幕墙风荷载与框架式玻璃幕墙龙骨用量及造价分析.docx

图1幕墙外立面图2幕墙按支撑形式分类幕墙风荷载与框架式玻璃幕墙龙骨用量及造价分析孟繁中国航空规划建设发展有限公司【摘要】本文以《门窗、幕墙风荷载标准值》和《幕墙设计规范》为研究的切入点，定性、定量地分析地面粗糙度、基本风压、幕墙高度对隐框/明框玻璃幕墙铝合金龙骨用量的影响，并做了相应造价分析。【关键词】幕墙龙骨；造价；幕墙分隔；地面粗糙度；幕墙高度1幕墙现状及研究目的幕墙是将建筑围护与建筑艺术相结合（图1），能展现建筑的灵动、活跃或是稳健。上世纪80年代初，幕墙引入我国，20多年来，幕墙已经在我国的众多大型公共、民用建筑中有了广泛应用。1.1幕墙按照结构支撑体系、幕墙面材分类（1）按照结构支撑形式分类，如图2所示；（2）按幕墙面材分类：石材幕墙、金属板幕墙、玻璃幕墙(夹胶玻璃、钢化玻璃、中空玻璃、真空玻璃、LOW-E玻璃等)、人造板材幕墙（瓷板、陶板、微晶板）；（3）新型幕墙：光电玻璃幕墙、热通道玻璃幕墙（双·64·2011年第8期图3高度、地面粗糙度与风荷载关系图4明框玻璃幕墙节点详图文章编号：ZKS0226064层皮）、智能玻璃幕墙等。1.2本文研究的目的通过框架幕墙为例，研究风荷载（负压）对幕墙铝合金龙骨用量的影响。2隐框幕墙/明框幕墙龙骨与风荷载·地面粗糙度对基本幕墙风荷载标准值的影响从大到小的次序是：A、B、C、D；·基本风压越大，幕墙风荷载越大；·幕墙高度越大，风荷载越大。以上仅是定性的分析了地面粗糙度，幕墙高度、基本风压与幕墙风荷载标准值的定性关系。幕墙风荷载标准值又直接影响幕墙支撑体系的用量。下面以明框（构件式）幕墙为例（图4），定量的研究以上3种因素另加幕墙分隔因素对幕墙铝合金龙骨用量的影响。3幕墙龙骨与基本风压、地面粗糙度、幕墙高度、幕墙分隔的定量分析定性分析2.1幕墙与风荷载效应标准值计算幕墙构件荷载时，其作用效应无地震作用时：S=γS+ψγSGGKwwwk式中S为永久荷载效应标准值，Swk为风荷载效GK应标准值。可见幕墙受力除自身标准荷载影响外，主要受受风荷载影响。2.2地面粗糙度分类与部分城市基本风压分布请见设计规范04J906,门窗、幕墙风荷载标准值。（1）地面粗糙度分为4类：A类:指近海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类:指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类:指有密集建筑群的城市市区；D类:指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。（2）我国部分城市的基本风压分布情况，见相应规范。（3）风荷载标准值与地面粗糙度、建筑高度、基本风压的关系以0.45KN/m2的基本风压为例，幕墙高度以20米、50米、100米、150米、200米及不同地面粗糙度对应的风荷载标准值曲线，如图3所示。我们可以得到如下结论：3.1计算基本假设（1）立柱计算假设本文分析了框架式幕墙的3种常用分隔，即1.5*2米，1.2*1.5米，1.0*3.6米。每种幕墙分隔的立柱用量按照2根/分隔计算。（2）横梁计算假设1.5*2分隔，横梁按照3根考虑。间隔0.67米；1.2*1.5分隔，横梁按2根考虑，间隔0.75米，1*3.6分隔，横梁按5根考虑，间隔0.72米。对于三种幕墙分隔，横梁用量在2.27kg/m2~2.55kg/m2。计算的基本数据见表1。（3）简化横梁用量的处理相对于立柱横梁用量占龙骨的比重小。为简便计算，横梁用量假设一样，统一为2.50kg/m2。以下计算均为立柱的用量。不再附加比较横梁用量。3.21*3.6米幕墙分隔，基本风压0.45KN/m2情况下，不同幕墙高度、不同地面粗糙度的幕墙立柱铝合金型材用量的分析、比较2011年第8期·65·表1立柱、横梁不同选材系列与每平方米用量关系表21*3.6米幕墙分隔，基本风压0.45KN/m2，高度与粗糙度2对应立柱用量（Kg/m）（只取小数点后一位）2图51*3.6米幕墙分隔，基本风压0.45KN/m，高度与粗糙度与立柱用量关系表3：C粗糙度下，1*3.6分隔，基本风压及幕墙高度对应的立柱型材用量（Kg/m2）图6：C粗糙度下，1*3.6分隔，基本风压及幕墙高度对应的立柱用量关系技经用量相同差不多，用量分别是6.83kg/m2和6.57kg/m2；A、B类粗糙度情况立柱型材用量为7.64kg/m2。·高度20米，B、C、D粗糙度；高度50米C、D粗糙度；高度100米D粗糙度的用量在6.83kg/m2~6.57kg/m2之间。·高度20米，A粗糙度；50米高度A、B粗糙度；100米高度，B、C粗糙度，150米高，C、D粗糙度；200米高，D粗糙度的立柱型材用量差不多，为7.64kg/m2。·高度100米，A粗糙度；150米高，A、B粗糙度；200米高，A、B、C粗糙度的立柱型材用量在8.13kg/m2~8.62kg/m2。3.3C粗糙度下，1*3.6分隔，不