聚氨酯密封膠采用三種建模方式。模型一采用三維實(shí)體單元建模。模型二采用彈簧單元等效建模，彈簧初始剛度模量根據(jù)本文的計(jì)算方法確定，由式(8)得單位長(zhǎng)度的彈簧單元的初始剛度模2.364N/mm。模型三采用彈簧單元等效建模，但彈簧初始剛度模量按單一尺寸(12 mmX 12mm)聚氨酯密封膠取值，由式(8)得單位長(zhǎng)度的彈簧單元的初始剛度模量為1.119N/mm。圖15為模型一的有限元模型。三個(gè)模型的跨中截面的法向位移如圖所示。

        由此可知，三種模型下位移分布形態(tài)基本一致，均呈現(xiàn)以玻璃中心為最大值、向邊緣逐漸減小的典型彎曲變形特征，但位移幅值存在明顯差異。三個(gè)模型的跨中最大位移分16.09mm,16.86mm,19.37mm。以模型一計(jì)算結(jié)果為精確解，對(duì)模型二與模型三的跨中最大位移進(jìn)行誤差分析。模型二和模型三的相對(duì)誤差分別為4.78%和20.37%。這是由于模型三將12mmX 12mm的聚氨酯密封膠剛度作為了16mmX 18mm的聚氨酯密封膠剛度進(jìn)行模擬，未考慮實(shí)際聚氨酯密封膠邊界約束效應(yīng)差異，導(dǎo)致聚氨酯密封膠等效剛度被明顯低估，從而使玻璃幕墻整體變形計(jì)算結(jié)果偏大。相比之下，模型二采用本文提出的考慮邊界約束效應(yīng)的聚氨酯密封膠初始剛度模量計(jì)算方法，能夠根據(jù)實(shí)際聚氨酯密封膠截面尺寸合理修正其等效剛度，表明該方法具有更好的適用性和準(zhǔn)確性。

        為了更加方便準(zhǔn)確地計(jì)算工字型聚氨酯密封膠的初始剛度模量，提出了一種考慮邊界約束效應(yīng)影響的計(jì)算方法。通過試驗(yàn)和數(shù)值分析可得出以下結(jié)論:

        (1)受邊界約束效應(yīng)影響，45組工字型試件的初始剛度模量都大于啞鈴型試件的初始彈性模量，且寬厚比在0.52.0區(qū)間范圍內(nèi)，初始剛度模量隨著寬厚比增大而線性增加。

        (2)聚氨酯密封膠厚度也顯著影響聚氨酯密封膠的初始剛度模量，當(dāng)厚度比在0.52.0區(qū)間范圍內(nèi)，初始剛度模量隨著厚度增大而線性降低。邊界約束效應(yīng)對(duì)初始剛度模量的影響是寬厚比和厚度比的線陛函數(shù)。如果忽略邊界約束效應(yīng)的影響，以12mmX 12 mm(w X t)截面的工字型試件的初始剛度模量描述12mm X 6 mm(w Xt)，將導(dǎo)致23.05%的相對(duì)誤差。

        (3)通過工程算例對(duì)不同聚氨酯密封膠剛度取值方法的適用性進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明，采用本文提出的考慮邊界約束效應(yīng)的聚氨酯密封膠初始剛度模量計(jì)算方法時(shí)，玻璃面板跨中最大位移與精確解之間的相對(duì)誤差約為4.78%;而直接采用規(guī)范單一尺寸試件所得剛度參數(shù)時(shí)，其相對(duì)誤差約為20.37%。對(duì)比可知，本文提出的計(jì)算方法精度更高，可為玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)值分析中聚氨酯密封膠剛度參數(shù)的選取提供更加可靠的依據(jù)。http://www.zjdbfw.com/