其它透明防火
隔断、透明楼板。
3.支承防火玻璃的设施或支承结构不应采用铝结构,应采用
钢结构。
五、结构设计的基本规定
规范2003版本将原来结构设计一章细分为基本规定、框支承幕墙、全玻幕墙、点支承幕墙的结构设计等四章。
本章主要叙述各种
玻璃幕墙结构设计的共同问题,包括一般规定;
材料力学性能;荷载和作用;效应的组合;连接设计;
硅酮结构胶设计。
(一)一般规定
1.更改了原规范幕墙
立柱应悬挂在主体结构上的规定。原规定是根据当时幕墙为框支承的条件制定的。由于现在许多大跨度、复杂类型的支承钢结构是下端支承在主体结构上的,而张拉索杆体系更是张拉在主体结构上,不能一概采用悬挂支承的形式。因此,改为在第6章增加框支承幕墙宜采用悬挂立柱的条文。
2.原规范要求立柱与主体结构采用
弹性活动连接,这一概念不很明确,到底怎样才算弹性活动连接,容易产生争议。本规范规定了幕墙应相对于主体结构有一定的位移能力,这个位移能力可以通过各种胶缝和空隙、各种长圆孔、上下立柱的滑动接头、上下立柱间的留空、左右梁之间的留空等方式实现。大跨度钢结构还可以通过
铰接摇臂机构和弹簧机构等充分满足大位移的要求。因此本次修订中不再强调每一处连接都必须采用
螺栓连接,也不排除部分连接采用
焊接的方式。
实际建成的玻璃幕墙工程中,许多是采用部分连接为焊接(包括立柱的
角码与
预埋件用焊接的工程),有些已经经历了多次十二级台风的吹袭;焊接连接的幕墙,多次经历9度以上振动台试验仍安全无损。实践表明,在幕墙连接中完全禁止采用焊接是不合理的,有些场合往往也是难以做到的,具体工程要作具体分析。
3.明确了要考虑的荷载与作用,取消了
温度应力计算
修订后的条文取消了温度
应力计算。从几年来工程设计表明,满足装配空隙构造要求和缝宽要求后,温度应力一般不起控制作用,所以不再计算以简化设计。
4.引入重要性系数和
承载力抗震调整系数
这是结构设计的基本系数,用以调整结构设计的安全度,用于无抗震效应的组合,用于有地震效应的组合。为保持与结构设计规范表达一致,本规范在
内力、应力控制总表达式中,引入这两个系数。在玻璃幕墙设计时,这两个系数均可取为1.0,并不增加设计工作量。
5.采用各个方向分别验算和控制
挠度的方法
玻璃幕墙中
风荷载和自重一般情况下作用于不同方向,
地震作用力很小,所以对于不影响结构安全的挠度控制,采用风荷载
标准值和
永久荷载标准值分别控制的方法。当
横梁双向受力时,水平和竖向两个方向分别控制挠度。作为围护结构和装饰性结构,这种控制可以满足使用要求,也简化了设计工作量。
6.提示考虑荷载偏心产生的扭转影响
在框支承幕墙的横梁上,玻璃的重力是偏心施加的,会使梁产生扭转,当采用
中空、夹层
中空玻璃或偏心距较大时,梁受到的扭矩会较大,设计中要加以考虑。
(二)材料
力学性能 1.玻璃的
强度设计值分为三档
原规范玻璃的
强度设计值按其厚度分为两档,由于级差过大,会出现玻璃加厚后承载力反而降低的不合理现象。现在将强度设计值按厚度分为三档,可以尽量避免这种情况。
2.明确玻璃侧面强度的概念。侧面是指玻璃
切割后所形成的
断面,其宽度等于玻璃的厚度。侧面强度低于大面强度,常用于螺栓或其它
连接件产生的玻璃
平面内受拉承载力计算和玻璃肋的受弯承载力计算等。
3.给出
不锈钢的强度设计值取用方法,即按
屈服强度除以系数1.15后得到。
4.张拉索杆结构中,
拉杆和拉索长期处于拉力状态下,宜有较高的安全度。拉杆强度设计值按屈服强度除以系数1.4后取用;拉索的强度设计值按
抗拉强度除以系数1.8后取用。
5.在附录中列出了
耐候钢的强度设计值和螺栓、焊缝、铆钉连接的强度设计值。
(三)荷载与地震作用
1.风荷载计算按《
建筑结构荷载规范》GB50009执行。
基本风压按50年重现期采用。200m以上高度的幕墙、体型复杂及风环境复杂的幕墙宜进行风洞试验来决定风荷载取值。
2.地震作用计算时,
动力系数取值为5.0。并增加了两个地面加速度等级的地震系数(对应于7度半和8度半的烈度)。
(四)荷载和
作用效应的组合
1.重力荷载
分项系数,一般情况下取为1.2。当重力
荷载效应有利时(如下端支承玻璃肋受弯计算时,自重产生轴压力与风荷载产生受弯的
拉应力组合),取为1.0;当重力荷载效应起控制作用时(如下端支承的受压钢柱,自重与风
荷载组合),尚应考虑为1.35的组合,相应风荷载的组合系数取为0.6。
2.地震作用效应的组合系数 取为0.5。
3.在验算幕墙构件的挠度时,只验算风荷载标准值或重力荷载标准值作用下的挠度值,两者不进行组合(验算雨棚和采光顶构件时,应考虑风荷载和自重两者的共同作用,但这已超出本规范的范围)。
(五)连接设计
1.要求采用预
埋件连接,预埋
钢板和预埋槽应在
混凝土浇筑前放入并
固定其位置。在附录中列出了预埋钢板的设计方法。
2.没有条件采用预埋件时,可用后加
锚栓固定连接件。后加锚栓应采用机械式锚栓或
化学锚栓,在条文中还提出了后加锚栓应用中应遵守的事项。
3.砌体墙平面外承载力低,且连接件难以固定。所以条文中作出了增设钢或
混凝土连接梁、柱的要求。
(六)
密封胶 1.结构
密封胶承载力设计公式采用了强度设计值,与其它部分的设计表达式一致。
2.在密封胶厚度计算时,对变位承受能力的取值作出规定,采用应力为0.14MPa时的
延伸率,这个数值可由厂家提供的应力-应变曲线得到。
玻璃面板的位移取为,明确为风荷载作用下的最大层间位移角(此时胶缝的应力不会超过0.14MPa)。必要时还应考虑温度的作用。
六、框支承幕墙的设计
(一)玻璃面板设计
1.增加了玻璃最小厚度和中空玻璃、夹层玻璃前后片玻璃最大厚度差的规定。
2.在玻璃的应力和挠度计算中,考虑了玻璃大挠度工作状态,对计算值予以折减,引入了折减系数。
3.挠度限值规定为短边边长的1/60。由于幕墙玻璃的挠度主要为风荷载产生,因此在计算挠度时可采用风荷载标准值进行计算。
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