結(jié)構(gòu)設(shè)計基本規(guī)定
1.1幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
幕墻的結(jié)構(gòu)計算,采用以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法,用分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行計算。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。
1.2設(shè)計驗算基本過程
設(shè)計驗算基本過程分以下三步:
a.根據(jù)實際情況進(jìn)行荷載及作用計算。
b.根據(jù)構(gòu)件所受荷載及作用計算荷載效應(yīng)及組合。
c.根據(jù)驗算公式進(jìn)行設(shè)計驗算。
1.3驗算公式
1.3.1承載力驗算:
S≤R
S:荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計值,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―――永久荷載分項系數(shù),取γg=1.2;
γw―――風(fēng)荷載分項系數(shù),取γw=1.4;
γe―――地震作用分項系數(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)計值,可以是構(gòu)件的承載力設(shè)計值或強(qiáng)度設(shè)計值。
①如果已知承載力設(shè)計值或強(qiáng)度設(shè)計值,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,則需除以材料分項系數(shù)K2,得到承載力設(shè)計值或強(qiáng)度設(shè)計值,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)計值F=50/K2=50/2=50/2=25(kN)。
不同材料的材料分項系數(shù)K1是由其總安全系數(shù)K及荷載分項系數(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)荷載的荷載分項系數(shù)K1=1.4。所以可換算得到:石材的材料分項系數(shù)K2=K/K1=3/1.4=2.15,連接的材料分項系數(shù)K2=K/K1=2.8/1.4=2,玻璃的材料分項系數(shù)K2=K/K1=2.5/1.4=1.785。
1.3.2撓度驗算
df≤dflim
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。
dflim:構(gòu)件撓度限值。
在鋼結(jié)構(gòu)計算中,撓度驗算應(yīng)考慮不同作用效應(yīng)的組合。但在幕墻計算中,出于簡化考慮,不考慮不同作用效應(yīng)的組合,僅須分別單獨計算風(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為支點間距離。
鋼橫梁、立柱:df?lim=l/250,l為支點間距離。
四邊支承玻璃:df?lim=短邊邊長/60
四點支承玻璃:df?lim=支承點間長邊邊長/60
玻璃肋對邊支承玻璃:df?lim =跨度/60
玻璃肋:dflim=計算跨度/200
1.1幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
幕墻的結(jié)構(gòu)計算,采用以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法,用分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行計算。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。
1.2設(shè)計驗算基本過程
設(shè)計驗算基本過程分以下三步:
a.根據(jù)實際情況進(jìn)行荷載及作用計算。
b.根據(jù)構(gòu)件所受荷載及作用計算荷載效應(yīng)及組合。
c.根據(jù)驗算公式進(jìn)行設(shè)計驗算。
1.3驗算公式
1.3.1承載力驗算:
S≤R
S:荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計值,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―――永久荷載分項系數(shù),取γg=1.2;
γw―――風(fēng)荷載分項系數(shù),取γw=1.4;
γe―――地震作用分項系數(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)計值,可以是構(gòu)件的承載力設(shè)計值或強(qiáng)度設(shè)計值。
①如果已知承載力設(shè)計值或強(qiáng)度設(shè)計值,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,則需除以材料分項系數(shù)K2,得到承載力設(shè)計值或強(qiáng)度設(shè)計值,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)計值F=50/K2=50/2=50/2=25(kN)。
不同材料的材料分項系數(shù)K1是由其總安全系數(shù)K及荷載分項系數(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)荷載的荷載分項系數(shù)K1=1.4。所以可換算得到:石材的材料分項系數(shù)K2=K/K1=3/1.4=2.15,連接的材料分項系數(shù)K2=K/K1=2.8/1.4=2,玻璃的材料分項系數(shù)K2=K/K1=2.5/1.4=1.785。
1.3.2撓度驗算
df≤dflim
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。
dflim:構(gòu)件撓度限值。
在鋼結(jié)構(gòu)計算中,撓度驗算應(yīng)考慮不同作用效應(yīng)的組合。但在幕墻計算中,出于簡化考慮,不考慮不同作用效應(yīng)的組合,僅須分別單獨計算風(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為支點間距離。
鋼橫梁、立柱:df?lim=l/250,l為支點間距離。
四邊支承玻璃:df?lim=短邊邊長/60
四點支承玻璃:df?lim=支承點間長邊邊長/60
玻璃肋對邊支承玻璃:df?lim =跨度/60
玻璃肋:dflim=計算跨度/200