第三章 玻璃幕墙荷载及效应组合
《幕墙力学计算原理和方法》详解
幕墙力学计算原理和方法第一章荷载和作用一、荷载分类：1．永久荷载：自重、预应力等。
其值不随时间变化。
2．可变荷载：风荷载、雪荷载、温度应力等。
其值随时间变化。
3．偶然荷载：如地震、龙卷风等。
在设计基准期内不一定出现，而一旦妯现，其量值很大且持续时间较短。
二、风荷载计算：1.场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A类近海面,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．风荷载计算公式: W k=βgz×μz×μs×W0其中: W k---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz=K(1+2μf)其中K为地区粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地: βgz=0.92*(1+2μf) 其中：μf=0.387*(Z/10)^(-0.12)B类场地: βgz=0.89*(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)^(-0.16)C类场地: βgz=0.85*(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)^(-0.22)D类场地: βgz=0.80*(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)^(-0.3)μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地: μz=1.379×(Z/10)0.24B类场地: μz=(Z/10)0.32C类场地: μz=0.616×(Z/10)^0.44D类场地: μz=0.318×(Z/10)^0.60μs---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001墙角处取为：1.8墙面处取为：1.0封闭建筑物还需考虑内表面+0.2或-0.2W0--- 基本风压,按全国基本风压图取值。
玻璃采光顶结构的荷载及组合
玻璃采光顶结构的荷载及组合(1、玻璃采光顶结构的定义(1)屋盖(roofsystem)根据《建筑结构设计术语和符号标准》(GB／T50083―97)定义如下：在房屋顶部，用以承受各种屋面作用的屋面板、屋面梁或屋架及支撑系统组成的部件或以拱、网架、薄壳和悬索等大跨空间构件与支承边缘构件所组成的部件的总称。
(2)屋面板(roofplate；roofboard；roofslab)定义如下：直接承受屋面荷载的面板。
(3)玻璃采光顶定义如下：屋面板为玻璃的屋盖。
若以面板对地面倾角来分：幕墙指对地面倾角在75度-105度(90度±15度)范围内的墙体；竖直的为一般幕墙，其它为斜幕墙(内倾为75度―90度，外倾为90度-105度)。
在90度±15度范围外均为屋盖。
建筑玻璃采光顶是屋面板为硅酸盐系玻璃的屋盖；(4)玻璃雨篷是非封闭式建筑玻璃采光顶；玻璃屋顶是封闭式建筑玻璃采光顶；玻璃采光顶承受的荷载包括自重、风荷载、活荷载、雪荷载。
还应考虑非对称荷载的作用和效应；必要时还需考虑冰荷载、积雪荷载、积水荷载的作用和效应；此外还需考|考试|大|虑地震、温度变化、地基变形等作用。
风荷载是垂直作用于采光顶表面，自重、活荷载、雪荷载及其它荷载是采光顶水平投影面的荷载，荷载作用方向和分布是不同的，不能简单的将计算结果相加，而必须转换成同一作用方向与同一种分布的计算值后相加。
当屋面平行地面且坡度较小时，风荷载往往不是主要的，承重荷载是主要的；而在其它工况，风荷载与重力荷载大多数都是同一数量级，而建筑玻璃幕墙的风荷载往往是主要的，这是建筑玻璃采光顶和建筑玻璃幕墙的重大区别，这就决定了两者结构的区别，一般来说，建筑玻璃采光顶结构比建筑玻璃幕墙结构更为复杂、种类更多，建筑玻璃采光顶结构应归属建筑屋盖系统，不宜归属建筑幕墙系统。
玻璃采光顶的设计荷载(1)自重。
包括玻璃杆件、连接件、附件等自重，自重是按构件实际长度均匀分布的垂直作用于水平面的荷载，当缺乏资料时，可采用下列预估参数：当采用单层玻璃时：400N/m2。
玻璃幕墙计算书
远东新村幼儿园办公楼玻璃幕墙设计计算书一. 幕墙承受荷载计算1. 风荷载标准值计算W k=zzs W oW k : 作用在幕墙上的风荷载标准值kN/m2: 瞬时风压的阵风系数取2.25z: 风压高度变化系数取1.14z: 风荷载体型系数取1.5sW o : 基本风压, 当地取值为0.55kN/m2W k=2.25X1.14X1.5X0.55=2.12kN/m22. 风荷载设计值W=w W k=1.4x2.12=2.9kN/m2W : 风荷载设计值: 风荷载作用效应的分项系数值为1.4w3. 玻璃幕墙构件重力荷载标准值G K=G AK BH=0.4x1.047x1.65=1.73kNG K : 幕墙构件包括玻璃和铝框重力荷载标准值G AK : 幕墙构件包括玻璃和铝框的平均自重0.4kN/m2B : 幕墙分格宽1.047mH : 幕墙分格高1.65m4. 地震作用1垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用:q E=Emax G k/Aq E : 垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用kN/m2: 动力放大系数取3.0E: 水平地震影响系数最大值为0.04maxG k : 玻璃幕墙构件重量为0.74kNA : 玻璃幕墙构件的面积m2A=BH=1.65x1.047=1.72m2q E=3x0.04x0.74/1.72=0.18kN/m22平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用:p E=Emax G kp E : 平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用kN: 动力放大系数取3.0E: 水平地震影响系数最大值为0.04maxG k : 玻璃幕墙构件重量为0.74kN/mp E=3x0.04x0.74=0.088kN二. 玻璃的计算玻璃选用中空玻璃1. 计算玻璃在垂直于玻璃平面的风荷载作用下的最大应力=6eWa2/t2w: 风荷载作用下玻璃的最大应力N/mm2wW : 风荷载设计值为0.00135N/mm2a : 玻璃短边边长1047mmt : 玻璃厚度取10mme: 弯曲系数0.0775=6x0.0775X0.00189X10472/102=13N/mm2w2. 计算玻璃在垂直于玻璃平面的地震作用下的最大应力G AK=t/1000=25.67.2/1025=0.1798kN/m2G AK : 玻璃自重: 玻璃重力体积密度kN/m3t : 玻璃厚度q EA=EEmax G AKq EA : 地震作用设计值: 地震作用分项系数1.3E: 动力放大系数取3.0E: 水平地震影响系数最大值为0.04maxq EA=1.3X3X0.040.1798=0.028kN/m2=6q EA a2/t2EA: 地震作用下玻璃的最大应力N/mm2EAq EA : 地震作用设计值为0.000028N/mm2a : 玻璃短边边长1047mmt : 玻璃厚度10mm: 弯曲系数0.0775=6X0.0775X0.000028X10472/102=0.337N/mm2 EA3. 计算在温度影响下, 玻璃边缘与边框之间的挤压应力=ET-2c-d c/bt1: 在温度影响下玻璃的挤压应力t1c : 玻璃边缘与边框间和空隙取5mmd c : 施工误差取3mmb : 玻璃的长边尺寸1650mmT : 玻璃幕墙年温度变化80度: 玻璃的线膨胀系数0.00001E : 玻璃的弹性模量72000N/mm2=72000X0.00001X80-25-3/1500=-278.4N/mm2t1计算值为负, 挤压应力为零, 满足要求4. 计算玻璃中央与边缘温度差产生的温差应力=0.74E1234T c-T st2: 温差应力t2: 玻璃的线膨胀系数0.00001E : 玻璃的弹性模量72000N/mm2: 阴影系数取1.6 (邻边)1: 窗帘系数取1.32: 玻璃面积系数取1.043: 嵌缝材料系数取0.384T c : 玻璃中央温度取50度T s : 玻璃边缘温度取35度=0.74720000.000011.61.31.040.38t150-35=6.57N/mm2=tt2=1.26.57=7.884N/mm2<19.5N/mm2满足要求t: 温度作用分项系数1.2t5. 计算组合应力=w+0.6EA=20.1+0.60.264=20.2584N/mm2<f g=28N/mm2玻璃强度满足!三. 横梁的设计计算1. 横梁基本参数横梁采用120 型系列配套型材面积:830mm2X向惯性矩:658300mm4 X向截面抵抗矩:18300mm3Y向惯性矩:658300mm4Y向截面抵抗矩:18300mm32. 计算横梁由于风荷载作用产生的弯矩及变形q w=HW k=1.6X1.35=2.16kN/mq w : 风荷载线密度标准值H : 幕墙分格高W k : 幕墙承受风荷载标准值M yw=q w B2/8=2.16X1.1592/8=0.36kN.mM yw : 横梁由于风荷载作用产生的弯矩标准值B : 幕墙分格宽=5q w B4/384/E/I y=5x2.16x1.159x4/384w/70000/658300=2.83mm: 横梁由于风荷载作用产生的变形wq w : 风荷载线密度标准值B : 幕墙分格宽E : 铝合金的弹性模量I y : 横梁绕竖向轴惯性矩3. 计算横梁由于重力荷载作用产生的弯矩及变形G b=HG bk=1.6X0.4=0.64kN/mG b : 横梁承受重力荷载线密度标准值H : 幕墙分格高G bk : 幕墙构件不包括立柱平均自重0.4kN/m2M xG=G b B2/8=0.64x1.652/8=0.11kN.mM xG : 横梁由于重力荷载作用产生的弯矩标准值B : 幕墙分格宽=5G b B4/384/E/I y=5x0.64X1047x4/384G/70000/658300=0.1871mm: 横梁由于重力荷载作用产生的变形GG b : 横梁承受重力荷载线密度标准值B : 幕墙分格宽E : 铝合金的弹性模量I x : 横梁绕水平轴惯性矩4. 计算横梁由于地震作用产生的弯矩及变形q e=Emax G b=30.040.6=0.072kN/mq e : 地震作用线密度标准值: 动力放大系数取3.0E: 水平地震影响系数最大值为0.04maxG b : 横梁承受重力荷载线密度标准值M ye=q e B2/8=0.0721.1592/8=0.0095kN.mM ye : 横梁由于地震作用产生的弯矩标准值B : 幕墙分格宽=5q e B4/384/E/I y=50.07210254/384e/70000/658300=0.0225mm: 横梁由于地震作用产生的变形eq e : 地震作用线密度标准值B : 幕墙分格宽E : 铝合金的弹性模量I y : 横梁绕竖向轴惯性矩5. 荷载效应组合M x=G M xG=1.20.0788=0.09456kN.mM x : 横梁绕X轴的弯矩设计值: 重力荷载作用效应的分项系数1.2GM xG : 横梁由于重力荷载作用产生的弯矩标准值M y=ww M yw+ee M ye=11.40.49+0.61.30.0095=0.6934kN.mM y : 横梁绕Y轴的弯矩设计值: 风荷载作用效应的组合系数1.0w: 风荷载作用效应的分项系数1.4wM yw : 横梁由于风荷载作用产生的弯矩标准值: 地震作用效应的组合系数0.6e: 地震作用效应的分项系数1.3eM ye : 横梁由于地震作用产生的弯矩标准值=G=0.1871mmy: 横梁竖向最大挠度y: 横梁由于重力荷载作用产生的变形G=ww+ee=11.165+0.60.0225=1.1785mmx: 横梁水平最大挠度x: 风荷载作用效应的组合系数1.0w: 横梁由于风荷载作用产生的变形w: 地震作用效应的组合系数0.6e: 横梁由于地震作用产生的变形e6. 横梁强度和刚度的验算=M x//W x+M y//W y=658300/1.05/18300+658300/1.05/18300=68.52N/mm2: 横梁产生最大应力: 塑性发展系数取1.05M x : 横梁绕X轴的弯矩设计值W x : 横梁绕X轴的截面抵抗矩M y : 横梁绕Y轴的弯矩设计值W y : 横梁绕Y轴的截面抵抗矩<f a=84.2N/mm2横梁强度满足要求=x2+y20.5=1.1651.165+0.18710.18710.5=1.18mm: 横梁最大挠度: 横梁水平最大挠度x: 横梁竖向最大挠度y<B/180=5.69mm且<20mm横梁刚度满足要求四. 立柱的设计计算1. 立柱基本参数立柱采用120 系列面积:1800mm2惯性矩:5850000mm4 截面抵抗矩:73000mm32. 计算立柱由于风荷载作用产生的弯矩及变形q w=BW k=1.159x1.35=1.56kN/mq w : 风荷载线密度标准值B : 幕墙分格宽W k : 幕墙承受风荷载标准值M w=q w L2/8=1.56x3.72/8=2.67kN.mM w : 立柱由于风荷载作用产生的弯矩标准值L : 立柱计算长度=5q w L4/384/E/I=5x1.56x37004/384w/70000/5850000=0.93mm: 立柱由于风荷载作用产生的变形wq w : 风荷载线密度标准值L : 立柱计算长度E : 铝合金的弹性模量I : 立柱惯性矩3. 计算立柱由于重力荷载作用产生的拉力G a=BG ak=1.159x0.4=0.46kN/mG a : 立柱承受重力荷载线密度标准值B : 幕墙分格宽G ak : 幕墙构件平均自重0.4kN/m2N G=G a L=0.46x3.7=1.7kNN G : 立柱由于重力荷载作用产生的拉力标准值L : 立柱计算长度4. 计算立柱由于地震作用产生的弯矩及变形q e=Emax G a=3x0.04x0.46=0.0552kN/mq e : 地震作用线密度标准值: 动力放大系数取3.0E: 水平地震影响系数最大值为0.04maxG a : 立柱承受重力荷载线密度标准值M e=q e L2/8=0.0552x3.72/8=0.0945kN.mM e : 立柱由于地震作用产生的弯矩标准值L : 立柱计算长度=5q e L4/384/E/I=5x0.0552x37004/384e/70000/5850000=0.33mm: 立柱由于地震作用产生的变形eq e : 地震作用线密度标准值L : 立柱计算长度E : 铝合金的弹性模量I : 立柱惯性矩5. 荷载效应组合N=G N G=1.21.517=1.82kNN : 立柱拉力设计值: 重力荷载作用效应的分项系数1.2GN G : 立柱由于重力荷载作用产生的拉力标准值M=ww M w+ee M e=11.44.369+0.61.30.0842=6.182kN.mM : 立柱弯矩设计值: 风荷载作用效应的组合系数1.0w: 风荷载作用效应的分项系数1.4wM w : 立柱由于风荷载作用产生的弯矩标准值: 地震作用效应的组合系数0.6e: 地震作用效应的分项系数1.3eM e : 立柱由于地震作用产生的弯矩标准值=ww+ee=115.216+0.60.293=15.392mm: 立柱的最大挠度: 风荷载作用效应的组合系数1.0w: 立柱由于风荷载作用产生的变形w: 地震作用效应的组合系数0.6e: 立柱由于地震作用产生的变形e6. 立柱强度和刚度的验算=N/A+M//W=1820/1800+5850000/1.05/73000=77.33N/mm2: 立柱产生最大应力: 塑性发展系数取1.05N : 立柱拉力设计值A : 立柱的净截面面积M : 立柱弯矩设计值W : 立柱截面抵抗矩<f a=84.2N/mm2立柱强度满足要求=15.392<L/180=20.56mm且<20mm立柱刚度满足要求五. 结构硅酮密封胶的计算1. 计算胶缝的宽度1风荷载作用下计算胶缝的宽度c s=W k a/2000/f1c s : 结构硅酮密封胶粘结宽度mmW k : 风荷载标准值为1.924kN/m2a : 玻璃的短边长度为1159mmf1 : 胶的短期强度允许值为0.14N/mm2c s=1.924X1159/2000/0.14=7.968mm2玻璃自重作用下计算胶缝的宽度c s=q Gk ab/2000/a+b/f2c s : 结构硅酮密封胶粘结宽度mmq Gk : 玻璃单位面积重量为0.1798kN/m2a,b : 玻璃的短边和长边长度分别为1600mm,1159mmf2 : 胶的长期强度允许值为0.007N/mm2c s=0.179X8900X1600/2000/1025+1500/0.007=7.82mm 取结构硅酮密封胶粘结宽度12mm3. 计算结构硅酮密封胶粘结厚度t s>s/2+0.5t s : 结构硅酮密封胶粘结厚度mm: 结构硅酮密封胶的变形承受能力取12.5%: 幕墙玻璃的相对位移量取3mmst s>3/0.1252+0.1250.5=5.82mm结构硅酮密封胶粘结厚度取6mm曲阜远东装饰有限公司2007年7月14日。
一个玻璃幕墙的计算书
一个玻璃幕墙的计算书目录第一章工程概况第二章结构设计的原则第三章结构设计计算方法第四章结构设计计算的基本参数第五章隐框幕墙玻璃应力计算（玻璃种类的确定）第六章隐框幕墙立柱和横梁的设计计算第七章隐框幕墙立柱与横梁和力柱与连接件之间的连接设计计算第八章隐框幕墙结构胶设计计算第九章参考文献第一章工程概况xxxx大厦位于xx市xx区，地面上总高79.1米。
第二章结构设计原则一、幕墙主要构件应悬挂在主体结构上。
二、幕墙及其连接件应有足够的承载力，刚度和相对于主体结构的位移能力。
三、抗震设计的玻璃幕墙，在设防烈度地震作用下经修理后幕墙仍可使用。
四、玻璃幕墙的构件，在重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用和主体结构位移影响下，应具有安全性。
第三章结构设计计算的方法一、因结构设计的标准是在正常荷载作用下不产生损害，在这种情况下，幕墙亦处于弹性状态，所以其幕墙构件的内力计算应采用弹性计算方法。
二、幕墙承受荷载和作用产生的效应应按结构的设计条件和要求进行组合，以最不利的组合作为设计的依据，其截面最大应力设计值不应超过材料强度的设计值。
三、荷载和作用效应组合的分项系数，按下列规定采用（一）：在进行幕墙构件、连接件、紧固件和预埋件承载力计算时，分项系数为：重力荷载：g G＝1.2风荷载：g W＝1.4地震作用：g E＝1.3温度作用：g T＝1.2(二) ：进行位移和挠度计算时分项系数为：重力荷载：g G＝1.0风荷载：g W＝1.0地震作用：g E＝1.0温度作用：g T＝1.0四、荷载和作用效应组合时，组合系数按下列规定采用：（一）、当两个和两个以上的可变荷载或作用效应参加组合时，第一个可变荷载或作用效应的组合系数按1.0采用，第二个按0.6采用，第三个按0.2采用。
ψW风荷载效应组合系数ψE地震作用效应组合系数ψT温度作用效应组合系数五、荷载和作用效应的组合可按下列式进行组合：S＝gGSG+yWgWSW+yEgESE+yTgTSTS 荷载和作用效应组合后的设计值SG重力荷载产生的效应SW风荷载作用产生的效应SE地震作用产生的效应ST温度作用产生的效应第四章结构设计计算的基本参数一、工程的基本条件：主楼玻璃幕墙层高取4.2m，玻璃最大分格为1200mm×1600mm。
单索结构玻璃幕墙结构计算
第三部分、单索结构玻璃幕墙结构计算第一章、荷载计算一、计算说明本章我们计算的是位于群楼部分的单索结构玻璃幕墙，单索结构幕墙总高度36.430 m，总长度24 m。
整个单索玻璃幕墙的主立面为一双曲平面，计算时，取风荷载计算部分表3-1中XX风荷载进行计算，在此部分单层拉索点式玻璃幕墙的最大水平分格为a=1960 mm，竖向分格为b=1921 mm，标准层层高为H=4.2 m。
幕墙位于A座北立面的4轴与D轴的交汇处，幕墙形式及做法见投标图中DY-M02。
支撑结构采用钢结构支撑体系。
二、单索玻璃幕墙的自重荷载计算（可按具体工程状况进行荷载工况分析）1、玻璃幕墙自重荷载标准值计算G AK：玻璃面板自重面荷载标准值玻璃面板采用TP8+1.14PVB+TP8 mm厚的中空钢化玻璃G AK=（8+8）×10-3×25.6=0.41 KN/m2G GK：考虑各种零部件和索件等后的玻璃幕墙重力荷载标准值G GK=0.45 KN/m22、玻璃幕墙自重荷载设计值计算r G：永久荷载分项系数，取r G=1.2按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第G G：考虑龙骨和各种零部件等后的玻璃幕墙重力荷载设计值G G=r G·G GK=1.2×0.45=0.54 KN/m2三、单索玻璃幕墙结构承受的风荷载计算说明：根据点支式幕墙工程技术规程（CECS127—2001），在计算点支式支撑结构风荷载标准值时，取风阵系数进行计算，其计算过程有待进一步修正。
此处只是取其意，具体计算过程暂不能作为本版标准计算书的正确部分。
1、水平风荷载标准值计算W 0：作用在幕墙上的风荷载基本值 0.45 KN/m 2按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附表D.4（按50年一遇） H ：单索结构玻璃幕墙钢结构高度，取H=36.430 m T ：结构的基本自振周期,取T=0.474 s按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附表E T=0.013H=0.013×36.43=0.474 s ξ：脉动增大系数，取ξ=1.779由W 0·T 2=0.62×0.45×0.4742=0.063，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表 υ：脉动影响系数，取υ=0.806由c 类地区，单索结构高度36.43 m ，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表 μZ ：风压高度变化系数，取μZ =0.74按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.2.1 βZ ：风振系数按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.4.2 βZ =Z Z μξνϕ+1=999.00.1806.0779.11⨯⨯+=2.435 μS ：风荷载体型系数，取μS =-1.2按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第 W K ：作用在幕墙上的风荷载标准值W K =1.1βz ·μS ·μZ ·W 0=1.1×2.435×（-1.2）×0.74×0.45=-0.9 KN/m 2（负风压） 取W K =1.0 KN/m 22、水平风荷载设计值计算r W ：风荷载分项系数，取r W =1.4按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第 W ：作用在幕墙上的风荷载设计值 W=r W ·W K =1.4×1.0=1.4 KN/m 2四、荷载组合（面板）1、风荷载和水平地震作用组合标准值计算ψW ：风荷载的组合值系数，取ψW =1.0按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第 ψE ：地震作用的组合值系数，取ψE =0.5按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第 q K =ψW ·W K +ψE ·q EK =1.0×1.0+0.5×0.64=1.32 KN/m 22、风荷载和水平地震作用组合设计值计算q=ψW·W+ψE·q E=1.0×1.4+0.5×0.832=1.816 KN/m2五、荷载组合（支撑结构）1、风荷载和水平地震作用组合标准值计算ψW：风荷载的组合值系数，取ψW=1.0按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第ψE：地震作用的组合值系数，取ψE=0.5按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第q K=ψW·W K+ψE·q EK=1.0×1.0+0.5×0.64=1.32 KN/m2 2、风荷载和水平地震作用组合设计值计算q=ψW·W+ψE·q E=1.0×1.4+0.5×0.832=1.816 KN/m2第二章、点支式玻璃面板计算一、计算说明玻璃面板选用TP8+1.14PVB+TP8 mm 厚的半钢化夹胶玻璃。
《建筑玻璃幕墙结构》课件(同济大学张其林教授)
§2.1 玻璃面板
（2）钢化玻璃
退火玻璃的碎裂后状态
回火钢化工艺的主要目的是将预压应 力导入玻璃表面，以提高玻璃抵抗外部效应 的强度。钢化玻璃也称为预应力玻璃。热回 火是最常用的钢化方法。将玻璃加热到约 650℃，然后通过空气喷射以淬火使玻璃表 面比其内部更快冷却。在玻璃表面冷却后， 内部继续冷却收缩使表面产生压应力，而内 部产生拉应力以与表面压应力相平衡。最终 沿玻璃厚度方向产生了二次函数形的应力分 布，如图所示。
缩碱并侵蚀剩余的酸网格，从而导致玻璃表面的腐蚀。在玻璃窗户和立面上通常不会
产生这样一种侵蚀，除非在水平面上无法排水。水泥矿物质、湿混凝土或强碱清洁剂
也会导致玻璃的浸析。
3、玻璃的微观结构和断裂特性
玻璃的原子粘结性很强，具有原始微观结构和完备表面的玻璃具有极高的理论机械 强度。然而，玻璃体内微观结构的破坏以及玻璃表面的毛孔和刮痕会产生格里菲思 微裂纹。当作用有外荷载时，裂纹尖端会产生极高的应力峰值。与其他材料相比，
《建筑玻璃幕墙结构 》
第七章 点式幕墙支承体系的 设计与计算
本章内容
点支式玻璃幕墙的定义 点支式玻璃幕墙的分类 点支式玻璃幕墙的发展 worse点支式玻璃幕墙的材料 点支式玻璃幕墙的建筑设计 点支式玻璃幕墙的结构设计
《建筑玻璃幕墙结构 》
定义
点支式幕墙：玻璃面板通过点支承装置与其支承结构组成的幕墙。
玻璃的实际强度可以通过给玻璃施加保护 层来改善。应用这样一个概念，在一定条件下 可以给夹层或中空玻璃的内表面分配较高的最 大应力。但是，必须同时注意到玻璃边缘的强 度通常在设计中是起控制作用的。
《建筑玻璃幕墙结构 》
§2.1 玻璃面板
5、玻璃的强度和应力-应变曲线
建筑玻璃幕墙结构-第三章 玻璃幕墙荷载及效应组合
密度（kN/m3） 25.6 28.0 78.5 1.2～1.5 0.5～1.0 0.5～2.5
《建筑玻璃幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
1、重力荷载(续) 重力荷载(
未作规定时，结构自重的标准值可按照下列数值采用：
项目 嵌入物为中空（夹层）玻璃的 幕墙 嵌入物为单层玻璃的幕墙 面荷载大小（N/m2） 500 400
玻璃幕墙构件在抗震设计时应该达到下述要求：①在多遇烈度地震作用下， 玻璃幕墙不能破坏应保持完好；②在基本烈度地震作用下，玻璃幕墙不应有严重 破损，一般只允许部份面板（玻璃、石板等）破碎，经修理后，仍可以使用；③ 在罕遇烈度地震作用下，玻璃幕墙虽严重破坏，但幕墙骨架不得脱落。 多遇地震作用下，玻璃幕墙的地震作用采用简化的等效静力方法计算，地震 影响系数最大值按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011－2001的规定 采用。
第三章 荷载及效应组合
本章内容
§3.1 荷载和作用 §3.2 荷载效应组合
worse
《建筑玻璃幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
§3.2 荷载效应组合
§3.1 荷载和作用
1、重力荷载
对于垂直的玻璃及其幕墙结构，重力荷载只有材料本身的自重。材料的自重 通常由材料的密度和体积求得。
常用材料的密度
项目 普通玻璃、夹层玻璃、钢化玻 璃、半钢化玻璃 铝合金 钢材 矿棉 玻璃棉 岩棉
《建筑玻璃幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
抗震设防烈度 αmax 6度 0.04 7度 0.08（0.12） 8度 0.16（0.24）
7度基本地震加速度为0.15g、8度基本地震加速度为0.30g时取括号内数值。
4、温度作用
worse 在玻璃结构中，温度变化能够使玻璃面板、胶缝和支承结构产生附加应力和 变形。在设计中，温度作用的影响一般通过建筑或结构构造措施解决 温度作用的影响一般通过建筑或结构构造措施解决，而不一一 温度作用的影响一般通过建筑或结构构造措施解决 计算，实践证明是简单、可行的办法。在过去的规范中，考虑了年温度变化下的 玻璃挤压应力的计算和玻璃边缘与中央温度差引起的应力计算，但在新规范中已 被取消。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
对于斜玻璃及其幕墙结构，重力荷载除了材料自重外，还应考虑施工荷载、雪荷 载及雨水荷载等。
《建筑幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
2、风荷载
风荷载是直接作用于玻璃结构上的主要荷载，它垂直作用于玻璃的表面。直 接承受风荷载的玻璃及其幕墙是一种薄壁外围护结构，一块玻璃、一根杆件就是 一个受力单元，而且质量较轻。在设计时，既要考虑长期使用过程中，在一定时 距平均最大风速的风荷载作用下保证其正常功能不受影响；又必须注意到在阵风 袭击下不受损坏，避免安全事故。 《建筑结构荷载规范》GB50009规定了垂直于建筑物表面的风荷载标准值， 当计算主要承重结构时应按下式计算: worse
平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用标准值可按下式计算：
PEk = β Eα max Gk
玻璃幕墙的支承结构以及连接件、锚固件所承受的地震作用标准值，应包括玻璃幕墙 构件传来的地震作用标准值和其自身重力荷载标准值产生的地震作用标准值。
《建筑幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
4、温度作用
在玻璃结构中，温度变化能够使玻璃面板、胶缝和支承结构产生附加应力和 变形。在设计中，温度作用的影响一般通过建筑或结构构造措施解决，而不一一 计算，实践证明是简单、可行的办法。在过去的规范中，考虑了年温度变化下的 玻璃挤压应力的计算和玻璃边缘与中央温度差引起的应力计算，但在新规范中已 被取消。
密度（kN/m3） 25.6 28.0 78.5 1.2～1.5 0.5～1.0 0.5～2.5
《建筑幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
1、重力荷载(续)
未作规定时，结构自重的标准值可按照下列数值采用：
项目 嵌入物为中空（夹层）玻璃的 幕墙 嵌入物为单层玻璃的幕墙 面荷载大小（N/m2） 500 400
worse
《建筑幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
§3.2 荷载效应组合
§3.2 荷载效应组合
1、承载力验算
非抗震设计的玻璃幕墙，应计算重力荷载、风荷载。
S = γ g S Gk + ϕ w γ w S wk
抗震设计的玻璃幕墙，应考虑重力荷载、风荷载和地震作用效应。
S = γ g S Gk + ϕ w γ w S wk + ϕ E γ E S Ek
第三章 荷载及效应组合
本章内容
§3.1 荷载和作用 §3.2 荷载效应组合
worse
《建筑幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
§3.2 荷载效应组合
§3.1 荷载和作用
1、重力荷载
对于垂直的玻璃及其幕墙结构，重力荷载只有材料本身的自重。材料的自重 通常由材料的密度和体积求得。
常用材料的密度
项目 普通玻璃、夹层玻璃、钢化玻 璃、半钢化玻璃 铝合金 钢材 矿棉 玻璃棉 岩棉
wk = β z μ s μ z w0
当计算围护结构时应按下列公式计算：
wk = β gz μ s μ z w0
动画演示
《建筑幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
阵风影响和风振影响是同时存在的。
（1）阵风系数
阵风系数βgz是瞬时风压峰值与10min平均风压（基本风压）的比值，取决于 场地粗糙度类别和建筑物高度。玻璃幕墙的面板及其横梁和立柱由于跨度较小， 阵风影响比较大。在计算其承载力和变形时应考虑阵风系数，以保证玻璃幕墙构 件的安全。 我国规范关于阵风系数βgz的取值参考了国外相关规范，按下式确定：
组合号 1 2 3 4 5 6 7
G
1.2 1.0 1.2 1.0 1.35 1.0 1.35
Байду номын сангаас
W
1.0×1.4 1.0×1.4 1.0×1.4 1.0×1.4 0.6×1.4 1.0×1.4
E
0.5×1.3 0.5×1.3
《建筑幕墙结构 》
§3.2 荷载效应组合
2、挠度验算
根据玻璃幕墙构件的受力和变形特征，正常使用状态下，其构件的变形或挠 度验算时，一般不考虑作用效应的组合。因地震作用效应相对风荷载作用效应 较小，一般不必单独进行地震作用下结构的变形验算。在风荷载或永久荷载作 用下，幕墙构件的挠度应符合挠度限值要求，且计算挠度时，取荷载作用的标 准值，即取荷载分项系数为1.0。
结构形式 构件 玻璃 支承结构 框式玻璃幕墙 短边边长的1/60 铝 合 金 钢材 支承点间 距的1/180 支承点间 距的1/250 全玻璃幕墙 跨度的1/60 钢梁 玻璃 肋 跨度的 1/180 跨度的 1/200 点支式玻璃幕墙 支撑点间长边边长的1/60 单根管或 桁架体系 张拉索杆 体系
《建筑幕墙结构 》
3、地震作用
玻璃幕墙构件在抗震设计时应该达到下述要求：①在多遇烈度地震作用下， 玻璃幕墙不能破坏应保持完好；②在基本烈度地震作用下，玻璃幕墙不应有严重 破损，一般只允许部份面板（玻璃、石板等）破碎，经修理后，仍可以使用；③ 在罕遇烈度地震作用下，玻璃幕墙虽严重破坏，但幕墙骨架不得脱落。 多遇地震作用下，玻璃幕墙的地震作用采用简化的等效静力方法计算，地震 影响系数最大值按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011－2001的规定 采用。
《建筑幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
由于玻璃面板是不容易发展成塑性变形的脆性材料，为使基本烈度下不产生破 损伤人，考虑动力放大系数，且按照规范中有关非结构构件的地震作用计算规定， 取5.0。 作用于玻璃幕墙平面外的分布水平地震作用标准值可按下式计算：
q Ek = β Eα max Gk / A
q 注意：①对于竖直玻璃幕墙（与水平面倾角为90度）， EK 是垂直于幕墙的分布荷载。 ②对于斜玻璃幕墙（倾角大于等于75度），可以将水平荷载直接作用于幕墙； 也可将水平向的分解得到垂直于幕墙的地震作用分布荷载，而忽略平行于幕 墙的分量。 ③对于倾角小于75度的其他玻璃结构，地震作用效应的计算应另行考虑。
α ——地面粗糙度指数，对应于A、B、C、D四类地貌，分别取0.12、 0.16、0.22、0.30。
《建筑幕墙结构 》
§3.1 荷载和作用
(2)风振系数
对于跨度较大的支承结构，其承载面积较大，阵风的瞬时影响相对较小；但由于 跨度大、刚度小、自振周期相对较长，风力振动影响成为主要因素，可通过风振系 数βZ加以考虑。振动的影响一般随跨度加大而加大。最近国内对支承结构的风振系 数进行了分析和试验研究，提出拉杆和拉索结构的风振系数为1.8~2.2。也有些研究 建议，当索杆体系跨度为15～40m时，风振系数取2.0~2.7。 当有风洞试验数据或其他可靠的技术依据时，风荷载的动力影响可据此确定。
β gz = k (1 + 2 μ f )
式中 worse k——地面粗糙度调整系数，对A、B、C、D四种类型，分别取0.92、 0.89、0.85、0.80。
μ f ——脉动系数，根据国内实测数据，并参考国外规范资料，按下式计算：
μ f = 0.5 × 351.8(α −0.16 ) (
式中
z −α ) 10
跨度的 1/250 支承点距 离的1/200
同济大学《建筑幕墙结构》
谢谢聆听!