其它透明防火
隔斷、透明樓板。
3.支承防火玻璃的設施或支承結構不應采用鋁結構,應采用
鋼結構。
五、結構設計的基本規定
規范2003版本將原來結構設計一章細分為基本規定、框支承幕墻、全玻幕墻、點支承幕墻的結構設計等四章。
本章主要敘述各種
玻璃幕墻結構設計的共同問題,包括一般規定;
材料力學性能;荷載和作用;效應的組合;連接設計;
硅酮結構膠設計。
(一)一般規定
1.更改了原規范幕墻
立柱應懸掛在主體結構上的規定。原規定是根據當時幕墻為框支承的條件制定的。由于現在許多大跨度、復雜類型的支承鋼結構是下端支承在主體結構上的,而張拉索桿體系更是張拉在主體結構上,不能一概采用懸掛支承的形式。因此,改為在第6章增加框支承幕墻宜采用懸掛立柱的條文。
2.原規范要求立柱與主體結構采用
彈性活動連接,這一概念不很明確,到底怎樣才算彈性活動連接,容易產生爭議。本規范規定了幕墻應相對于主體結構有一定的位移能力,這個位移能力可以通過各種膠縫和空隙、各種長圓孔、上下立柱的滑動接頭、上下立柱間的留空、左右梁之間的留空等方式實現。大跨度鋼結構還可以通過
鉸接搖臂機構和彈簧機構等充分滿足大位移的要求。因此本次修訂中不再強調每一處連接都必須采用
螺栓連接,也不排除部分連接采用
焊接的方式。
實際建成的玻璃幕墻工程中,許多是采用部分連接為焊接(包括立柱的
角碼與
預埋件用焊接的工程),有些已經經歷了多次十二級臺風的吹襲;焊接連接的幕墻,多次經歷9度以上振動臺試驗仍安全無損。實踐表明,在幕墻連接中完全禁止采用焊接是不合理的,有些場合往往也是難以做到的,具體工程要作具體分析。
3.明確了要考慮的荷載與作用,取消了
溫度應力計算
修訂后的條文取消了溫度
應力計算。從幾年來工程設計表明,滿足裝配空隙構造要求和縫寬要求后,溫度應力一般不起控制作用,所以不再計算以簡化設計。
4.引入重要性系數和
承載力抗震調整系數
這是結構設計的基本系數,用以調整結構設計的安全度,用于無抗震效應的組合,用于有地震效應的組合。為保持與結構設計規范表達一致,本規范在
內力、應力控制總表達式中,引入這兩個系數。在玻璃幕墻設計時,這兩個系數均可取為1.0,并不增加設計工作量。
5.采用各個方向分別驗算和控制
撓度的方法
玻璃幕墻中
風荷載和自重一般情況下作用于不同方向,
地震作用力很小,所以對于不影響結構安全的撓度控制,采用風荷載
標準值和
永久荷載標準值分別控制的方法。當
橫梁雙向受力時,水平和豎向兩個方向分別控制撓度。作為圍護結構和裝飾性結構,這種控制可以滿足使用要求,也簡化了設計工作量。
6.提示考慮荷載偏心產生的扭轉影響
在框支承幕墻的橫梁上,玻璃的重力是偏心施加的,會使梁產生扭轉,當采用
中空、夾層
中空玻璃或偏心距較大時,梁受到的扭矩會較大,設計中要加以考慮。
(二)材料
力學性能 1.玻璃的
強度設計值分為三檔
原規范玻璃的
強度設計值按其厚度分為兩檔,由于級差過大,會出現玻璃加厚后承載力反而降低的不合理現象。現在將強度設計值按厚度分為三檔,可以盡量避免這種情況。
2.明確玻璃側面強度的概念。側面是指玻璃
切割后所形成的
斷面,其寬度等于玻璃的厚度。側面強度低于大面強度,常用于螺栓或其它
連接件產生的玻璃
平面內受拉承載力計算和玻璃肋的受彎承載力計算等。
3.給出
不銹鋼的強度設計值取用方法,即按
屈服強度除以系數1.15后得到。
4.張拉索桿結構中,
拉桿和拉索長期處于拉力狀態下,宜有較高的安全度。拉桿強度設計值按屈服強度除以系數1.4后取用;拉索的強度設計值按
抗拉強度除以系數1.8后取用。
5.在附錄中列出了
耐候鋼的強度設計值和螺栓、焊縫、鉚釘連接的強度設計值。
(三)荷載與地震作用
1.風荷載計算按《
建筑結構荷載規范》GB50009執行。
基本風壓按50年重現期采用。200m以上高度的幕墻、體型復雜及風環境復雜的幕墻宜進行風洞試驗來決定風荷載取值。
2.地震作用計算時,
動力系數取值為5.0。并增加了兩個地面加速度等級的地震系數(對應于7度半和8度半的烈度)。
(四)荷載和
作用效應的組合
1.重力荷載
分項系數,一般情況下取為1.2。當重力
荷載效應有利時(如下端支承玻璃肋受彎計算時,自重產生軸壓力與風荷載產生受彎的
拉應力組合),取為1.0;當重力荷載效應起控制作用時(如下端支承的受壓鋼柱,自重與風
荷載組合),尚應考慮為1.35的組合,相應風荷載的組合系數取為0.6。
2.地震作用效應的組合系數 取為0.5。
3.在驗算幕墻構件的撓度時,只驗算風荷載標準值或重力荷載標準值作用下的撓度值,兩者不進行組合(驗算雨棚和采光頂構件時,應考慮風荷載和自重兩者的共同作用,但這已超出本規范的范圍)。
(五)連接設計
1.要求采用預
埋件連接,預埋
鋼板和預埋槽應在
混凝土澆筑前放入并
固定其位置。在附錄中列出了預埋鋼板的設計方法。
2.沒有條件采用預埋件時,可用后加
錨栓固定連接件。后加錨栓應采用機械式錨栓或
化學錨栓,在條文中還提出了后加錨栓應用中應遵守的事項。
3.砌體墻平面外承載力低,且連接件難以固定。所以條文中作出了增設鋼或
混凝土連接梁、柱的要求。
(六)
密封膠 1.結構
密封膠承載力設計公式采用了強度設計值,與其它部分的設計表達式一致。
2.在密封膠厚度計算時,對變位承受能力的取值作出規定,采用應力為0.14MPa時的
延伸率,這個數值可由廠家提供的應力-應變曲線得到。
玻璃面板的位移取為,明確為風荷載作用下的最大層間位移角(此時膠縫的應力不會超過0.14MPa)。必要時還應考慮溫度的作用。
六、框支承幕墻的設計
(一)玻璃面板設計
1.增加了玻璃最小厚度和中空玻璃、夾層玻璃前后片玻璃最大厚度差的規定。
2.在玻璃的應力和撓度計算中,考慮了玻璃大撓度工作狀態,對計算值予以折減,引入了折減系數。
3.撓度限值規定為短邊邊長的1/60。由于幕墻玻璃的撓度主要為風荷載產生,因此在計算撓度時可采用風荷載標準值進行計算。
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