3、點(diǎn)式連接玻璃變形性能的有限元分析
3.1、計(jì)算模型
我們采用較為常見的沉頭式連接方式，其優(yōu)點(diǎn)在于連接件沉入玻璃表面內(nèi)，表面平整、美觀也不容易積灰污染玻璃表面(見圖1) 。但玻璃要開錐形孔洞加工復(fù)雜而且要求玻璃厚度不小于10mm當(dāng)受力不需要這么厚的玻璃時(shí)不僅增加造價(jià)，而且會(huì)加大幕墻重量。連接方法中，在
螺栓孔中塞入圓孔形的墊圈，螺栓通過墊圈中部的孔并在螺栓和玻璃平面接觸的地方布置平墊圈，使得螺栓和玻、璃之間的外力通過墊圈得到緩沖減少應(yīng)力集中。
模型單元類型為三維實(shí)體單元，形狀類似正四面體，適合用于不規(guī)則網(wǎng)格劃分。每個(gè)單元定義了10個(gè)
節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)帶3個(gè)自由度，包括兩個(gè)位移自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度具有大變形的特性所以在有限元計(jì)算中選用。網(wǎng)格劃分時(shí)控制單元邊長(zhǎng)在玻璃開孔處縮小控制尺寸獲得較高的精確度。為方便計(jì)算我們采用1/4對(duì)稱的處理方法。
計(jì)算模型中的材料包括玻璃、金屬連接件和起緩沖效應(yīng)的
密封墊層。在處理不同材料的接觸問題時(shí)我們考慮材料整體一起變形接觸面受力后不發(fā)生脫離這樣用ANSYS它是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件。還可以通過體單元相互粘結(jié)來處理玻璃和連接件的接觸問題。目前國(guó)內(nèi)的點(diǎn)式玻璃支承技術(shù)中，4點(diǎn)支承形式采用的較為普遍玻璃厚度有8、10、12、15mm。玻璃板的尺寸有1.0mX1.0m-2.5m X2.5m較為普遍的是在2mX2m以內(nèi)。我們的簡(jiǎn)化模型采用相同尺寸，荷載值為2.0kN/m2，但考慮孔的影響孔徑為36mm。
3.2、有限元計(jì)算結(jié)果
在計(jì)算中首先分析支承孔心邊距對(duì)玻璃板變形的影響其中包括正方形玻璃板和長(zhǎng)方形玻璃板;然后在合理的孔心邊距的基礎(chǔ)上，分析相應(yīng)玻璃板尺寸(平面尺寸和厚度)在一定荷載作用下的變形。對(duì)于其它尺寸或者荷載可以通過
彈性疊加推導(dǎo)。
(1))正方形玻璃板變形隨孔心邊距的變化（見圖2），計(jì)算模型共4組，其邊長(zhǎng)分別為2、1.8、1.s、1.2m，玻璃厚度為10mm。
從圖2同樣可以看出，正方形玻璃板，隨著孔心邊距的增大，玻璃板中心和板邊中心的位移也呈現(xiàn)迅速下降的趨勢(shì)。
(2)長(zhǎng)方形玻璃板變形隨孔心邊距的變化（見圖3），計(jì)算模型共4組其邊長(zhǎng)分別為2m X1.8m,2mX1.5m，2mX1.2m只m X1 m，玻璃厚度為10mm。
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