玻璃幕墙的变形量测应用研究

陈元义 许舰

摘 要：本文是关于玻璃幕墙在风荷载下变形量测研究，考虑实际工程中玻璃幕墙的变形并不是规则的变形，我们在实验室通过模拟复杂位移场情况下采用数码相机技术采集变形信息然后用相关软件分析变形，得到变形云图进行分析。

关键词：玻璃幕墙；变形量测；分析

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

0 引言

玻璃幕墙作为一种新型建筑围护结构，因其采光好，防风雨，美观的特性，已经成为当今建筑外墙的主流材料[1]。

现代建筑物的高度不断增高，形状各异，幕墙的安装、维护过程中考虑的设计因素增多，给幕墙产品安装和维护带来了一定潜在的危险性。在玻璃幕墙的各种问题中，玻璃面板引起的安全事故居首位[2]。

在导致这些安全事故的各种作用荷载中，对于高层建筑风荷载又是主要因素，所以研究玻璃幕墙的安全性可以通过研究在风荷载作用下玻璃面板变形来反映。

本文通过数字照相量测技术来研究玻璃幕墙的变形情况。

1 试验概况

1.1 制作物理模型

本次实验选取的隐框玻璃幕墙试件为外立面幕墙，由玻璃面板和铝合金面板构成，玻璃面板尺寸为（80cm×80cm）。本实验的实验方法是将玻璃幕墙试件安装在实验台上，实验台背面为密封箱体，一侧连接空压机。通过空压机对幕墙试件与实验台之间的空间施加压力，来模拟幕墙试件受到不同大小的风压时的受力状态。模型箱如图1所示，a是模型箱内部图，b是制作散斑后的图。

1.2 采集不同荷载下变形信息

（1）制作散斑。玻璃面板表面用白漆均匀喷涂，带表面风干后，待白漆干后，用黑色喷漆喷出不均匀的斑点，大致如图1（b）所示

（2）信息采集。数码相机为工业相机是加拿大Point Grey Research公司生产的，相机型号为：GS3-PGE-91S6M-C；镜头：KCM-1216UMP5。软件为3D-DIC、matlab。

相機布设：本实验设置一台相机，相机与玻璃距离为1.12米。相机布置如图2所示。

1.3 结果及分析

用数码相机拍摄玻璃幕墙在没有加荷载和荷载为2Kpa下的照片，通过数字图像相关软件的分析，得到如下位移云图3。其中a代表变形矢量图，b代表位移云图。

由左边的变形矢量图可以得出变形是从中心位置向四周扩散的，在上半区域箭头的密度比较大，说明位移量比较大；通过右边的位移云图可以得到，在云图上半部分位移量较大，而在下部分位移量较小，各有一个中心位置，上半部分位移随着中心位置向四周逐渐减小而下半部分逐渐增大。

2 结论

对于实验室模拟玻璃幕墙在风荷载作用下变形试验，采用复杂位移场情况下的变形试验得到的结果与实际结果有偏差；

通过对位移云图的分析可以得出，部分呈现出规律性结果，如在所分析区域的上方部分中间的变形量最大，变形的大小向四周逐渐呈减小趋势；

分析产生这种不对称的原因是因为内部约束不够，一是由于幕墙对角线位置的横梁本身会有一定的变形，会随着玻璃幕墙的变化而变化，而是横梁与玻璃幕墙之间的玻璃胶有弹性变形。

参考文献：

[1]张元发，陆津龙.玻璃幕墙安全性能现场检测评估技术探讨[J].建筑门窗与金属建材，2002（05）：49-52.

[2]胡明，刘忠伟，马眷荣.《建筑玻璃应用技术规程》简介[J].工程建设标准化，1998（04）：37-38.

作者简介：陈元义（1991-），男，河南新县人，硕士研究生，主要研究方向：近海岩土工程。