墙面板的位移进行准确计算。材幕墙面板的位移进行准确计算。材幕墙面板的位移进行准确计算。

【技术实现步骤摘要】
一种地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应分析方法


[0001]本专利技术涉及石材幕墙面板位移响应领域，特别是指一种地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应分析方法。

技术介绍

[0002]现代建筑功能日益复杂，建筑幕墙日益丰富，幕墙在地震中的破坏会严重影响建筑使用功能，造成巨大经济损失，面板开裂或脱落等幕墙损伤的主要原因是主体结构运动引起的幕墙面内位移；但现有技术中没有有效准确的方法能够计算地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种一种地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应分析方法。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应分析方法，包括：
[0006]基于有限元方法，建立石材幕墙面板的主体结构模型，将地震模型作为外加荷载，计算石材幕墙面板的层间位移；
[0007]响应于计算出的石材幕墙面板的层间位移大于石材幕墙面板的临界层间位移，计算石材幕墙面板的受力情况，具体为：
[0008]根据胶的变形和力的关系，可知幕墙系统中第n层面板转角θ
n
与面板所受各个力的关系表达式：
[0009]面板上侧水平胶缝处等效压力(负号为拉力):
[0010]面板上侧水平胶缝处等效拉力(负号为压力):
[0011]面板下侧水平胶缝处等效压力(负号为拉力):
[0012]面板下侧水平胶缝处等效拉力(负号为压力):
[0013]面板侧边竖直胶缝处等效剪切力:
[0014]面板上侧水平胶缝剪切力：
[0015]面板下侧挂件与托板之间的静摩擦力：
[0016]建立石材幕墙面板的位移响应模型，具体为：
[0017][0018]其中，a板高，b板长，b1挂件中心距离边缘距离，dv水平胶缝y方向深度，cv竖向胶缝x方向宽度，dh竖向胶缝y方向深度，ch水平胶缝z方向宽度，Eg密封胶弹性模量，Gg密封胶剪切模量，W面板重力，δ层间位移角，θ
n
各层的面板转角，aθ
n
各层的面板由面板转动造成的水平位移，bθ
n
各层的面板由面板转动造成的竖向位移，面板上侧水平胶缝处等效压力，面板上侧水平胶缝处等效拉力，面板下侧水平胶缝处等效压力，面板下侧水平胶缝处等效拉力，面板侧边竖直胶缝处等效剪切力，面板上侧水平胶缝剪切力，面板下侧挂件与托板之间的静摩擦力。
[0019]具体地，地震模型包括地震时间、速度或加速度。
[0020]具体地，所述临界层间位移计算具体为：
[0021]面板上侧的挂件与横梁间摩擦忽略不计上下胶缝产生的剪力相等左右胶缝产生的剪力相等
[0022]变形加载初期石板与上方横梁相互滑动，石板与下方横梁保持不动，面板左右两侧胶缝剪力为0，即：
[0023]F
gnL
＝F
gnR
＝0
[0024]开始转动时，针对临界转动时面板受力分析有N1＝0，然后对N2取矩，得弯矩平衡，有下式：
[0025]F
gnL
＝F
gnR
＝0
[0026][0027]此时转动临界力：
[0028]结合胶的剪切变形和临界力的关系得转动临界层间位移：
[0029][0030]由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0031]本专利技术提出了一种地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应分析方法，基于有限元方法，建立石材幕墙面板的主体结构模型，将地震模型作为外加荷载，计算石材幕墙面板的层间位移；响应于计算出的石材幕墙面板的层间位移大于石材幕墙面板的临界层间位移，计算石材幕墙面板的受力情况，通过详细的受力分析，得出石材幕墙面板的位移响应模型，对地震影响下的石材幕墙面板的位移进行准确计算。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例提供的面板受力图示意图，其中(a)为滑移，(b)为转动；
[0033]图2为本专利技术实施例提供的上下边缘幕墙面板位移示意图，其中(a)为顶层建筑幕墙，(b)为底层建筑幕墙。
[0034]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详述。
具体实施方式
[0035]本专利技术提出了一种地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应分析方法，基于有限元方法，建立石材幕墙面板的主体结构模型，将地震模型作为外加荷载，计算石材幕墙面板的层间位移；响应于计算出的石材幕墙面板的层间位移大于石材幕墙面板的临界层间位移，计算石材幕墙面板的受力情况，通过详细的受力分析，得出石材幕墙面板的位移响应模型，对地震影响下的石材幕墙面板的位移进行准确计算。
[0036]本专利技术为再现板的边界约束和真实变形情况，对某块石板受力分析，从而细化边界条件，研究板间密封胶对面板位移能力的影响规律。研究工作针对横梁立柱铰接，立柱楼板铰接的连接形式，同时底部挂件承担所有重力作用的面板模型；具体方案步骤如下：
[0037]S1：基于有限元方法，建立石材幕墙面板的主体结构模型，将地震模型作为外加荷载，计算石材幕墙面板的层间位移；
[0038]S1：响应于计算出的石材幕墙面板的层间位移大于石材幕墙面板的临界层间位移，计算石材幕墙面板的受力情况，具体为：
[0039]根据胶的变形和力的关系，可知幕墙系统中第n层面板转角θ
n
与面板所受各个力的关系表达式：
[0040]面板上侧水平胶缝处等效压力(负号为拉力):
[0041]面板上侧水平胶缝处等效拉力(负号为压力):
[0042]面板下侧水平胶缝处等效压力(负号为拉力):
[0043]面板下侧水平胶缝处等效拉力(负号为压力):
[0044]面板侧边竖直胶缝处等效剪切力:
[0045]面板上侧水平胶缝剪切力：
[0046]面板下侧挂件与托板之间的静摩擦力：
[0047]建立石材幕墙面板的位移响应模型，具体为：
[0048][0049]其中，a板高，b板长，b1挂件中心距离边缘距离，dv水平胶缝y方向深度，cv竖向胶缝x方向宽度，dh竖向胶缝y方向深度，ch水平胶缝z方向宽度，Eg密封胶弹性模量，Gg密封胶剪切模量，W面板重力，δ层间位移角，θ
n
各层的面板转角，aθ
n
各层的面板由面板转动造成的水平位移，bθ
n
各层的面板由面板转动造成的竖向位移，面板上侧水平胶缝处等效压力，面板上侧水平胶缝处等效拉力，面板下侧水平胶缝处等效压力，面板下侧水平胶缝处等效拉力，面板侧边竖直胶缝处等效剪切力，面板上侧水平胶缝剪切力，面板下侧挂件与托板之间的静摩擦力。
[0050]根据试验结果和工程施工发现，幕墙面板的下侧挂件起到承重作用，上侧挂件起到回钩面板作用。在进行某块石板受力分析，假设：面板上侧的挂件与横梁间摩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地震影响下石材幕墙面板的平面内位移响应分析方法，其特征在于，包括：基于有限元方法，建立石材幕墙面板的主体结构模型，将地震模型作为外加荷载，计算石材幕墙面板的层间位移；响应于计算出的石材幕墙面板的层间位移大于石材幕墙面板的临界层间位移，计算石材幕墙面板的受力情况，具体为：根据胶的变形和力的关系，可知幕墙系统中第n层面板转角θ
n
与面板所受各个力的关系表达式：面板上侧水平胶缝处等效压力(负号为拉力):面板上侧水平胶缝处等效拉力(负号为压力):面板下侧水平胶缝处等效压力(负号为拉力):面板下侧水平胶缝处等效拉力(负号为压力):面板侧边竖直胶缝处等效剪切力:面板上侧水平胶缝剪切力：面板下侧挂件与托板之间的静摩擦力：建立石材幕墙面板的位移响应模型，具体为：其中，a板高，b板长，b1挂件中心距离边缘距离，dv水平胶缝y方向深度，cv竖向胶缝x方向宽度，dh竖向胶缝y方向深度，ch水平胶缝z方向宽度，Eg密封胶弹性模量，Gg密封胶剪切模量，W面板重力，δ层间位移角，θ
n
各层的面板转角，aθ
n
各层的面板由面板转动造成的水平位移，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，杨士萱，郭子雄，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：