玻璃幕墻的變形量測應(yīng)用研究

陳元義 許艦

摘 要：本文是關(guān)于玻璃幕墻在風(fēng)荷載下變形量測研究，考慮實際工程中玻璃幕墻的變形并不是規(guī)則的變形，我們在實驗室通過模擬復(fù)雜位移場情況下采用數(shù)碼相機技術(shù)采集變形信息然后用相關(guān)軟件分析變形，得到變形云圖進行分析。

關(guān)鍵詞：玻璃幕墻；變形量測；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.093

0 引言

玻璃幕墻作為一種新型建筑圍護結(jié)構(gòu)，因其采光好，防風(fēng)雨，美觀的特性，已經(jīng)成為當(dāng)今建筑外墻的主流材料[1]。

現(xiàn)代建筑物的高度不斷增高，形狀各異，幕墻的安裝、維護過程中考慮的設(shè)計因素增多，給幕墻產(chǎn)品安裝和維護帶來了一定潛在的危險性。在玻璃幕墻的各種問題中，玻璃面板引起的安全事故居首位[2]。

在導(dǎo)致這些安全事故的各種作用荷載中，對于高層建筑風(fēng)荷載又是主要因素，所以研究玻璃幕墻的安全性可以通過研究在風(fēng)荷載作用下玻璃面板變形來反映。

本文通過數(shù)字照相量測技術(shù)來研究玻璃幕墻的變形情況。

1 試驗概況

1.1 制作物理模型

本次實驗選取的隱框玻璃幕墻試件為外立面幕墻，由玻璃面板和鋁合金面板構(gòu)成，玻璃面板尺寸為（80cm×80cm）。本實驗的實驗方法是將玻璃幕墻試件安裝在實驗臺上，實驗臺背面為密封箱體，一側(cè)連接空壓機。通過空壓機對幕墻試件與實驗臺之間的空間施加壓力，來模擬幕墻試件受到不同大小的風(fēng)壓時的受力狀態(tài)。模型箱如圖1所示，a是模型箱內(nèi)部圖，b是制作散斑后的圖。

1.2 采集不同荷載下變形信息

（1）制作散斑。玻璃面板表面用白漆均勻噴涂，帶表面風(fēng)干后，待白漆干后，用黑色噴漆噴出不均勻的斑點，大致如圖1（b）所示

（2）信息采集。數(shù)碼相機為工業(yè)相機是加拿大Point Grey Research公司生產(chǎn)的，相機型號為：GS3-PGE-91S6M-C；鏡頭：KCM-1216UMP5。軟件為3D-DIC、matlab。

相機布設(shè)：本實驗設(shè)置一臺相機，相機與玻璃距離為1.12米。相機布置如圖2所示。

1.3 結(jié)果及分析

用數(shù)碼相機拍攝玻璃幕墻在沒有加荷載和荷載為2Kpa下的照片，通過數(shù)字圖像相關(guān)軟件的分析，得到如下位移云圖3。其中a代表變形矢量圖，b代表位移云圖。

由左邊的變形矢量圖可以得出變形是從中心位置向四周擴散的，在上半?yún)^(qū)域箭頭的密度比較大，說明位移量比較大；通過右邊的位移云圖可以得到，在云圖上半部分位移量較大，而在下部分位移量較小，各有一個中心位置，上半部分位移隨著中心位置向四周逐漸減小而下半部分逐漸增大。

2 結(jié)論

對于實驗室模擬玻璃幕墻在風(fēng)荷載作用下變形試驗，采用復(fù)雜位移場情況下的變形試驗得到的結(jié)果與實際結(jié)果有偏差；

通過對位移云圖的分析可以得出，部分呈現(xiàn)出規(guī)律性結(jié)果，如在所分析區(qū)域的上方部分中間的變形量最大，變形的大小向四周逐漸呈減小趨勢；

分析產(chǎn)生這種不對稱的原因是因為內(nèi)部約束不夠，一是由于幕墻對角線位置的橫梁本身會有一定的變形，會隨著玻璃幕墻的變化而變化，而是橫梁與玻璃幕墻之間的玻璃膠有彈性變形。

參考文獻：

[1]張元發(fā)，陸津龍.玻璃幕墻安全性能現(xiàn)場檢測評估技術(shù)探討[J].建筑門窗與金屬建材，2002（05）：49-52.

[2]胡明，劉忠偉，馬眷榮.《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》簡介[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，1998（04）：37-38.

作者簡介：陳元義（1991-），男，河南新縣人，碩士研究生，主要研究方向：近海巖土工程。