[提要] 在
建筑幕墻設(shè)計(jì)中對(duì)幕墻
構(gòu)件進(jìn)行
強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，不應(yīng)采用整體結(jié)構(gòu)的
風(fēng)荷載計(jì)算公式。幕墻構(gòu)件自身及其與
主體結(jié)構(gòu)連接處的風(fēng)
荷載內(nèi)力效應(yīng)，應(yīng)為主體結(jié)構(gòu)由于風(fēng)荷載引起的振動(dòng)，對(duì)于幕墻構(gòu)件的
支座動(dòng)力輸入，另加幕墻構(gòu)件的直接風(fēng)荷載。本文給出與規(guī)范相銜接的近似計(jì)算方法。
[關(guān)鍵詞]建筑幕墻幕墻構(gòu)件風(fēng)荷載振動(dòng)
一、前言
我國(guó)現(xiàn)行的
建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范給出的垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載
標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為：
對(duì)于高度大于
30m且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來(lái)體現(xiàn)
風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。建筑物在高度為z處的風(fēng)振系數(shù)為：
風(fēng)振系數(shù)被定義為全部計(jì)算風(fēng)壓與靜風(fēng)壓之比，它反映了風(fēng)的脈動(dòng)作用對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力擾動(dòng)效應(yīng)，與主體結(jié)構(gòu)的自身動(dòng)力特性有關(guān)。由它算得的風(fēng)壓數(shù)值并不是建筑表面的真實(shí)風(fēng)壓，而是考慮主體結(jié)構(gòu)作為
彈性體，有本身的動(dòng)力放大作用，針對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)內(nèi)力所采用的等效折算風(fēng)壓。然而，建筑物中的幕墻構(gòu)件，比如
鋁合金玻璃幕墻的
橫梁立柱、
石材幕墻和
金屬幕墻的
龍骨、點(diǎn)支式幕墻的
鋼結(jié)構(gòu)等，就其自身強(qiáng)度及其與主體結(jié)構(gòu)連結(jié)而言，僅與它們與主體結(jié)構(gòu)(即支座)之間的相對(duì)位移振動(dòng)有關(guān),而與主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性無(wú)直接關(guān)系。幕墻構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)位移振動(dòng)，與主體結(jié)構(gòu)本身的風(fēng)載振動(dòng)周期相差甚遠(yuǎn)，因此簡(jiǎn)單地采用主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)振系數(shù)計(jì)算是不適當(dāng)?shù)摹?br>
二、主體結(jié)構(gòu)對(duì)于幕墻構(gòu)件的支座動(dòng)力輸入
高層建筑中幕墻構(gòu)件的質(zhì)量在總體結(jié)構(gòu)分析時(shí)，往往作為
靜荷載加到各層樓面。這在動(dòng)力分析中，相當(dāng)于認(rèn)為幕墻構(gòu)件與主體剛結(jié)，與實(shí)際情況比較吻合。盡管它們之間可有
彈性變形，但這種
變形狀態(tài)對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的影響極其微小。因此，無(wú)論是地震還是風(fēng)荷載引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)效應(yīng)，均可以近似地把主體結(jié)構(gòu)看作“地面”，把幕墻構(gòu)件看作構(gòu)筑于“地面”的結(jié)構(gòu)物，吸收“地面”的運(yùn)動(dòng)輸入。這樣力學(xué)概念就比較明確，計(jì)算也比較簡(jiǎn)單。
風(fēng)載對(duì)于結(jié)構(gòu)的激振是單向脈沖式的平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，風(fēng)壓的平均值相當(dāng)于靜荷載，而風(fēng)壓的隨機(jī)部分是
動(dòng)荷載。結(jié)構(gòu)物振動(dòng)的平衡位置并不是無(wú)風(fēng)時(shí)的垂直位置，而是平均風(fēng)壓造成的靜位移位置。本文討論的振動(dòng)都是圍繞這個(gè)平衡位置所發(fā)生的振動(dòng)。
主體結(jié)構(gòu)對(duì)于幕墻構(gòu)件的風(fēng)荷載振動(dòng)輸入，對(duì)于每一頻率分量各點(diǎn)均可描述為水平方向的線位移運(yùn)動(dòng) ：
，角位移運(yùn)動(dòng)：
。設(shè)幕墻構(gòu)件下端位移（相對(duì)于平衡位置）為X
1，上端位移為X
2，見(jiàn)圖(1)a，則角位移與線位移的關(guān)系為：
(a) (b)
圖(1)
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