玻璃幕墙工程技术规范(9)

时间:2011-01-25 09:29 来源：未知 作者：admin 点击量次             

　　在现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2001中规定，当地震作用与风荷载同时考虑时，风的组合值系数取为0.2。由于幕墙暴露在室外，受风荷载影响较为显著，风荷载作用效应比地震作用效应大，应作为第一可变作用，其组合值系数一般取1.0。地震作用作为第二个可变荷载时，现行国家标准《建筑结·构荷载规范》GB 50011—2001和《建筑抗震设计规范》GB 50009—2001，都没有规定确切的组合值系数;考虑到幕墙工程中地震作用效应一般不起控制作用，同时考虑到幕墙结构设计的安全性，本规范规定其组合值系数取0.5。

　　结构的自重是经常作用的永久荷载，所有的基本组合工况中都必须包括这一项。当永久荷载(重力荷载)的效应起控制作用时，其分项系数γG应取1.35，但参与组合的可变作用仅限于竖向荷载，且应考虑相应的组合值系数。对一般幕墙构件，当重力荷载的效应起控制作用时(γG取1.35)，可不考虑风荷载和地震作用;对水平倒挂玻璃及其框架，风荷载是主要竖向可变荷载，此时，风荷载的组合值系数取0.6，与《建筑结构荷载规范》GB50009—2001的规定一致。当永久荷载作用对结构设计有利时，其分项系数γG应取不大于1.0。

　　我国是多地震国家，抗震设防烈度6度以上的地区占中国国土面积70%以上，绝大多数的大、中城市都考虑抗震设防。对于有抗震要求的幕墙，风荷载和地震作用都应考虑。

　　因为本规范仅考虑竖向幕墙和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墙，且抗震设防烈度不大于8度，所以，可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。对于大跨度的玻璃雨蓬、通廊、采光顶等结构设计，应符合国家现行有关标准的规定或进行专门研究。

　　按照以上说明，幕墙结构构件承载力设计中，理论上可考虑下列典型组合工况：

　　1.1.2G+1.0×1.4W

　　2.1.0G+1.0×1.4W

　　3.1.2G+1.0×1.4W+0.5×1.3E

　　4.1.0G+1.0×1.4W+0.5×1.3E

　　5.1.35G+0.6×1.4W(风荷载向下)

　　6.1.0G+1.0×1.4W(风荷载向上)

　　7.1.35G

　　以上组合工况中，G、W、E分别代表重力荷载、风荷载、地震作用标准值产生的应力或内力。对不同的幕墙构件应采用不同的组合工况，如第5、6项一般仅用于水平倒挂幕墙的设计。另外，作用效应组合时，应注意各种作用效应的方向性，不同方向的作用效应是不能进行组合的。

　　5.1.4 根据幕墙构件的受力和变形特征，正常使用状态下，其构件的变形或挠度验算时，一般不考虑不同作用效应的组合。因地震作用效应相对风荷载作用效应较小，一般不必单独进行地震作用下结构的变形验算。在风荷载或永久荷载作用下，幕墙构件的挠度应符合挠度限值要求，且计算挠度时，作用分项系数应取1.0。

　　5.5 连接设计

　　5.5.1 幕墙的连接与锚固必须可靠，其承载力必须通过计算或实物试验予以确认，并要留有余地，防止偶然因素产生突然破坏。连接件与主体结构的锚固承载力应大于连接件本身的承载力，任何情况不允许发生锚固破坏。

　　安装幕墙的主体结构必须具备承受幕墙传递的各种作用的能力，主体结构设计时应充分加以考虑。

　　主体结构为混凝土结构时，其混凝土强度等级直接关系到锚固件的可靠工作，除加强混凝土施工的工程质量管理外，对混凝土的最低强度等级也应加以要求。为了保证与主体结构的连接可靠性，连接部位主体结构混凝土强度等级不应低于C20。

　　5.5.2 幕墙横梁与立柱的连接，立柱与锚固件或主体结构钢梁、钢材的连接，通常通过螺栓、焊缝或铆钉实现。现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017对上述连接均作了规定，应参照执行。同时受拉、受剪的螺栓应进行螺栓的抗拉、抗剪设计;螺纹连接的公差配合及构造，应符合有关标准的规定。

　　为防止偶然因素的影响而使连接破坏，每个连接部位的受力螺栓、铆钉等，至少需要布置2个。

　　5.5.3 框支承幕墙立柱截面较小，处于受压工作状态时受力不利，因此宜将其设计成轴心受拉或偏心受拉构件。立柱宜采用圆孔铰接接点在上端悬挂，采用长圆孔或椭圆孔与下端连接，形成吊挂受力状态。

　　5.5.4 幕墙构件与混凝土结构的连接，多数情况应通过预埋件实现，预埋件的锚固钢筋是锚固作用的主要来源，混凝土对锚固钢筋的粘结力是决定性的。因此预埋件必须在混凝土浇灌前埋入，施工时混凝土必须密实振捣。目前实际工程中，往往由于未采取有效措施来固定预埋件，混凝土浇注时使预埋件偏离设计位置，影响与立柱的准确连接，甚至无法使用。因此，幕墙预埋件的设计和施工应引起足够的重视。

　　5.5.5 附录C对幕墙预埋件设计作了一般规定。对于预埋件的要求，主要是根据有关研究成果和现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010。

　　1.承受剪力的预埋件，其受剪承载力与混凝土强度等级、锚固面积、直径等有关。在保证锚固长度和锚筋到埋件边缘距离的前提下，根据试验提出了半理论、半经验的公式，并考虑锚筋排数、锚筋直径对受剪承载力的影响。

　　2.承受法向拉力的预埋件，钢板弯曲变形时，锚筋不仅单独承受拉力，还承受钢板弯曲变形引起的内剪力，使锚筋处于复合应力状态，在计算公式中引入锚板弯曲变形的折减系数。

　　3.承受弯矩的预埋件，试验表明其受压区合力点往往超过受压区边排筋以外，为方便和安全考虑，受弯力臂取外排锚筋中心线之间的距离，并在计算公式中引入锚筋排数对力臂的折减系数。

　　4.承受拉力和剪力或拉力和弯矩的预埋件，根据试验结果，其承载力均取线性相关关系。

　　5.承受剪力和弯矩的预埋件，根据试验结果，当V/Vu0>0.7时?取剪弯承载力线性相关;当V/Vu0≤0.7时，取受剪承载力与受弯承载力不相关。这里，Vu0为预埋件单独承受剪力作用时的受剪承载力。

　　6.当轴力N<0.5fcA时，可近似取M—0.4NZ=0作为受压剪承载力与受压弯剪承载力计算的界限条件。本规范公式(C.0.1-3)中系数0.3是与压力有关的系数，与试验结果比较，其取值是偏于安全的。

　　承受法向拉力和弯矩的预埋件，其锚筋载面面积计算公式中拉力项的抗力均乘以系数0.8，是考虑到预埋件的重要性、受力复杂性而采取提高其安全储备的折减系数。