點支式玻璃建筑應用技術研究

前言

點支式玻璃建筑近年來在我國得到了廣泛的應用，但對其研究卻相對滯后。本書對點支式玻璃建筑的基礎理論和設計方法進行了較為系統(tǒng)和深入的研究，研究主要涉及這種新型玻璃建筑結構中的帶孔玻璃板、金屬連接件和支承結構體系承載性能等三個主要方面。清華大學建筑玻璃與金屬結構研究所是由清華大學土木工程系和建筑學院共同成立的跨院系研究所，是校企合作，面向社會，集研究、教學和技術開發(fā)于一體的科研機構，專門從事由玻璃、金屬等材料建造的建筑物方面應用技術的理論研究、技術開發(fā)與推廣。近年來，隨著點支式玻璃建筑的廣泛應用，研究所對這種新型結構體系的設計理論、設計方法和工程應用進行了深入研究，取得了一系列重要研究成果，在玻璃幕墻行業(yè)產(chǎn)生了較大的影響。本書重點總結了研究所在點支式玻璃板基本力學性能研究、金屬連接件分析設計理論和支承結構體系的承載性能方面研究成果。在點支式玻璃板承載性能研究方面，通過實體試驗、理論分析和數(shù)值模擬方法，對四點和多點支承、單層和雙層及多層帶孔玻璃板面外受彎、面內(nèi)受剪及彎剪組合的承載性能、設計方法等方面進行了系統(tǒng)研究。根據(jù)目前工程中常見的沉頭式連接、浮頭式和夾持式連接玻璃板建立了有限元分析模型，使用ANSYS和SAP軟件及數(shù)值差分法，對模型進行彈性和彈塑性分析，分析其影響承載性能的因素。對單層四點支承、六點支承玻璃板，雙層中空和夾膠四點支承、三點支承玻璃板，中空夾膠（三層）四點支承玻璃板等上百個試件進行加載破壞試驗，分析了它們在均布荷載作用下的極限承載力、變形能力、內(nèi)力分布、破壞模式等方面的性能。按照彈性板殼力學建立分析模型，分析中充分考慮點支式玻璃板孔邊應力、支承點位置、多層玻璃板等效厚度、溫度作用影響等，得到點式支承玻璃板在均布荷載作用下的應力和變形的理論解，并和試驗及有限元分析比較得出一致性結論，提出了實用的工程設計方法。

內(nèi)容概要

本書是清華大學建筑玻璃與金屬結構研究所長期以來在點支式玻璃建筑的基礎理論、設計方法、工程應用和關鍵技術等方面進行深入研究所取得的成果。本書重點闡述了點支式玻璃建筑結構中帶孔玻璃板、金屬連接件和支承結構體系的力學特性、承載性能及其工程應用等方面內(nèi)容。其中主要介紹了通過實體試驗、理論分析和數(shù)值模擬方法，對點支式單層、中空和夾膠玻璃板面外受彎與面內(nèi)受剪、金屬連接件的承載性能、柔性支承結構體系（包括單層索網(wǎng)）的承載性能和設計方法等方面的系統(tǒng)研究。    本書所反映的研究成果大多結合實際工程實例，可供土木工程領域從事幕墻體系科研和工程設計的技術人員，以及高等院校相關專業(yè)的教師和研究生參考。

作者簡介

王元清，博士，清華大學教授、博士生導師?，F(xiàn)任清華大學建筑玻璃與金屬結構研究所副所長、結構工程研究所副所長，中國鋼結構協(xié)會理事、結構穩(wěn)定與疲勞分會秘書長，中國鋼結構教學委員會秘書長，中國工程建設標準化協(xié)會鋼結構專業(yè)委員會委員等。
    主要致力于鋼結構及

書籍目錄

前言第1章　點支式玻璃建筑及其研究和應用現(xiàn)狀　1.1　點支式玻璃建筑的組成與特點　　1.1.1　點支式玻璃建筑的組成　　1.1.2　點支式玻璃建筑的特點　1.2　點支式玻璃建筑的國內(nèi)外應用　　1.2.1　點支式玻璃建筑的發(fā)展簡史　　1.2.2　點支式玻璃建筑在國外的應用　　1.2.3　點支式玻璃建筑在國內(nèi)的應用　1.3　點支式玻璃建筑的應用基礎研究　　1.3.1　國內(nèi)外研究簡況　　1.3.2　需要研究的主要技術問題　參考文獻第2章　點支式單層玻璃板的承載性能研究　2.1　帶孔玻璃板的孔邊破壞強度分析　　2.1.1　帶孔玻璃板孔邊破壞強度的試驗研究　　2.1.2　帶孔玻璃板孔邊破壞強度分析　　2.1.3  墊圈對受彎玻璃板孔邊應力的影響分析　2.2  四點支式矩形單層玻璃板受彎承載性能研究　　2.2.1　玻璃板受彎承載性能的影響因素分析　　2.2.2　玻璃板受彎承載性能的試驗研究　　2.2.3　玻璃板受彎承載性能的力學分析　　2.2.4　玻璃板受彎承載性能的有限差分法分析　　2.2.5　支座位移對玻璃板受彎承載性能的影響　2.3　六點支承單層玻璃板受彎承載性能研究　　2.3.1　六點支承玻璃板受彎承載性能有限元分析　　2.3.2　六點支承玻璃板受彎承載性能試驗研究　　2.3.3　六點支承玻璃板受彎承載設計方法　　2.3.4  支座位移對六點支承玻璃板受彎承載的影響　2.4　面內(nèi)剪力對單層玻璃板承載性能的影響分析　　2.4.1　面內(nèi)剪力對單層玻璃板孔邊應力的影響　　2.4.2　單層玻璃板純剪下承載性能的試驗研究　　2.4.3　單層玻璃板彎剪下承載性能的試驗研究　參考文獻第3章　點支式中空和夾膠玻璃板的受彎承載性能研究　3.1　點支式中空玻璃板受彎承載性能研究　　3.1.1　中空玻璃板受彎承載性能的試驗研究　　3.1.2　中空玻璃板受彎承載性能的有限元分析　　3.1.3  中空玻璃板受彎承載性能的有限差分法分析　　3.1.4　中空玻璃板受彎承載性能的設計方法　3.2　點支式夾層玻璃板受彎承載性能研究　　3.2.1　夾層玻璃板受彎承載性能的有限元計算方法　　3.2.2　夾層玻璃板受彎承載性能的試驗研究　　3.2.3　夾層玻璃板受彎承載性能的有限差分法分析　　3.2.4　夾層玻璃板受彎承載性能的設計方法　3.3　點支式中空夾層玻璃板受彎承載性能研究　　3.3.1  中空夾層玻璃板受彎承載性能的數(shù)值計算方法　　3.3.2　中空夾層玻璃板受彎承載性能的試驗研究　　3.3.3　中空夾層玻璃板受彎承載性能的設計方法　參考文獻第4章  點支式玻璃建筑金屬連接件的承載性能研究  4.1　金屬連接件的組成和分類　　4.1.1　連接件的組成和分類　　4.1.2　金屬連接件的材料特性　　4.1.3　金屬連接件的產(chǎn)品標準  4.2　不銹鋼支承件承載性能研究　　4.2.1　不銹鋼支承件承載性能的有限元分析　　4.2.2　不銹鋼支承件承載性能的試驗研究　　4.2.3　不銹鋼支承件承載性能的力學分析  4.3　不銹鋼緊固件承載性能研究　　4.3.1　不銹鋼緊固件承載性能的有限元分析　　4.3.2　不銹鋼緊固件承載性能的試驗研究　　4.3.3　不銹鋼緊固件承載性能的力學分析　……第5章　點支式玻璃建筑平面索桿支承體系的承載性能研究第6章　點支式玻璃建筑單層平面索網(wǎng)結構的承載性能研究第7章　夾持式點支玻璃板的承載性能研究參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章點支式玻璃建筑及其研究和應用現(xiàn)狀1.1點支式玻璃建筑的組成與特點1.1.1點支式玻璃建筑的組成隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對建筑物使用品質(zhì)的要求也不斷提高。追求建筑物內(nèi)外空間的流通和融合，要使工作和生活空間能更大限度地與大自然融為一體，人們自然會想到更多地利用玻璃透明的特性。近年來，由于玻璃和金屬等材料科學和制造工藝技術的飛速發(fā)展，玻璃建筑被廣泛地應用，使建筑面貌發(fā)生了巨大的變化。由于玻璃材料本身的限制，20世紀80年代以前，建筑業(yè)一般多采用框式玻璃建筑。隨著后工業(yè)時代的結束，建筑業(yè)孕育產(chǎn)生了點支式玻璃建筑。繼有框玻璃之后，近10年來，在玻璃工藝的長足發(fā)展下，這種探索有了驚人的進展。建筑師們已經(jīng)可以將機械加工的精度概念用于設計建筑，這就誘發(fā)了建筑點支式玻璃技術的產(chǎn)生。點支式玻璃建筑作為一種新興的建筑形式，使玻璃這種古老的建筑材料正在經(jīng)歷一場不同尋常的復興。玻璃在現(xiàn)代建筑設計中不僅是針對外界氣候變化的一種遮蔽物，也不只是單純的建筑裝飾手段，而是在作為建筑空間組織的重要元素的同時，也作為重要的承重結構材料與結構設計結合在一起，使玻璃建筑中建筑設計和結構設計達到前所未有的統(tǒng)一與和諧。點支式玻璃建筑是指建筑玻璃通過金屬連接件（主要由緊固件和支承件組成）與支承結構（由金屬結構或玻璃支承組成）連接成整體的一種新型組合式建筑結構形式。這種建筑體系與以往的框式玻璃結構有兩個不同之處。

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