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针对幕墙玻璃突发性脱落并导致城市灾难事故的问题,提出通过振动测试方法获得幕墙玻璃的固有频率来识别玻璃幕墙支承结构松动损伤程度。研究了四边夹支玻璃幕墙在其支承结构体系出现松动损伤后幕墙玻璃的固有频率变化规律。试验结果表明,幕墙玻璃的固有频率随其边界支承松动而不断衰降,且分布在低于玻璃边界四边固支和高于四边简支对应的频率约20%的区间内。根据试验结果,结合矩形薄板边界约束与其动态参数关系,建立起了一套以幕墙玻璃固有频率变化来评价玻璃幕墙支承结构松动损伤及玻璃脱落风险的标准,形成了一种可以现场检测既有玻璃幕墙安全性能的简便方法。通过两个实例分析,验证了该方法的实用性和可靠性。
关键词:六安玻璃幕墙;六安玻璃幕墙安装;六安玻璃幕墙施工;六安玻璃幕墙设计
我国是最大的玻璃幕墙生产与使用国。然而,伴随着玻璃幕墙使用量的增多及服役年限的增加,由于设计、施工存在的问题及幕墙支承结构材料的性能退化和玻璃本身缺陷等因素,玻璃幕墙的质量问题越来越突出,幕墙玻璃突发破裂或坠落事故时有发生,严重威胁着人们的生命财产安全。因此,如何现场检测及监测既有玻璃幕墙服役健康状态,确立一套评估玻璃幕墙安全标准是保障玻璃幕墙在使用中预防灾害发生,减少经济损失所迫切需要解决的核心问题。目前,我国相关科研工作者对玻璃幕墙安全性能检测进行了深入的研究 ,并率先制订了一套既有玻璃幕墙安全性能现场检测标准。国外,Weggel,Belarb,Brueggeman均采用动态方法研究了玻璃幕墙的性能,William较详细地分析了幕墙结构的各种失效模式,Efstathiades研究了采用神经网络方法监测玻璃幕墙健康状态[9]。美国对建筑结构胶进行了广泛研究,且制定了相关标准和规程[10-12]。这些研究成果对玻璃幕墙安全检测与评估均具有很好的指导作用,但对现场检测仍缺乏可操作性。
玻璃幕墙的失效模式主要包括三大类:材料失效,结构失效和功能失效。当幕墙玻璃本身结构及性态不发生改变时,随着使用年限的增加,幕墙的支承体系及粘结体系会发生松动、老化及力学性能退化,可实际表现出幕墙玻璃的支承边界条件发生松动变化,并导致玻璃的固有频率衰降,另一方面,幕墙玻璃支承松动变化使玻璃幕墙抗外力作用能力降低,增大了幕墙玻璃脱落风险概率,影响其服役安全可靠性。因此,本文提出了通过振动测试获得玻璃的固有频率来评价玻璃幕墙的安全可靠性的一种全新的思维方法,研究目的就是要建立起幕墙玻璃的固有频率衰降与其边界支承松动损伤关系及其评价标准,从而形成一种采用幕墙玻璃频率变化来检测既有玻璃幕墙安全可靠性的新方法,为既有玻璃幕墙的维护、更换提供检测判断依据。