1　前　言
近幾年，國內點(diǎn)式玻璃幕墻技術(shù)發(fā)展較快，由于它具有通透性好、美觀(guān)、大方的特點(diǎn)，所以作為北京標志性建筑的“北京植物園展覽溫室”(見(jiàn)圖1)就采用了這種結構類(lèi)型[1]。
在點(diǎn)式玻璃建筑中，其維護結構采用鋼化玻璃。鋼化玻璃由于具有較高的承載能力和良好的保溫隔熱效果，所以在越來(lái)越多的建筑中被采用。
在點(diǎn)式玻璃幕墻建筑中，帶孔鋼化玻璃板的承載性能與連接方式和開(kāi)孔方式有很大關(guān)系，而鋼化玻璃板本身的強度和它的生產(chǎn)工藝有關(guān)。由于各個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家的生產(chǎn)工藝不同，所以它的強度有一定的離散性。按目前國內規范，玻璃材料性質(zhì)是：彈性模量72 000 MPa，強度84 MPa，泊松系數為0.22。但由于本工程采用的鋼化玻璃全部為國外進(jìn)口，在我們以前所做的孔邊應力和變形問(wèn)題的研究中發(fā)現[2][3]，這批材料的強度和變形與規范數值計算結果相比，存在一定誤差，所以簡(jiǎn)單地采用國內規范玻璃材料性質(zhì)對結構進(jìn)行分析和預測是不科學(xué)的。我們希望通過(guò)同批玻璃的補充材性試驗來(lái)得到較為準確的材性系數。
2　試　驗
2.1　試驗方法
玻璃是較有有代表性的脆性破壞材料，其破壞特征在于：幾乎所有的玻璃都由于拉應力產(chǎn)生表面裂紋而破碎。根據規范[1]，玻璃的抗彎強度較限是玻璃的重要性質(zhì)，它的數值決定玻璃作為結構材料的應用前途。因為玻璃在實(shí)際條件下通常都要經(jīng)受這種負荷。
由于玻璃屬于各相異性材料，所以采用環(huán)形簡(jiǎn)支，中間采用環(huán)形荷載，通過(guò)完全對稱(chēng)來(lái)清理各相異性的影響。試驗中我們采用的支撐環(huán)直徑為200 mm，受力環(huán)直徑為100 mm。
2．2　試驗模型
由于在植物園溫室點(diǎn)式玻璃幕墻建筑中，玻璃厚度分別為8 mm和12 mm，所以試驗中我們主要針對這2種厚度的玻璃進(jìn)行。玻璃試件的規格統一為300 mm的圓形平面鋼化玻璃。
試件編號為CX－1、2、3、4的試件，直徑為300 mm，厚度為8 mm；編號為CX－5、6、7、8、9的試件，直徑為300 mm，厚度為12 mm。
2.3　加載方案
試驗裝置見(jiàn)圖2。



圖2　試驗裝置示意
1－支撐鋼柱；2－鋼梁；3－支撐臺；4－支撐環(huán)；5－玻璃試件；
6－受力環(huán)；7－千斤頂
裝置中，工字鋼柱通過(guò)地腳螺栓固定在地面上，鋼柱上通過(guò)連接板固定受力反梁，梁上固定千斤頂加載，通過(guò)傳感器調節加載速度。
2.4　試驗測量?jì)热?
在這次點(diǎn)式支承玻璃板材性試驗中，主要測試內容是玻璃板中心處應力與位移。
2．5　試驗現象
在CX－1試件試驗中，隨著(zhù)荷載的逐漸增加，測量點(diǎn)的應變值近似的呈現出線(xiàn)性增加。并且測量的位移也隨荷載增加呈現出線(xiàn)性遞增的趨勢。在荷載加到2000 kg時(shí)，試件的撓度已經(jīng)達到2.35 mm，但試件仍然沒(méi)有破壞；當荷載達到2385 kg，試件破壞。
在CX－5試件試驗中，隨著(zhù)荷載的逐漸增加，測量點(diǎn)的應變值也近似的呈現出線(xiàn)性增加。而且測量的位移也隨荷載增加呈現出線(xiàn)性遞增的趨勢。在荷載加到5000 kg時(shí)，試件的撓度已經(jīng)達到1．89 mm，但試件仍然沒(méi)有破壞；當荷載達到5771 kg，試件破壞。其它試件加載也出現類(lèi)似的現象。
3　試驗結果
3．1　試驗荷載－應力曲線(xiàn)
試驗繪制了9根荷載－應力曲線(xiàn)，其中CX－1曲線(xiàn)見(jiàn)圖3。
3.2　試驗荷載－撓度曲線(xiàn)
試驗繪制了9根荷載－撓度曲線(xiàn)，在這里我們給出CX－1的曲線(xiàn)見(jiàn)圖4。
4　結果分析
4．1　有限元計算分析
模型單元類(lèi)型為三維實(shí)體單元，形狀類(lèi)似正四面體。每個(gè)單元定義10個(gè)節點(diǎn)，每個(gè)節點(diǎn)帶 3個(gè)自由度，具有大變形的特性，所以在有限元計算中選用三維實(shí)體單元。網(wǎng)格劃分時(shí)控制 單元邊長(cháng)［5]。
 計算軟件采用ANSYS，計算中主要用到ANSYS軟件提供的結構靜力分析模塊，用來(lái)求解外載荷 引起的位移和應力。 根據試驗實(shí)際加載條件，試件玻璃厚度分別為8 mm，12 mm，圓形玻璃的直徑300 mm。荷載 值為試驗所得數據。