[摘 要]根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)
可靠度分析與設(shè)計原理，對以
金屬（詞條“金屬”由行業(yè)大百科提供）框架為
支承體系的破璃幕墻和
門窗采用以概率理論為基礎(chǔ)的
極限狀態(tài)（詞條“極限狀態(tài)”由行業(yè)大百科提供）設(shè)計方法進(jìn)行的
結(jié)構(gòu)設(shè)計（詞條“結(jié)構(gòu)設(shè)計”由行業(yè)大百科提供）計算及其可靠度問題進(jìn)行系絕性的分析探討，提出對我國現(xiàn)行
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范中幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)問題的看法，以及時目前尚無規(guī)范依據(jù)的
建筑門窗（詞條“建筑門窗”由行業(yè)大百科提供）結(jié)構(gòu)設(shè)計計算問題的看法及建議。
[關(guān)鍵詞] 玻璃幕墻；
門窗；結(jié)構(gòu)設(shè)計；可靠度
一、前言
玻璃幕墻是1985年以來開始在我國應(yīng)用的建筑幕墑，它是在
鋁合金門窗的基礎(chǔ)上隨著
高層建筑的興起而發(fā)展起來的輕質(zhì)建筑外
圍護(hù)結(jié)構(gòu)（詞條“圍護(hù)結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）。
我國2002年開始實施新修訂的{建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) (
GB 50068-2001)和《
建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（詞條“建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范”由行業(yè)大百科提供）》(
GB50009-2001)及頸
建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(
GB 50011-2001)三項國家標(biāo)準(zhǔn)。幕墑與門窗作為對建筑物理功能和人的安全使用有重大影響的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)與
構(gòu)件，必須按照這些標(biāo)準(zhǔn)及其強(qiáng)制性條文的要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，以保證其足夠的可靠度。
鋁合金玻璃幕墻與門窗是世界上應(yīng)用最為成熟和目前應(yīng)用最為廣泛的金屬
框架建筑（詞條“框架建筑”由行業(yè)大百科提供）幕墑和門窗。我國《玻璃幕墑工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ102-96)目前正在進(jìn)行修訂，《
鋁合金門（詞條“鋁合金門”由行業(yè)大百科提供）窗工程技術(shù)規(guī)程》于2002年8月開始編制，尚未有建筑門窗工程設(shè)計規(guī)范。認(rèn)真總結(jié)國內(nèi)外技術(shù)與經(jīng)驗，對它們進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計研究，正確編制我國的玻璃幕墑與門窗
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以逐步建立起各種材料及型式的建筑幕墑與門窗結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計、評估理論體系，對我國建筑幕墑與門窗工程實踐和技術(shù)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。
二、建筑結(jié)構(gòu)可靠度分析與設(shè)計原理
1．結(jié)構(gòu)的
可靠性
建筑結(jié)構(gòu)是組成工業(yè)與民用房屋建筑包括基礎(chǔ)在內(nèi)的承重骨架體系，具必須滿足的基本功能要求是：(1)安全性：在正常施工和正常使用時能承受可能出現(xiàn)的各種作用：在設(shè)計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(如地震、火災(zāi)等)及發(fā)生后，仍能保持必需的
整體穩(wěn)定性：(2)適
剛性：在正常使剛
時具有良好的工作性能：(3)
耐久性（詞條“耐久性”由行業(yè)大百科提供）：在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性能。
結(jié)構(gòu)的可靠性是結(jié)構(gòu)安全性、適用性和耐久性的統(tǒng)稱，是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。
2．結(jié)構(gòu)的可靠度
(1)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計要求
影響結(jié)構(gòu)可靠性的各種隨機(jī)因素可歸納為二個均為隨機(jī)變量的綜合變量即結(jié)構(gòu)的
作用效應(yīng)S和
抗力R，結(jié)構(gòu)的
功能函數(shù)Z=g(R，5)=R-S也是隨機(jī)變量。當(dāng)Z>0時，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)：當(dāng)Z<0時，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)：當(dāng)Z=R-S=0時。結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計要求為：R-S>=O，即結(jié)構(gòu)的抗力要大于等于其作用效應(yīng)。
(2)結(jié)構(gòu)的概率可靠度
由于影響結(jié)構(gòu)可靠性的各種因素中
荷載與作用的效應(yīng)是變化不定的，結(jié)構(gòu)的抗力R也是不確定的(構(gòu)件材料性能不確定性、幾何參數(shù)不確定性、計算模式不確定性)，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計所要求的Z=R-S>=0的可靠目標(biāo)不可能絕對保證，只能在一定的概率意義下滿足，即P（R>=S）=P，是結(jié)構(gòu)的可靠概率。所以說，結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述，即結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。而結(jié)構(gòu)的
失效概率Pf=1-PI。由于結(jié)構(gòu)的失效概率一般為小概率事件，失效概率對結(jié)構(gòu)可靠度的把握史為直觀，所以工程結(jié)構(gòu)可靠度分析一般計算結(jié)構(gòu)失效概率。
3．結(jié)構(gòu)的可靠度分析與設(shè)計
根據(jù)人對不同
安全等級的建筑結(jié)構(gòu)的基本功能要求，在一定的
設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件及其連接在不同的設(shè)計比況(持久狀況、短暫狀況、偶然狀況)下，分別進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)和
承載能力極限狀態(tài)的概率可靠度設(shè)計，以保證建筑結(jié)構(gòu)在具規(guī)定的
設(shè)計使用年限內(nèi)具有足夠的可靠度。
4、幕墻與門窗結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的必要性和可能性
建筑幕墑是由各種墻
面板與支承體系 (
支承裝置與
支承結(jié)構(gòu)（詞條“支承結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）)組成的、不承受
主體結(jié)構(gòu)重力的建筑外圍擴(kuò)墻體結(jié)構(gòu)。門窗是房屋外圍護(hù)結(jié)構(gòu)開口部位的功能性部件（組合構(gòu)件）。幕墻與門窗是持久性的建筑非
結(jié)構(gòu)構(gòu)件（建筑中除承重骨架體系以外的
固定構(gòu)件和部件，主要包括非承重墻體等附著于主體結(jié)構(gòu)的裝飾構(gòu)件和部件等)。因此，雖然《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》是適用于各種建筑結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的，但是考慮到幕墻和門窗是對建筑物理功能、使用者和社會公眾的安全有重大影響的外圍擴(kuò)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，而且其所受荷載作用及力學(xué)特點(diǎn)與建筑主體結(jié)構(gòu)類似，所以幕墻和門窗應(yīng)該有必要而且可以按照上述《標(biāo)準(zhǔn)》和《規(guī)范》進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計及計算，但是要掌握非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的區(qū)別。
三、幕墻與門窗結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計分析
1．幕墻與門窗設(shè)計使用年限與設(shè)計基準(zhǔn)期
1)設(shè)計使用年限
GB 50068-2001對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限規(guī)定分為4類見表L)
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