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四點(diǎn)支承單層玻璃板的有限無分析經(jīng)典薄板理論分析

發(fā)布時(shí)間:2014-07-24 12:05

  點(diǎn)支承玻璃幕墻建筑體系是用金屬連接件與緊固件將建筑玻璃與金屬(或玻璃〉支撐結(jié)構(gòu)連接成整體的新型組合式建筑結(jié)構(gòu)形式。由于建筑功能的特殊需要,近年來點(diǎn)支承中空與夾層玻璃得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

  1.四點(diǎn)支承單層玻璃板的有限無分析經(jīng)典薄板理論分析

  對(duì)于承受垂直于板面荷載的薄板,經(jīng)典理論主要基于以下兩個(gè)假設(shè):1在承彎過程中,板的中面保持中性;2剪切對(duì)于板變形的影響可以忽略。對(duì)于僅僅承受垂直于板面荷載的小撓度薄板來說,假設(shè)(1)往往很容易滿足。假設(shè)(2)在工程中一般是成立的,但以下情況例外

  在高度集中的橫向荷載作用點(diǎn)周圍:

  接近于板角處以及在開孔周圍。而點(diǎn)支承玻璃板在板面開孔,并承受支承處的集中荷載,故有必要驗(yàn)證在通常的均布荷載作用下,剪切作用對(duì)于點(diǎn)支承玻璃板的影響是否可以忽略。

  ANSYS算例分析

  考慮以下四點(diǎn)支承玻璃板算例,板長(zhǎng)與板寬a=b=1500mm,板厚t=10m.孔心邊距為150mm,承受垂直于板面的均布荷載q=2kN/m。

  本文選取了ANSYS所提供的以下單元進(jìn)行單層點(diǎn)支承玻璃板的計(jì)算

  (1)SOLID92單元,三維實(shí)體單元,具有l(wèi)O個(gè)節(jié)點(diǎn),每節(jié)點(diǎn)具有3個(gè)自由度,特別適用于生成不規(guī)則網(wǎng)格:

  (2)SHELL63單元,平面彈性殼單元,可施加面、內(nèi)外荷載,并可同時(shí)考慮殼的抗彎及薄膜特性,但不考慮板殼的剪切變形。每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有6個(gè)自由度:

  (3)SHELL43單元,筆耕文化傳播,平面塑性大應(yīng)變殼單元,可用來計(jì)算較厚的殼單元。

  應(yīng)用以上不同單元得到的結(jié)果相差不超出5%。從以上結(jié)果看,在進(jìn)行點(diǎn)支承單層玻璃板的計(jì)算時(shí),可近似忽略剪切應(yīng)力的影響,經(jīng)典薄板理論的假設(shè)可用于點(diǎn)支承薄板上,當(dāng)求出中平面的撓度時(shí),即可以求解各點(diǎn)的應(yīng)力。

  從結(jié)果看,隨著點(diǎn)支板板邊的增長(zhǎng),實(shí)體單元計(jì)算所需的時(shí)間迅速的增加,而殼單元卻可保持較高的計(jì)算速度。

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