1　前　言
近幾年，國內點式玻璃幕墻技術發(fā)展較快，由于它具有通透性好、美觀、大方的特點，所以作為北京標志性建筑的“北京植物園展覽溫室”(見圖1)就采用了這種結構類型[1]。
在點式玻璃建筑中，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，所以在越來越多的建筑中被采用。
在點式玻璃幕墻建筑中，帶孔鋼化玻璃板的承載性能與連接方式和開孔方式有很大關系，而鋼化玻璃板本身的強度和它的生產工藝有關。由于各個生產廠家的生產工藝不同，所以它的強度有一定的離散性。按目前國內規(guī)范，玻璃材料性質是：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口，在我們以前所做的孔邊應力和變形問題的研究中發(fā)現[2][3]，這批材料的強度和變形與規(guī)范數值計算結果相比，存在一定誤差，所以簡單地采用國內規(guī)范玻璃材料性質對結構進行分析和預測是不科學的。我們希望通過同批玻璃的補充材性試驗來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生表面裂紋而破碎。根據規(guī)范[1]，玻璃的抗彎強度較限是玻璃的重要性質，它的數值決定玻璃作為結構材料的應用前途。因為玻璃在實際條件下通常都要經受這種負荷。
由于玻璃屬于各相異性材料，所以采用環(huán)形簡支，中間采用環(huán)形荷載，通過完全對稱來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種厚度的玻璃進行。玻璃試件的規(guī)格統(tǒng)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，工字鋼柱通過地腳螺栓固定在地面上，鋼柱上通過連接板固定受力反梁，梁上固定千斤頂加載，通過傳感器調節(jié)加載速度。
2.4　試驗測量內容
在這次點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，隨著荷載的逐漸增加，測量點的應變值近似的呈現出線性增加。并且測量的位移也隨荷載增加呈現出線性遞增的趨勢。在荷載加到2000 kg時，試件的撓度已經達到2.35 mm，但試件仍然沒有破壞；當荷載達到2385 kg，試件破壞。
在CX－5試件試驗中，隨著荷載的逐漸增加，測量點的應變值也近似的呈現出線性增加。而且測量的位移也隨荷載增加呈現出線性遞增的趨勢。在荷載加到5000 kg時，試件的撓度已經達到1．89 mm，但試件仍然沒有破壞；當荷載達到5771 kg，試件破壞。其它試件加載也出現類似的現象。
3　試驗結果
3．1　試驗荷載－應力曲線
試驗繪制了9根荷載－應力曲線，其中CX－1曲線見圖3。
3.2　試驗荷載－撓度曲線
試驗繪制了9根荷載－撓度曲線，在這里我們給出CX－1的曲線見圖4。
4　結果分析
4．1　有限元計算分析
模型單元類型為三維實體單元，形狀類似正四面體。每個單元定義10個節(jié)點，每個節(jié)點帶 3個自由度，具有大變形的特性，所以在有限元計算中選用三維實體單元。網格劃分時控制 單元邊長［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，用來求解外載荷 引起的位移和應力。 根據試驗實際加載條件，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。