浅谈玻璃幕墙结构设计计算.pdf

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1、圃州浅谈玻璃暮墙结构设计计算刘祥众郑雪飞沈阳远大铝业工程有限公司摘要：本文主要讲述了玻璃幕墙结构计算的一些基本原理，并在计算实例分析中，说明玻璃、竖框及索结构的计算特点，在满足安全性能的条件下尽量节约材料，以降低幕墙工程的造价。关键词：玻璃幕墙：结构计算1前言建筑结构的可靠性直接关系到人民生命财产的安全．历来是建筑结构设计首先面对和审慎解决的重大问题。结构的可靠性是指结构在规定的时间内、规定的条件下．完成预定功能的能力。结构的可靠度是对结构可靠性的定量描述．即结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的概率。建筑结构可靠度也关系着一

2、个国家的综合性经济政策，实际上是选择一种安全与经济相对的最佳平衡。2结构计算原理2．1极限状态极限状态可分为下列两类：a)承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。b)正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。极限状态设计方法见公式(1)。蛐≤旦(1)yl式中：s——荷载效应标准值：尺——结构抗力标准值：帕——荷载系数；y，——材料系数。许用应力设计方法见公式(2)。S≤旦(2)yy=YoYly——总的安全系数，各国根据结构可靠度要求不同，其总

3、安全系数会略有差别。2．2风荷载风荷载是作用于幕墙上的一种主要直接作用力．它垂直作用于幕墙的表面。幕墙是一种薄壁外围护构件，一块玻璃或一根杆件就是一个受力单元，而且质量较轻，在设计时，既需考虑长期使用过程中，在一定时距平均最大风速的风荷载作用下保证其正常功能不受影响，又必须注意到在阵风袭击下不受损坏，避免安全事故。计算见公式(3)、公式(4)。彤k书。以地形o(3)形k毕。以地形o(4)式中：彤r一风荷载标准值(无系数荷载)；JB：一高度z处的风振系数；卢，一高度=处的阵风系数；，l。——风荷载压力系数；，lf一风压高度变化系数；形0_

4、一基本风压。风是空气的流动，必然就有速度，当风以一定速度向前运动遇到幕墙阻碍时，幕墙就承受风压。风速越大，对幕墙的压力越大。风压是一种速度压。风的成因很复杂，影响我国的风气候系统大致有台风、季风、峡谷风、寒潮风等，它们的运动规律多种多样。幕墙所在地方的地理位置不同，它们所承受的风荷载也不同，在设计幕墙时。若逐个根据风速资料确定风荷载不是一般单位能做到的。只要求对一些特殊的、特别重要的建筑物，通过分析气象观测资料和风洞试验来确定风荷载值，而对大量一般性工程的幕墙，则依据GB50009—2012(建筑结构荷载规范》规定的基本风压(图1)来计

5、算风荷载值，见公式(5)。2lr／o一!!(5)1600形0_一基本风压。标准高度的规定：风速随高度而变化，越高越快。2013．04技术交流蓥一：jj；匡一图1风压数值曲线地貌的规定：地面粗糙度越大，平均风速越小。平均风速的时距：时距取的短．平均风速就越大。风速重现期：一般取为50年，基本风压保证重现期内超越毖本风压的概率为0．02。”。系指当地空旷平坦地虹L，离地10m高度I-．经统计所得的50年一遇的10min平均最大风速。，风压高度变化系数：任一地貌任一高度处的风压值可以看成基本风压乘以一系数，此系数即为风压高度变化系数。肛z‘~

6、1379‘亩)o24；肛≯1舢‘缶)”2；(6)肛：。~0616‘亩’““；肛：~0318‘斋)“”其中A、B、C、D代表地面粗糙图类别。——A类：近海地面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地IX：——B类：r口野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊IX(建筑物平均高度<9m)；——c类：柯密集建筑群的城市If：『ix2(9m～18m)：——I)类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区(>18m)。风荷载体型系数：体JF,4系数是指风作用在建筑物表面上所。I起的实际JK力(或吸力)与来流风的速度压的比值。其主耍与建筑物的体型和尺度有关．建筑

7、物风荷载体型系数如冈2所示．图2风荷载体型系数对同护结构，负压区的体型系数大而取一1，转角处适当增大。对丁封闭结构，还应考虑内压。，对于结构，由于周期较长．脉动风影响比较大．应该考虑结构的风振动。对于闱护结构．其刚度比较大，周期很短，应考虑JxL的瞬时增大效应。a)风荷载计算的一些注意问题我国的规范是给⋯基本风压然后计算风荷载，国外规范嘲大多直接给出基本风速，由风速推算风荷载．但计算理论基本相同。一般各国规范仅适州于本国风荷载计算．风荷载V,J_}-t‘算涉及到结构町靠度，各国会有不同。各国的风速测量的时距不一样，如美国给}}{的是3s

8、阵风风速，英国给出的是4,H,-J平均风速。对于没有风荷载规范的国家计算风荷载时．一定要注意其给m的风速的时距。b)X-他荷载注意问题雪荷载：雪荷载是玻璃采光顶的主要荷载之一。在我同寒冷地区及其它大雪地区，