夹层复合建筑玻璃抗低速冲击性能研究

摘要

夹层复合建筑玻璃具有耐腐蚀、美观耐热、抗冲击性能好、强度高等优点，已广泛应用于高层玻璃幕墙等建筑结构中，但建筑玻璃极易受到异物撞击、爆炸等冲击载荷，发生破碎，产生巨大的经济损失。目前，针对复合建筑玻璃（即建筑用的复合夹层玻璃）的相关实验和数值模拟研究较少，缺乏相应的低速冲击集中载荷作用的冲击实验研究，对单层玻璃（普通浮法玻璃、钢化玻璃）和夹层玻璃（浮法夹层玻璃和钢化夹层玻璃）的冲击性能进行研究，具有重要的理论意义和工程实践应用意义。　　本文针对单层玻璃和PVB复合夹层玻璃，分别从静载拉伸性能实验、动载冲击性能实验、有限元数值模拟等方面进行了研究，对比研究了两种类型玻璃的拉伸性能和抗冲击性能。　　研究和分析了普通玻璃、钢化玻璃和PVB夹层玻璃的国内外研究现状，分别从材料力学性能研究和夹层玻璃冲击载荷作用研究两方面对国内外的研究概况进行了概括，重点对动态冲击载荷作用性能研究现状进行了描述，以得到本文主要研究内容和低速冲击性能研究的意义。　　依据静载实验要求，对钢化玻璃和普通浮法玻璃在静载作用下的力学性能进行了研究，主要进行了材料力学拉伸实验，得到了两种类型玻璃的本构关系、弹性模量、破坏模式、极限应力等材料力学性能，进而对比不同玻璃的力学性能差异。　　根据相关实验标准，设计并实施了夹层复合建筑玻璃落锤冲击实验，研究分析了复合夹层玻璃在落锤冲击载荷作用下的破坏模式、破坏裂纹分布形态、破坏机理，得到了玻璃破坏形态、破坏模式和影响因素。　　结合夹层玻璃的基本材料力学性能，利用数值模拟法，对夹层玻璃在冲击载荷作用下的动态响应进行研究，结合冲击性能实验，验证了有限元模拟方法的有效性。基于玻璃厚度、夹层厚度和试件平面尺寸等冲击性能影响因素，采用有限元数值模拟研究分析方法，研究不同影响因素对冲击性能的影响。得到夹层复合建筑玻璃在实际工程建设中的应用意义和应用前景。

目录