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点支式玻璃幕墙系统耦合动力分析


来源:* 作者:张杰 吕令毅 日期:2005-8-26
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    [摘  要]本文在建立幕墙--结构耦合振动控制微分方程的基础上,探讨了动力偶合效应对点支式幕墙动力响应的影响。分析结果表明:幕墙对地震作用存在放大和削弱两种趋势.现行规范中的地震荷载取值在某些情况下偏于不安全。笔者就此提出了相关的修正方法,本文可作为制定相关规范的理论依据。
    [关键词]点支式玻璃幕墙;地震荷载;次级动力系统
    点支式幕墙近十年来受到了国内外建筑界的广泛关注。与单元式幕墙不同,点支式幕墙的振动分析属于次级动力系统问题。主一次级动力系统翻合响应的复杂性远非静力学问题可比,这使得我们有必要重新审视现行规范中的有关规定。
    虽然国内外已有很多关于幕墙动力响应分析的研究工作,但在幕墙与结构相互作用的问题上至今没有统一的结论,甚至相互矛盾。文献[2]的试验数据表明规范中地震荷载的有关规定对幕墙偏于不安全,而文献[3]的计算结果却示地震荷载效应可减小44%。
    本文将根据点支式幕墙与主体结构的真实关系,建立耦合的数学力学模型。基于该模型,以简谐波和El一centro波为输入波,给出幕墙加速度放大系数与结构、幕墙自振周期以及地面运动周期的关系曲线.并建立幕墙的地震反应谱曲面。进而探讨规范中地震荷载的相关规定,得出实用的结论
    1、幕墙—结构耦合振动控制徽分方程


    基于图2中幕墙—结构体系的动力响应构形,可导得图1系统的耦合振动控制微分方程:


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