1 前言
隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，
玻璃幕墻已成為現(xiàn)代大型
公共建筑和
超高層建筑的最主要外立面形式，是現(xiàn)代主義建筑的顯著特征[1][2]。面對(duì)21世紀(jì)以來不斷出現(xiàn)的恐怖活動(dòng)，玻璃幕墻作為建筑的外圍護(hù)
構(gòu)件，其抗爆炸性能直接影響了整體建筑物的
防爆炸安全，是建筑抗爆炸設(shè)計(jì)首要考慮的問題。
國(guó)外在玻璃幕墻抗爆方面的研究已較為深入，制定了相應(yīng)規(guī)范，提出了玻璃幕墻抗爆設(shè)計(jì)的方法[3][4]。而國(guó)內(nèi)在這方面的研究起步較晚，缺乏足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。故本文對(duì)四邊簡(jiǎn)支玻璃幕墻
面板進(jìn)行爆炸沖擊
荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)試驗(yàn)。研究分析了不同面板的破壞形式和動(dòng)力響應(yīng)特征[5]。
2 試驗(yàn)概況
2.1 試驗(yàn)方法
本文采用直立圓筒式核爆炸壓力模擬器對(duì)試件加載，試驗(yàn)加載原理如圖1,2所示。直立圓筒式模爆器由爆炸段、過渡段、試驗(yàn)段以及點(diǎn)火控制系統(tǒng)等部分組成。爆炸段筒壁上預(yù)留可根據(jù)需要開啟的泄氣孔；過渡段內(nèi)設(shè)有柵板系統(tǒng)；試驗(yàn)段則包括充氣腔、試驗(yàn)介質(zhì)與結(jié)構(gòu)及平衡基礎(chǔ)。試驗(yàn)開始時(shí)，均勻設(shè)置好的導(dǎo)爆索爆炸后產(chǎn)生高壓氣體，經(jīng)柵板迅速充滿整個(gè)空腔，形成較均勻的模擬核爆炸壓力荷載作用于試件上，圖3是作用于試驗(yàn)段加載面的實(shí)測(cè)壓力
波形。試驗(yàn)中通過控制導(dǎo)爆索的長(zhǎng)度和泄爆孔的開啟個(gè)數(shù)來調(diào)節(jié)爆炸所需的超壓值和作用時(shí)間。
2.2 試件設(shè)計(jì)
根據(jù)模爆器的試驗(yàn)要求，為了防止沖擊波的繞流，使
玻璃面板直接承受沖擊荷載作用，試件測(cè)試安裝于預(yù)埋在模爆器介質(zhì)砂里的箱體上，預(yù)埋箱體采用
鋼材焊接。由于模爆器的直徑為 1900mm，所以箱體內(nèi)徑尺寸按模爆器的尺寸要求設(shè)計(jì)為 1000mm×1000mm。如圖4所示。
玻璃面板尺寸為 1000mm×1000mm，面板支撐為四邊簡(jiǎn)支，試件采用鋼材作為玻璃面板的支撐材料，玻璃與支撐
框架間用
結(jié)構(gòu)膠密封。將制作好的玻璃幕墻試件安裝于預(yù)埋箱體上，用
螺栓連接，緊固后，安裝后的試件如圖5所示，中間橫桿安裝的為位移計(jì)。
2.3 數(shù)據(jù)采集原理及
設(shè)備 對(duì)已標(biāo)定好的測(cè)試系統(tǒng)加電、調(diào)試。導(dǎo)爆索起爆后，壓力同時(shí)作用于試件和
傳感器上，壓力傳感器輸出一個(gè)反映沖擊波壓力大小的電信號(hào)，電阻應(yīng)變片和位移傳感器信號(hào)實(shí)時(shí)記錄試件的動(dòng)力響應(yīng)特征，經(jīng)過測(cè)試系統(tǒng)采集放大并記錄下來，得到壓力、應(yīng)變和位移的波形數(shù)據(jù)。
1.應(yīng)變測(cè)量原理
�。�1）電阻應(yīng)變片的工作原理
由物理學(xué)原理可知，
金屬電阻絲的電阻 R 與長(zhǎng)度L 和
截面面積 A 有如下關(guān)系：
式中： R—電阻；
ρ—電阻率；
L —電阻絲長(zhǎng)度；
A—電阻絲截面積
應(yīng)變測(cè)量時(shí)，應(yīng)變片粘貼在結(jié)構(gòu)上，隨結(jié)構(gòu)一起發(fā)生形變，當(dāng)應(yīng)變片發(fā)生
變形時(shí)其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，因而阻值發(fā)生變化。量測(cè)儀器測(cè)量其阻值的變化，并根據(jù)應(yīng)變片的靈敏度指標(biāo)計(jì)算得出應(yīng)變值。
�。�2）電阻應(yīng)變片的電橋測(cè)法
應(yīng)變片發(fā)生變形時(shí)的阻值變化極小，其阻值的測(cè)量通過電橋法實(shí)現(xiàn)。電橋法測(cè)量阻值的原理如下：在電橋的橋壓輸入端（Eg+，Eg-）施以恒定電壓，當(dāng)充作橋臂的應(yīng)變計(jì)阻值發(fā)生變化時(shí)，電橋的信號(hào)輸出端（Ui+，Ui-）電壓將發(fā)生變化，通過測(cè)量此電壓的變化量即可得到電阻的變化值(圖6)。
�。�3）應(yīng)變量測(cè)系統(tǒng)組成
實(shí)際的應(yīng)變量測(cè)系統(tǒng)由四部分組成：應(yīng)變片、應(yīng)變放大器、數(shù)據(jù)采集儀和PC 機(jī)。
應(yīng)變片：將感受到的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻的變化。
應(yīng)變放大器：內(nèi)含電橋測(cè)量電路，將電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化并進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集器。
數(shù)據(jù)采集儀：采集應(yīng)變放大器放大后的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)。
PC 機(jī)：獲取數(shù)據(jù)采集器上傳的測(cè)量值，并根據(jù)換算關(guān)系轉(zhuǎn)換成應(yīng)變值顯示（圖7）。
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