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玻璃幕墙与门窗结构可靠度设计问题探讨(二)

来源:中国幕墙网收集整理  作者:石民祥 杨仕超  日期:2005-4-28
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  根据建筑结构可靠度分析与设计原理,对以金属框架为支承体系的破璃幕墙和门窗采用以概率理论为基础的极限状态设计方法进行的结构设计计算及其可靠度问题进行系绝性的分析探讨,提出对我国现行玻璃幕墙工程技术规范中幕墙结构设计有关问题的看法,以及时目前尚无规范依据的建筑门窗结构设计计算问题的看法及建议。

     按玻璃与铝合金框之间由温度作用引起的相对位移Us2和结构胶的长期荷载变位承受能力б2(对应于F2 0.007MPa时的变形值)计算胶缝的粘接厚度Ts2的计算公式:《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ 102-96)公式(5.6.6-1)。

    胶缝的粘接厚度选取TS1和TS2中数值大者为Ts,作为胶缝粘接厚度设计值。

    在此基础之上,为防止结构胶缝在玻璃自重永久荷载持续作用下发生蠕变,《玻璃幕墙工程技术规范》还规定在每块幕墙玻璃下端设两个铝合金或不锈钢托条承重的构造措施,以确保结构胶粘接承载能力的可靠度。

    3.正常使用极限状态设计
    1)正常使用极限状态设计风荷载
    应采用风荷载的频遇值,即在设计基准期内在门窗、幕墙结构上时而出现(lOa一遇)的较人可变风荷载值,它是对结构进行正常使用极限状态按频遇组合设计时所采用的可变荷载代表值:

    2)正常使用极限状态的标志及限值
    以主要受力构件横框或竖框的中央最大位移量为明确的标志,即正常功能构件弯曲允许挠幅值[U1]。其物理意义是当结构体系的主要受力构件最大变形挠度U1max达到允许挠度值[U1]时,仍不会由于幕墙、门窗结构缝隙几何形状的改变而影响到具气密性水密性隔声等项正常功能的保持。

    3)正常使删极限状态的设计要求
    频遇组合荷载效应的设计值Sd≤正常使用要求的规定限位C。

    (1)对于幕墙门窗的风压弯曲变形设计要求则为:

    主要受力构件最大变形挠度Umax≤正常功能构件弯曲允许挠度值[U1]。

    (2)对于幕墙平面变形性能设计要求则为:

    幕墙平面内变形性能Umax≥风荷载额遇值造成的主体结构弹性层间变位值θ。

    4.正常使用极限状态与承载能力极限状态抗风压性能检测的比较
   根据《建筑幕墙》JGJ 3035—1996、《建筑幕墙风压变形性能检测方法》GB/T 15227—94、《铝合金窗》及《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106—2002等标准,按照本文的看法,进行正常使用极限状态的与承载能力极限状态抗风压性能检测的比较:


    由上表中比较可以看到,门窗的正常使用极限状态与承载能力极限状态设计要求分别与其抗风压性能的变形检测和定级检测(安全检测)要求是完全一致的。幕墙的正常使用极限状态与承载能力极限状态设计要求分别与其抗风压性能的变形检测和安全检测要求也是基本一致。只是在同样的风荷载作用下幕墙的变形挠度值比门窗的变形挠度值小33%,幕墙的变形检测压力差P1高于风荷载频遇值Wd,而对应其风荷载频遇值Wd0.4Wk的变形挠度则为1/450,即幕墙的性能及可靠度要求比门窗要求高。应该说明的是,国家标准《建筑幕墙风压变形性能检测方法》GB/T 15227-94适用范围就是“建筑玻璃幕墙”,其对主要受力杆件(词条“杆件”由行业大百科提供)的变形挠度检测要求就是按玻璃面板——支承框架结构体系的设计。

要求而制定的。
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