四、幕墻與
門(mén)窗的非
抗震設(shè)計(jì)（詞條“抗震設(shè)計(jì)”由行業(yè)大百科提供）——抗
風(fēng)荷載的結(jié)構(gòu)
可靠度設(shè)計(jì)
1．自重
荷載與
溫度作用的分析
重力荷載與風(fēng)荷載的共同作用使幕墻與
門(mén)窗的橫向
框架成為雙彎
構(gòu)件，豎向框架成為拉彎構(gòu)件。橫框構(gòu)件的自重
彎曲變形容許
撓度應(yīng)不超過(guò)3mm，以確保體系的抗風(fēng)能力。而計(jì)算豎向框架的
風(fēng)壓彎曲撓度時(shí)可不考慮軸向重力的影響。但在考慮橫、豎框架構(gòu)件
截面的抗彎曲正
應(yīng)力（詞條“應(yīng)力”由行業(yè)大百科提供）時(shí)，則應(yīng)計(jì)算自重和風(fēng)壓的疊加效應(yīng)。
對(duì)于溫度變化使框架構(gòu)件和玻璃的長(zhǎng)度尺寸發(fā)生，在構(gòu)造上可以有效的解決，如幕墻豎框的接頭
伸縮縫，門(mén)窗的框、扇連接裝配間隙，玻璃明框鑲嵌間隙或
結(jié)構(gòu)膠彈性接縫等。因此，本文以下討論幕墻與門(mén)窗的抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，不考慮構(gòu)件及玻璃
熱應(yīng)力等溫度作用的影響。
2．
承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)
1)幕墻與門(mén)窗承載能力極限狀態(tài)：在
設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)的最大風(fēng)荷載勻重力
荷載組合)作用下，構(gòu)件（如玻璃）或連接（如結(jié)構(gòu)膠縫）因超過(guò)材料
強(qiáng)度而破壞，或因（支承框架）過(guò)度
變形而不適于繼續(xù)承載，則是認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)。
2)
荷載效應(yīng)組合：無(wú)
地震作用的
基本組合即風(fēng)荷載控制的基本組合，由本文式(1)不考慮溫度作用得下式：
式中，風(fēng)荷載
作用效應(yīng)Swk：計(jì)算采用圍擴(kuò)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載
標(biāo)準(zhǔn)值Wk按《
建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》計(jì)算。
3)結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)風(fēng)荷載：即圍擴(kuò)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以
分項(xiàng)系數(shù)為1.0的風(fēng)
荷載設(shè)計(jì)值，它是幕墻、門(mén)窗在其設(shè)計(jì)使用期間內(nèi)可能出現(xiàn)的最大風(fēng)荷載，即50a一遇的最大陣風(fēng)風(fēng)壓。《建筑外窗抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測(cè)方法》GB／
T7106-2002規(guī)定：外窗抗風(fēng)壓性能分級(jí)指標(biāo)檢測(cè)壓力差P3≥Wk：《
建筑幕墻物理性能分級(jí)》GB/T 15225-94規(guī)定：幕墻抗風(fēng)壓性能分級(jí)值與安全檢測(cè)壓力差P3對(duì)應(yīng)，在此風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，幕墻主要受力構(gòu)件的相對(duì)撓度值不大于L/180，絕對(duì)撓度值不大于20mm。
4)結(jié)構(gòu)體系的
抗力(
剛度（詞條“剛度”由行業(yè)大百科提供）)極限狀態(tài)標(biāo)志及限位：以主要受力構(gòu)件（橫框或豎框）的中央最大位移量U3max為明確的標(biāo)志，其限位為構(gòu)件彎曲允許撓度值[U3]當(dāng)U3max<=[U3]時(shí)，不會(huì)發(fā)生玻璃破碎、
密封失效、制動(dòng)配件失靈、開(kāi)關(guān)功能受損及明顯的永久變形等不可恢復(fù)的破壞現(xiàn)象。
國(guó)際上成熟的經(jīng)驗(yàn)證明，四邊支承玻璃的框架構(gòu)件變形撓度在星1/150--1/180，則玻璃的破碎率在l/1000以內(nèi)，相對(duì)于風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的安全系數(shù)為2.5。
JIS A 4706-1996《
金屬窗》規(guī)定窗的抗風(fēng)壓性能要求：
推拉窗和
平開(kāi)窗立面中間的窗扇邊梃構(gòu)件風(fēng)壓變形相對(duì)撓度為不大于星1／100。我國(guó)《
鋁合金門(mén)》、《
鋁合金窗（詞條“鋁合金窗”由行業(yè)大百科提供）》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在抗風(fēng)壓性能分級(jí)值P3作用下，門(mén)窗主要受力構(gòu)件相對(duì)撓度值，鑲嵌單層玻璃時(shí)不大于L/120：鑲嵌
中空玻璃時(shí)不大干L/180。《
建筑幕墻》(JG 3035—1996)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在抗風(fēng)壓性能分級(jí)值P3的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，幕墻主要受力構(gòu)件的相對(duì)撓度值不應(yīng)大于L/180，其絕對(duì)撓度值在20mm以內(nèi)。
6)框架構(gòu)件承載能力設(shè)計(jì)
（1）構(gòu)件跨中截面彎曲正應(yīng)力：已由結(jié)構(gòu)體系要求的
抗彎剛度控制，不必再進(jìn)行計(jì)算。日本JASS 14—96《幕墻工程標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范及說(shuō)明》指出：主要構(gòu)件支點(diǎn)間距小于4m時(shí)，其彎曲變形撓度小于1/150，絕對(duì)撓度小于20mm（支點(diǎn)間距超過(guò)4m時(shí)，撓度為l/200左右），則發(fā)生在構(gòu)件上的應(yīng)力就在允許應(yīng)力以內(nèi)，而且在玻璃和其它部分不會(huì)發(fā)生破損、殘余變形和有害變形，無(wú)需修補(bǔ)，仍可繼續(xù)使用。美國(guó)
鋁合金建筑制品協(xié)會(huì)《
鋁幕墻設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》旨出：在鋁幕墻的
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剛度要求比對(duì)強(qiáng)度的要求更為重要，更為嚴(yán)格，框件和嵌板的設(shè)計(jì)，主要控制因素是剛度而不是強(qiáng)度。實(shí)際上，與最常用的
鋁合金型材6063-T5
抗拉強(qiáng)度160MPa相比，6063A-T5和606l—T6的抗拉強(qiáng)度分別為200MPa和265MPa，分別比6063-T5高25％和65．6％，但這三種鋁
合金的
彈性模量都是一樣的
（2）構(gòu)件連接設(shè)計(jì)計(jì)算：橫框與豎框連接、豎框域橫框與建筑
主體結(jié)構(gòu)連接，門(mén)窗框與扇鎖固連接等各連接
節(jié)點(diǎn)是構(gòu)件
簡(jiǎn)支梁（或其它形式的梁）的
支座，必須有足夠的抗力（抗拉、壓、抗剪、抗
擠壓）以支承
玻璃面板受荷載，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的可靠度。因此構(gòu)件連接承載能力計(jì)算可采用風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)1.4乘以標(biāo)準(zhǔn)值Wk作為設(shè)計(jì)風(fēng)荷載。該設(shè)計(jì)分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式如下：
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