玻璃挠度测试仪

一、试验概况  

  1. 试验样品玻璃品种包括浮法、半钢化、钢化玻璃，支承条件以四边支撑为主。试验样品约六十片，玻璃厚度以玻璃幕墙工程常用的6mm、8mm、10mm为主。 
  2. 试验方法通过对四边支撑的玻璃板块在侧向均布荷载作用下的试验，研究其跨中挠度、zui大应力的变化规律。检验过程参照ASTM-E998进行，将玻璃板块安装在测试箱体上。试验过程中采集的数据包括控制点的应变值和跨中挠度值。   

二、研究内容和方法 
  1. 通过以上较为典型的玻璃板块在侧向荷载作用下的的应力和挠度试验，研究单片玻璃在侧向荷载作用下的应力和挠度变化规律。采取四边支承方式进行玻璃侧向荷载的试验，采集的数据主要包括控制点的应变和跨中挠度。   2. 运用薄板弹性弯曲理论，通过有限元方法计算四边支承玻璃的zui大应力和跨中挠度，并与试验数据进行对比，从而建立合理的玻璃应力和挠度计算方法，为玻璃结构性能的理论分析建立合适的计算模型。 
  3. 由较合理的玻璃有限元计算模型，计算大量的不同厚度、长宽比的玻璃zui大应力和跨中挠度，拟合玻璃应力和挠度公式。   通过以上试验和研究，建立单片玻璃较完整的计算方法，弥补现行幕墙玻璃规范中的不足之处、为使用中幕墙玻璃的评估提供理论依据。    
三、试验结果分析 
  （一）单片玻璃强度和挠度研究 
  1. 试验实测数据与现行规范计算值的对比 
  现行规范（JGJ102-96、DBJ08-56-96）采用小挠度理论来计算玻璃zui大应力和跨中挠度。 
  试验实测数据与现行规范计算值对比结果显示现行规范计算结果与试验结果误差相当大。现行规范计算应力与实测应力的误差波动范围在-9.80％～142.64％，其中负偏差占4.55%，负偏差平均值为-7.14%；正偏差占95.45%，正偏差平均值为59.06%。上海地方标准计算挠度与实测挠度的误差波动范围在3.57％～167.72％，均为正偏差，误差平均值为74.60％。 
  2. 大挠度计算方法研究

由于小挠度理论进行单片玻璃的应力、挠度计算存在较大的误差，故采用大挠度理论对单片玻璃的应力、挠度进行计算分析，即考虑中面内各点由挠度引起的纵向位移、中面位移引起的中面应变和中面内力。大挠度理论的计算较为复杂，较难采用常规的数值计算方法求解，我们采用美国ANSYS公司的有限元计算软件。   

3. 实测值与大挠度理论计算结果对比分析 
  应力计算值与实测应力的误差波动范围在-18.05％～20.48％，其中负偏差占45％，负偏差平均值-8.5％；正偏差占55％，正偏差平均值7.58％。跨中挠度计算值与实测挠度的误差波动范围在-12.79％～13.01％，其中负偏差占42.5％，负正偏差平均值-5.04％；正偏差占55％，正偏差平均值7.35％，零偏差占2.5％。经有限元计算验证，按大挠度理论计算的玻璃zui大应力、跨中挠度值与试验实测值的误差较小，远比现行规范计算值的误差要小。   

1) 典型单片玻璃的试验数据与大挠度理论计算结果的对比分析   

A) 样品为钢化玻璃，板块尺寸1000×2000mm，厚度6mm。         
   按弹性薄板的小挠度弯曲理论计算，玻璃跨中挠度和zui大应力呈线性发展趋势。按弹性薄板的大挠度弯曲理论计算，玻璃跨中挠度和zui大应力呈非线性发展趋势，且与跨中挠度、zui大应力实测值相吻合。

四、玻璃绕度测试仪软件说明
软件系统：中英文Windows2000/XP/Win7平台下软件包
自动储存：试验条件、试验结果、计算参数、标距位置自动储存。
自动返回：试验结束后，四点弯曲试验机横梁会自动返回到试验初始位置。
连续试验：一批试验参数设定完成后，四点弯曲试验机可连续进行测试。
多种曲线：同一图形上可显示多种不同的曲线：荷重--位移、荷重-时间、位移--时间、应力—应变、荷重两点延伸等多种曲线。
曲线对比：同组试样的曲线可在同一张图上叠加对比。
报告编辑：可按用户要求输出不同的报告形式。
动态显示：测试过程中，负荷、伸长、位移及选中的试验曲线随着测试的进行，实时动态显示在主控屏幕上。
自动变标：试验中负荷、伸长等曲线坐标，如果选择不当，四点弯曲试验机可根据实测值的大小，自动变换座标。保证在任何情况下曲线以zui大的形式显示在屏幕上。
峰值保持：在测试的整个过程中，测试项目的zui大值始终随着试验的进行，在屏幕窗口上显示。
执行标准：满足GB、ISO、JIS、ASTM、DIN等多种试验方法和标准。