建筑幕墙与采光顶设计之荷载与间接作用

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1、第四篇!荷载与间接作用第一章!概!述幕墙与采光顶是建筑物的外围护构件，它要承受外界施加给它的各种作用。《建筑结构可靠度设计统一标准》（"#$%%&’）对结构上的作用给出的定义：“施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因，均称为结构上的作用”。“引起结构外加变形或约束变形的原因系指地震、基础沉降、温度变化、焊接等作用”。这就是说，作用是指能使结构产生效应（内力、变形、应力、应变、裂缝等）的各种原因的总称，其中包括施加在结构上的集中力和分布力系，以及形成结构外加变形或约束变形的原因。前一种作用是力（包括集中力和分布力）在结构上的集结，就是通常说的荷载。后

2、一种作用（如温度变化、材料的收缩与徐变、地基变形、地震等）不是以力的形式出现的，过去将施加在结构上的作用统称为荷载（国际上也有这个习惯），但荷载这个术语对间接作用并不恰当，它混淆了两种不同的作用，而且容易发生误解，例如将地震作用当作是施加在结构上而与地基和结构本身无关的外力。《建筑结构可靠度设计统一标准》（"#$%%&’）将这两类作用分别称为直接和间接作用，而荷载仅等同于直接作用，《建筑结构荷载规范》（"#$%%%(）对直接作用作了规定。间接作用，除地震作用由《建筑抗震设计规范》（"#$%%))）作了规定外，其余间接作用暂时还没有相应的规范。《建筑结构可靠度设计统一标准》（"

3、#$%%&’）还指出，结构上的作用可按随时间的变异和按随空间位置的变异分类。考虑作用在结构上随时间的变异性的持续性，可分成三个类别：)*永久作用。在设计基准期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计者，如自重、土压力、预应力等。+*可变作用。在设计基准期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略者，如风荷载、雪荷载、温度变化等。,*偶然作用。在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间较短，如地震、龙卷风等。按作用随空间位置的变异性可将作用分为固定作用和可动作用。固定作用在结构空间位置上具有固定的分布，如结构构件自重等。可动作用在结构空间位置

4、上引起最不利效应的分布情况，在进行结构内力分析时应做出相应的计算。按作用对结构的反应可分为静态作用和动态作用。静态作用不使结构或结构构件产生加速度或加速度可以忽略不计者，如自重、活荷载等；动态作用使结构或结构构件产生不可忽略的加速度，如地震、作用在高耸结构上的风荷载等。当作用在结构上引起不可忽略的加速度时，结构必须按结构动力学的方法进行分析。建筑结构设计时对不同荷载应采用不同的代表值。对永久荷载，应采用标准值作为代表值。对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。对偶然荷载应根据试验资料，结合工程经验确定其代表值。建筑结构设计时应采用标准值作为荷载

5、的基本代表值。永久荷载标准值，对结构自重，应按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。对于某些自重变异较大·’,·的材料和构件，自重标准值应根据对结构的不利状态取上限值或下限值。可变荷载的标准值按以下各节的规定采用。承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值为代表值。可变荷载组合值，应为可变荷载标准值乘以荷载组合系数。正常使用极限状态按频遇组合设计时应采用频遇值、准永久值为可变荷载的代表值；按准永久组合设计时，应采用准永久值为可变荷载的代表值。可变荷载的频遇值为可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。可变荷载准永久值为可

6、变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载（效应）组合，并取各自的最不利组合进行设计。对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行设计。《玻璃幕墙工程技术规范》!"!#$%—%$$&第’()()条规定：“幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数!*和永久荷载分项系数!"均应取#($，且可不考虑作用效应的组合。”条文说明第’()()条进一步说明：“根据幕墙构件的受力和变形特征，在正常使用状态下，其构件变形或挠度验算时，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

7、应较小，一般不必单独进行地震作用下结构变形验算，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，且挠度计算时，作用分项系数应取#($。”它明确了幕墙构件的挠度只分别验算风荷载或永久荷载单独作用下的效应，即：横梁竖向验算永久荷载单独作用下的挠度；水平方向验算风荷载单独作用下的挠度，而且不考虑不同作用效应的组合。其他幕墙构件（立柱、面板）只验算风荷载单独作用下的挠度。·+)·第二章!风荷载风荷载是作用于幕墙和采光顶上的一种主要直接作用。它垂直作用于幕墙和采光顶的表面上。幕墙和采光顶是一种薄壁外围