建筑玻璃幕墙结构-第三章 玻璃幕墙荷载及效应组合.pptx

第三章玻璃幕墙荷载及效应组合本章将详细介绍玻璃幕墙设计所涉及的各类荷载类型以及相应的效应组合方法。包括永久荷载、各类可变荷载的识别和计算,以及不同荷载组合的原则和系数确定。

3.1概述玻璃幕墙作为现代建筑中重要的组成部分,其设计中涉及多种类型的荷载及荷载组合。本节将对这些荷载及其特点进行全面梳理,并介绍不同荷载组合的确定原则和方法,为后续的结构分析和设计提供基础。

3.2玻璃幕墙的荷载类型玻璃幕墙设计涉及多种类型的荷载,包括永久荷载和可变荷载。可变荷载又包括风荷载、积雪荷载、地震作用、温度荷载和人员荷载等。本节将对这些不同类型的荷载特点及其确定方法进行详细介绍,为后续的荷载组合奠定基础。

3.2.1永久荷载1自重玻璃幕墙系统本身的自重是最主要的永久荷载,包括金属框架、玻璃板等各组件的重量。必须准确计算每个部位的自重。2固定装置荷载玻璃幕墙墙体的固定装置如螺栓、支撑等附加的永久性构件也需要纳入荷载计算。3永久附加物如有窗帘、遮阳板等永久性附加物,也需计入永久荷载。

3.2.2可变荷载玻璃幕墙设计中不可忽视的还有多种可变荷载,包括风荷载、积雪荷载、地震作用、温度荷载和人员荷载等。这些荷载具有不确定性和时间变化性,需要通过严格的计算方法和规范标准进行确定。

3.2.2.1风荷载风荷载是影响玻璃幕墙设计的关键可变荷载之一。风荷载来源于建筑物外表面受到的风压力,其大小取决于风速、建筑物的几何形状和位置等因素。正确计算风荷载是保证玻璃幕墙安全的前提。国家相关标准规定了风荷载的计算方法,要求结合当地气象特点、建筑物的高度、形状等多项因素进行分析计算。同时还需考虑局部气流的加速效应,确保关键部位的安全性。

3.2.2.2积雪荷载积雪在玻璃幕墙上形成的荷载也是不可忽视的重要因素。积雪荷载来源于建筑物屋面或水平面上堆积的雪层。其大小取决于当地气候条件、雪层厚度、雪的密度等因素。在严寒地区,均匀分布的积雪荷载可能会成为控制性因素,需要按规范要求进行精确计算。

3.2.2.3地震作用地震作用是玻璃幕墙设计中不可忽视的重要可变荷载。地震作用来源于地壳的剧烈运动,会对建筑物造成横向和竖向的动力作用。这种动态荷载对玻璃幕墙构件的抗震性能提出了严格要求,需要采用专门的计算方法进行分析。相关标准规定了计算地震作用的方法,包括确定地震动参数、分析建筑物的动力特性以及计算不同部位的响应等步骤。同时还需考虑不同震级、地质条件下地震作用的变化特点,确保玻璃幕墙在强震作用下仍具有足够的安全裕度。

3.2.2.4温度荷载温度荷载是指由于环境温度变化而引起的建筑物及其构件的热胀冷缩效应。对于玻璃幕墙而言,温度荷载可能导致其金属部件和玻璃板发生热应力,从而引发变形、开裂等问题。因此,在玻璃幕墙设计中必须对温度荷载进行详细计算和分析。相关标准要求根据当地气候条件、建筑物的具体朝向和材料特性等因素,确定玻璃幕墙在不同温度条件下可能产生的最大温度差,并据此计算导致的热应力和变形。同时还需考虑温度变化引起的支承条件变化对整个系统稳定性的影响。

3.2.2.5人员荷载人员荷载是指由于建筑物内部人员活动而导致的临时性荷载。在玻璃幕墙设计中,需要考虑人员集中活动引起的局部压力和冲击荷载。这些荷载可能会对玻璃板、金属框架等构件造成较大应力,从而影响整个系统的安全性能。相关标准要求按照建筑物的用途和预计人员流量,确定人员荷载的取值。同时还需分析人员的活动特点,包括突发性碰撞、集中压力等方面的影响。只有充分考虑了这些因素,才能最终确保玻璃幕墙在人员使用过程中的安全性。

3.3荷载组合在玻璃幕墙设计中,不同类型的荷载往往会同时作用于结构,因此需要合理地对这些荷载进行组合与计算。合理的荷载组合可确保玻璃幕墙在遭遇各种复合作用下仍能保持足够的承载能力和变形稳定性。1永久荷载与可变荷载的组合:按照规范要求,将永久荷载与各类可变荷载进行合理组合,以确保玻璃幕墙整体结构的安全性。多个可变荷载的组合:当存在多种可变荷载时,需要考虑它们之间的相互作用,采用叠加或不同组合系数进行组合分析。地震作用的组合:地震作用作为特殊可变荷载,需要与其他荷载进行专门的组合计算,以评估玻璃幕墙在强震下的抗震性能。

3.3.1永久荷载与可变荷载的组合总体考虑在玻璃幕墙设计中,永久荷载和可变荷载需要合理地进行组合计算。这种组合能够模拟实际使用条件下不同荷载的叠加效应,确保整个系统具备足够的安全裕度。计算方法根据相关规范,可以采用荷载组合系数法进行永久荷载与可变荷载的组合计算。合理的组合系数可以反映不同荷载作用的相互影响程度。组合形式常见的组合形式包括:永久荷载与主导可变荷载组合;永久荷载与多个可变荷载的组合;永久荷载及多个可变荷载的组合等。选择合适的组合方式对确保玻璃幕墙整体安全性很关键。荷载系数在实际计算中,需要根据不同荷载的