1．前言
隨著建筑業(yè)的發(fā)展，
玻璃幕墻得到了廣泛使用，修訂版《
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(
JGJ 102-2003)的發(fā)布，標(biāo)志我國(guó)幕墻行業(yè)的
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)跨上了新臺(tái)階。為助于幕墻行業(yè)工程技術(shù)人員理解、應(yīng)用此規(guī)范，確保幕墻結(jié)構(gòu)的安全性、
可靠性，特撰寫此文。本文包括
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定、幕墻所受
荷載及作用、玻璃計(jì)算、
結(jié)構(gòu)膠計(jì)算、
橫梁計(jì)算、
立柱計(jì)算、連接計(jì)算等內(nèi)容。
2．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定
2.1幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
幕墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算，采用以概率論為基礎(chǔ)的
極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用
分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。極限狀態(tài)包括兩種：
a．
承載能力極限狀態(tài)：主要指
強(qiáng)度破壞、喪失穩(wěn)定。
b．正常使用極限狀態(tài)：主要指產(chǎn)生影響正常使用或外觀的
變形。
2.2設(shè)計(jì)驗(yàn)算基本過程
設(shè)計(jì)驗(yàn)算基本過程分以下三步：
a．根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行荷載及作用計(jì)算。
b．根據(jù)
構(gòu)件所受荷載及作用計(jì)算
荷載效應(yīng)及組合。
c．根據(jù)驗(yàn)算公式進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算。
2.3驗(yàn)算公式
2.3.1
承載力驗(yàn)算：
S≤R
S：荷載效應(yīng)按
基本組合的設(shè)計(jì)值，可以是
內(nèi)力或
應(yīng)力。
具體到幕墻構(gòu)件：
S=γgSgk+ψwγwSwk+ψeγeSek
其中：
Sgk———
永久荷載效應(yīng)
標(biāo)準(zhǔn)值；
Swk———
風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；
Sek———
地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；
γg———永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，取γg=1.2；
γw———風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，取γw=1.4；
γe———地震作用分項(xiàng)系數(shù)，取γe=1.3；
ψw———風(fēng)
荷載組合值系數(shù)，取ψw=1.0；
ψe———地震作用
組合值系數(shù)，取ψe=0.5。
R：
抗力設(shè)計(jì)值，可以是構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值或
強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
①如果已知承載力設(shè)計(jì)值或強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，可直接引用。見《
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(
JGJ 102-2003)》P20§5.2“
材料力學(xué)性能”。
②如果已知承載力標(biāo)準(zhǔn)值或
強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，則需除以材料分項(xiàng)系數(shù)K2，得到承載力設(shè)計(jì)值或強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，舉例如下：
石材，已知其
彎曲強(qiáng)度平均值fgm= 8MPa，則其
抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg1=fgm/K2=fgm/2.15=3.72(MPa)；
錨栓，已知其極限抗拉力為50kN，則其抗拉力設(shè)計(jì)值F=50/K2=50/2=50/2=25(kN)。
不同材料的材料分項(xiàng)系數(shù)K1是由其總安全系數(shù)K及荷載分項(xiàng)系數(shù)K2決定的。其數(shù)學(xué)關(guān)系為K=K1K2。不同材料的總安全系數(shù)K舉例如下：石材K=3，連接K=2.8，玻璃K=2.5。而起主要控制作用的風(fēng)荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)K1=1.4。所以可換算得到：石材的材料分項(xiàng)系數(shù)K2=K/K1=3/1.4=2.15，連接的材料分項(xiàng)系數(shù)K2=K/K1=2.8/1.4=2，玻璃的材料分項(xiàng)系數(shù)K2=K/K1=2.5/1.4=1.785。
2.3.2
撓度驗(yàn)算
df≤df·lim
df：構(gòu)件在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值或永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下產(chǎn)生的撓度值。
df·lim：構(gòu)件撓度限值。
在
鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算中，撓度驗(yàn)算應(yīng)考慮不同
作用效應(yīng)的組合。但在幕墻計(jì)算中，出于簡(jiǎn)化考慮，不考慮不同作用效應(yīng)的組合，僅須分別單獨(dú)計(jì)算風(fēng)荷載或永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度。
具體到下列幕墻構(gòu)件：
鋁橫梁、立柱：df·lim=l/180，l為支點(diǎn)間距離。
鋼橫梁、立柱：df·lim=l/250，l為支點(diǎn)間距離。
四邊支承玻璃：df·lim=短邊邊長(zhǎng)/60
四點(diǎn)支承玻璃：df·lim=支承點(diǎn)間長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)/60
玻璃肋對(duì)邊支承玻璃：df·lim =跨度/60
玻璃肋：df·lim=計(jì)算跨度/200
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