2.位移测量原理
本次试验用位移传感器为调频接触式位移计,位移计安装时测杆与试件紧密连接,试件的变形通过测杆的变形经传感器转换为调频信号,再由位移变送器将调频信号检出为电压信号送至数据采集仪并转换记录为数字信号储存(图8)。
3.压力测量原理
模爆器内压力测量采用应变式压力传感器,其本质仍然是应变的测量,应变测量的基本测量原理同上。压力传感器的测量原理如下:在压力传感器的承压面连接有薄壁圆筒,圆筒侧壁粘贴有应变片,当承压面受到压力作用时,薄壁圆筒也相应发生变形,应变片也随之变形,因此测量应变片的应变即可测得对应的压力值。
4.数据采集设备
数据采集仪采用江苏东华测试技术有限公司的 DH5939N 数据采集仪。DH5939N数据采集记录分析仪是一种高性能的多通道并行数据采集记录分析系统。系统包括以 A/D 转换器为核心的数据采集记录仪,以控制、记录和分析为目的的微型计算机以及相应的控制软件和分析软件。如图9 所示:
由上表可以看出,单片玻璃面板在两组爆炸冲击荷载作用下,均呈现粉碎性破坏(
脆性破坏),玻璃面板完全脱离支撑框,玻璃碎片向四周飞溅,箱体内有大量碎片,即易造成二次伤害。而且在 1.5m导爆索爆炸冲击作用下,玻璃面板后的位移
撑杆也发生较大变形,说明爆炸荷载再使得面板破碎后仍有较大的余量。玻璃破碎图片如图11所示。
夹胶玻璃和夹胶
中空玻璃在不同爆破等级下,分别表现为
弹性变形、
塑性变形和完全损坏三种形式。当爆破等级较小时,玻璃面板测点处的应变值和位移值都较小,并且随着荷载的衰减,面板的应变和位移也回归至零,玻璃面板未发生
裂纹,属于
弹性变形。随着爆破等级的增大,玻璃面板进入塑性变形阶段,首先为内片玻璃破损,随着荷载的衰减,面板的应变和位移不再回归至零点。爆破等级进一步增大,玻璃面板内外片均完全破损,无继续
承载能力,玻璃中心呈撕裂状破坏,玻璃没有完全脱离玻璃框,玻璃没有发生大面积飞溅,少数玻璃碎片散落,如图12所示。
4 结论
通过对玻璃幕墙在爆炸冲击荷载作用下的动力响应试验,可以得出如下结论:
1.单片玻璃在爆炸冲击荷载作用下呈脆性破坏,并伴有碎片飞溅,易对建筑的其他构件和人员造成二次伤害,因此在有抗爆炸设计要求的建筑结构中,禁止采用单片玻璃作为抗暴玻璃幕墙的
板材;
2.夹胶玻璃和夹胶
中空玻璃能抵抗一定等级的爆炸冲击荷载,而且其破坏后整体不
脱落,没有碎片飞溅,对人员无二次伤害,尤其是夹胶中空玻璃,抵抗爆炸冲击波荷载能力较强。在没有抗爆炸设计要求的建筑结构中,宜采用夹胶玻璃作为
建筑幕墙的板材;在有抗爆炸设计要求的重要性建筑中,宜采用夹胶中空玻璃作为建筑幕墙的板材。
3.炸药爆炸形成的冲击波的峰压力值或冲量值没有达到夹胶玻璃面板破碎限值时,夹胶玻璃面板的动力响应为弹性响应。随着冲击波的衰减,夹胶玻璃面板的变形回归于初始状态,当冲击波的峰压力值或冲量值超过限值,夹胶玻璃面板变形为弹塑性变形。
参考文献
[1]赵西安.建筑幕墙工程手册(上册).北京:中国建筑工业出版社,2003
[2]秦荣.高层与超
高层建筑结构.北京:科学出版社,2007
[3] U.S. Army Corps of Engineers. (1957). “Design of Structures to resist the effects of Atomic Weapons” Manual
EM 1110-345-415, Washington D.C.
[4] ASTM. (1996). “Standard test method for glazing and glazing systems subjected to airblast loadings” F West Conshohocken, Pa.
[5] 陶志雄.玻璃幕墙的爆炸动力响应及抗爆炸设计方法:[博士学位论文].上海:同济大学,2011
注:陈 峻(华东建筑设计研究院有限公司,上海 200002)
陶志雄(武汉建筑设计研究院有限公司,武汉 430000)
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