基于频率变化率的全隐框玻璃幕墙损伤检测研究（论文）.pdf

建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 建筑资讯 Building Information 第44卷第 13期 2017年7月 基 于 频 率 变 化 率 的 全 隐 框 玻 璃 幕 墙 损 伤 检 测 研 究 罗 文 奇 ， 方 治 华 (内蒙 古科技 大 学土木 工程 学 院 ，内蒙 古包头 014010) [摘 要 ]随着我国经济的快速发展，建筑幕墙需求量急剧增加，但各种高空坠落事故频发，因此应通过振动检测，及时查 找损伤的幕墙玻璃并更换，从而预防安全事故发生。故以5种损伤模型为研究对象进行模态分析，以低阶频率变化率为损伤指标， 分析研究其敏感程度 ；试验研究验证了该指标的敏感程度，达到了预期效果，可为今后的研究提供参考和借鉴。 [关键词 ]全隐框玻璃幕墙 ；脱胶损伤 ：损伤识别 [中图分类号 ]TU746．2 [文献标志码 ]A [文章编号 ]1001—523x (2017)13-0001-02 Study on D am age Detection of Full--scale Fram e-—concealed Glass Curtain．walls Based on M odal Curvature Luo Wen—qi，Fang Zhi—hua [Abstract]With the rapid development of China’S econom~the demand for curtain walls has increased dramatically,but various high—altitude fall accident have been frequent．Therefore，it is necessary to detect the dam aged curtain wall glass by vibration detection and prevent the safety accidents．Therefore，five kinds of dam age models were used for modal analysis，and the low—order frequency change rate was used as the dam age index to analyze the sensitivity degree．The experimental study verified the sensitivity of the index and achieved the expected effect，which could be used for future research Provide reference and reference． [Keywords]full—scale flame-concealed glass curtain-walls；debonding dam age；damage identification 玻璃幕墙是现代化墙体装饰中运用极其广泛的方法。由 于外观美观新颖，玻璃幕墙在建筑上应用越来越广泛。随着 我国经济的快速平稳发展，建筑幕墙需求量急剧增加，为此 后的幕墙安全性埋下了隐患。城市既有建筑玻璃幕墙使用规 模十分庞大，约超过2亿 m [1]，幕墙玻璃从高空坠落的事件频 频发生。 幕墙玻璃产生高空坠落的原因主要包括幕墙玻璃的密封 胶失效引发的漏气 以及幕墙玻璃板的结构胶 (如硅酮胶)失 效导致的玻璃板松动。通过振动检测，可找到脱胶损伤的幕 墙玻璃并及时更换，可在很大程度上预防人身、财产安全事 故的发生。 基于振动特性的玻璃幕墙损伤检测方面的研究和应用， 近年来越来越受到重视。 文献 [2】，[3】通过动态法获得固有频率来识别幕墙玻璃的 松动损伤程度。顾建祖等人 [4】通过求解模态函数得到振动传 递率，由此构建一种新损伤识别参数。陈振宇 【5 等人根据 FFT功率谱提出了一种新的检测方法。一些国内外学者 从 应变模态方面也做了相关研究工作。 本文重点研究结构胶失效导致的玻璃板松动 问题，以单 块幕墙中空玻璃板为研究对象，建立有限元模型，由于结构 的固有特性与外荷载无关，以模态频率为指标计算其变化率 判断其对脱胶损伤模型敏感程度。为今后全隐框玻璃幕墙脱 胶损伤检测分析提供借鉴，也为在幕墙损伤检测研究过程 中 损伤指标的选取上提供参考。 1 有限元模型的建立 中空玻璃是由两块钢化玻璃通过铝合金间隔条和结构密 封胶连接的。为使问题简化，不考虑玻璃粘接模型的材料非 线性。 本文根据幕墙中空玻璃板实际的结构固定形式和中空玻 璃组成形式考虑结构胶层的粘结用弹簧单元模拟，带有间隔 收稿日期 ：2017_J03_26 作者简介 ：罗文奇 (1989一)，男，河北邯郸人，主要研究方向为振 动力学。 的中空玻璃用板单元来定义 【9】。将上下两种弹簧刚度换算为折 合刚度，弹簧单元连接形式为两层弹簧单元垂直于 平面绕 玻璃板最外边一周，上层连接两板，下层连接底部板与固定 端 (即以固定约束模拟玻璃幕墙基础结构形式)。 将模型定义在三维坐标系内，以下板 A点为原点，长边 AB方向为 x轴，短边AD方向为Y轴。 根据规范JGJ 102--2003《玻璃幕墙工程技术规范》，玻 璃板的几何参数初步设为 ：长 l 200mm，宽1 000mm，玻璃厚 5toni，玻璃间隔9Inrn。 损伤预设5种损伤类型，在 5种损伤模型的基础上添加3 种不 同程度的脱胶损伤长度400mm，600mm，800mm。相关工 况见表 1。 表1 工况损伤模型 工况 损伤模型 工况l 长边端部损伤400mm 工况2 长边端部损伤600mm 工况3 长边端部损伤800mm 工况4 长边中部损伤400mm 工况5 长边中部损伤600mm 工况6 长边中部损伤800mm 工况7 短边端部损伤400mm 工况8 短边端部损伤600mm 工况9 短边端部损伤800mm 工况10 短边中部损伤400mm