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玻璃幕墙与门窗结构可靠度设计问题探讨(一)

来源:中国幕墙网收集整理  作者:石民祥 杨仕超  日期:2005-4-27
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  根据建筑结构可靠度分析与设计原理,对以金属框架为支承体系的破璃幕墙和门窗采用以概率理论为基础的极限状态设计方法进行的结构设计计算及其可靠度问题进行系绝性的分析探讨,提出对我国现行玻璃幕墙工程技术规范中幕墙结构设计有关问题的看法,以及时目前尚无规范依据的建筑门窗结构设计计算问题的看法及建议。

    2)幕墙与门窗结构可靠度分析要点
    (1)、考虑幕墙与门窗结构整体体系的可靠度、构件的可靠度二个层次,宜按结构体系进行可靠度设计,根据结构破坏特点选定主要破坏模式,控制和调整关键构件的失效概率,提高整个结构可靠度设计的合理性。

    (2)、脆性构件(玻璃面板)的可靠度应高于延性构件金属框架)的可靠度。

    (3)、构件的抗力或承载力由低到高的顺序应是:a)玻璃:b)玻璃与框架的连接:c)框架:d)框架构件连接们窗框与扇的配件连接):6)框架与主体结构的锚固连接:f)支承幕墙的结构构件和门窗洞口结构构什。

    (4)、非结构构件的设计使用年限、安全等级、重要性及可靠度不应高于结构构件。

    6.幕墙与门窗的结构极限状态设计表达式
    为便于采用基本变量的标准值进行设计,使结构获得较好的可靠度一致性,根据我国标准规范,幕墙与门窗极限状态方程转化为多个分项系数的极限状态设计通用表达式:


    7.载与作用效应的基本组合
    1)无地震作用的基本组合:根据《建筑结构荷载规范》,为风荷载起控制作用的组合:


    2)有地震作用的基本组合:根据《建筑抗震设计规范》,为地震作用起控制作用的组合:


    我国《高层民用建筑钢结构技术规程》GJ 99-98)规定:对于主体建筑钢结构构件的作用效应组合及其幕墙构件的连接钢件和紧固件的作用效应组合,风荷载组合值系数应该取0.2。

    8、构件材料的结构设计可靠度水平(设计安全度)
    1)结构设计安全度确定的校准法
    采刚以荷载和作用的标准值以及材料性能标准值为基础的多个分项系数的极限状态设计法,首先要确定构件材料性能标准值与载和作用的标准值之间的总安全度即可靠度水平。我国建筑结构规范和建筑幕墙规范均采用国际上实际应用的校准法,就是通过对现行设计规范下的结构进行可靠度分析,经综合调整来确定未来结构设计可靠度。其特点是对不同破坏后果(经济损失或社会影响)的结构及不同破坏性质(如延性破坏和脆性破坏)的构件采刚不问的可靠度水平,但在总体上基本保持新旧规范可靠度水平的一致性。我国结构设计统一标准和荷载规范规定的永久荷载分项系数ΥC和可变倚载分项系数ΥQ,是在荷载标准值已给定的前提下,使按极限状态设计表达式所得的各类结构构件的可靠指标与规定的目标可靠指标之间在总体上误差最小为原则经优化后选定的。对于幕墙结构设计来说,起控制作用的可变作用风荷载分项系数Υw和水平地震作用分项系数Υeh分别为1.4和1.3,因此取可变荷载分项系数Υq=1.4。按构件材料性能标准与荷载和作用的标准值之间的总安全度K=ΥqΥm,分别选定不同构件材料的总安全度K,计算材料性能分项系数Υm=K/Υq,  从而得到材料性能设计值/fk=fk/Υm。
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