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玻璃幕墻與門窗結構可靠度設計問題探討(一)

來源:中國幕墻網收集整理  作者:石民祥 楊仕超  日期:2005-4-27
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  根據建筑結構可靠度分析與設計原理,對以金屬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的極限狀態設計方法進行的結構設計計算及其可靠度問題進行系絕性的分析探討,提出對我國現行玻璃幕墻工程技術規范中幕墻結構設計有關問題的看法,以及時目前尚無規范依據的建筑門窗結構設計計算問題的看法及建議。

    2)幕墻與門窗結構可靠度分析要點
    (1)、考慮幕墻與門窗結構整體體系的可靠度、構件的可靠度二個層次,宜按結構體系進行可靠度設計,根據結構破壞特點選定主要破壞模式,控制和調整關鍵構件的失效概率,提高整個結構可靠度設計的合理性。

    (2)、脆性構件(玻璃面板)的可靠度應高于延性構件金屬框架)的可靠度。

    (3)、構件的抗力或承載力由低到高的順序應是:a)玻璃:b)玻璃與框架的連接:c)框架:d)框架構件連接們窗框與扇的配件連接):6)框架與主體結構的錨固連接:f)支承幕墻的結構構件和門窗洞口結構構什。

    (4)、非結構構件的設計使用年限、安全等級、重要性及可靠度不應高于結構構件。

    6.幕墻與門窗的結構極限狀態設計表達式
    為便于采用基本變量的標準值進行設計,使結構獲得較好的可靠度一致性,根據我國標準規范,幕墻與門窗極限狀態方程轉化為多個分項系數的極限狀態設計通用表達式:


    7.載與作用效應的基本組合
    1)無地震作用的基本組合:根據《建筑結構荷載規范》,為風荷載起控制作用的組合:


    2)有地震作用的基本組合:根據《建筑抗震設計規范》,為地震作用起控制作用的組合:


    我國《高層民用建筑鋼結構技術規程》GJ 99-98)規定:對于主體建筑鋼結構構件的作用效應組合及其幕墻構件的連接鋼件和緊固件的作用效應組合,風荷載組合值系數應該取0.2。

    8、構件材料的結構設計可靠度水平(設計安全度)
    1)結構設計安全度確定的校準法
    采剛以荷載和作用的標準值以及材料性能標準值為基礎的多個分項系數的極限狀態設計法,首先要確定構件材料性能標準值與載和作用的標準值之間的總安全度即可靠度水平。我國建筑結構規范和建筑幕墻規范均采用國際上實際應用的校準法,就是通過對現行設計規范下的結構進行可靠度分析,經綜合調整來確定未來結構設計可靠度。其特點是對不同破壞后果(經濟損失或社會影響)的結構及不同破壞性質(如延性破壞和脆性破壞)的構件采剛不問的可靠度水平,但在總體上基本保持新舊規范可靠度水平的一致性。我國結構設計統一標準和荷載規范規定的永久荷載分項系數ΥC和可變倚載分項系數ΥQ,是在荷載標準值已給定的前提下,使按極限狀態設計表達式所得的各類結構構件的可靠指標與規定的目標可靠指標之間在總體上誤差最小為原則經優化后選定的。對于幕墻結構設計來說,起控制作用的可變作用風荷載分項系數Υw和水平地震作用分項系數Υeh分別為1.4和1.3,因此取可變荷載分項系數Υq=1.4。按構件材料性能標準與荷載和作用的標準值之間的總安全度K=ΥqΥm,分別選定不同構件材料的總安全度K,計算材料性能分項系數Υm=K/Υq,  從而得到材料性能設計值/fk=fk/Υm。
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