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點支式玻璃幕墻系統耦合動力分析


來源:* 作者:張杰 呂令毅 日期:2005-8-26
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    [摘  要]本文在建立幕墻--結構耦合振動控制微分方程的基礎上,探討了動力偶合效應對點支式幕墻動力響應的影響。分析結果表明:幕墻對地震作用存在放大和削弱兩種趨勢.現行規范中的地震荷載取值在某些情況下偏于不安全。筆者就此提出了相關的修正方法,本文可作為制定相關規范的理論依據。
    [關鍵詞]點支式玻璃幕墻;地震荷載;次級動力系統
    點支式幕墻近十年來受到了國內外建筑界的廣泛關注。與單元式幕墻不同,點支式幕墻的振動分析屬于次級動力系統問題。主一次級動力系統翻合響應的復雜性遠非靜力學問題可比,這使得我們有必要重新審視現行規范中的有關規定。
    雖然國內外已有很多關于幕墻動力響應分析的研究工作,但在幕墻與結構相互作用的問題上至今沒有統一的結論,甚至相互矛盾。文獻[2]的試驗數據表明規范中地震荷載的有關規定對幕墻偏于不安全,而文獻[3]的計算結果卻示地震荷載效應可減小44%。
    本文將根據點支式幕墻與主體結構的真實關系,建立耦合的數學力學模型。基于該模型,以簡諧波和El一centro波為輸入波,給出幕墻加速度放大系數與結構、幕墻自振周期以及地面運動周期的關系曲線.并建立幕墻的地震反應譜曲面。進而探討規范中地震荷載的相關規定,得出實用的結論
    1、幕墻—結構耦合振動控制徽分方程


    基于圖2中幕墻—結構體系的動力響應構形,可導得圖1系統的耦合振動控制微分方程:


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