幕墙结构设计原理和方法

PAGE1PAGE73幕墙结构设计原理和方法目录HYPERLINK\l"_Toc315519896"第一节结构设计原理1HYPERLINK\l"_Toc315519897"第二节风荷载4HYPERLINK\l"_Toc315519898"第三节地震作用17HYPERLINK\l"_Toc315519899"第四节自重和活荷载36HYPERLINK\l"_Toc315519900"第五节温度变化37HYPERLINK\l"_Toc315519901"第六节连接计算41第一节结构设计原理建筑结构的可靠性直接关系到人民生命财产安全，历来是建筑结构设计必须首先面对和需要审慎解决的重大问题。结构的可靠性是指结构在规定的时间内、在规定的条件下、完成预定功能的能力。结构的可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内、在规定的条件下、完成预定功能的概率。建筑结构可靠度也是一个国家综合性经济政策问题，实际上是选择一种安全与经济相对的最佳平衡。结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件，不需要进行大修即可按其预定目的使用的时期。设计使用年限是房屋的地基基础和主体结构“合理使用年限”的具体化，实际上它与合理使用年限是等同的含义。《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068规定：“结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。结构的可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定”。结构在规定的设计使用年限内满足以下功能要求：1.在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；2.在正常使用时具有良好的工作性能；3.在正常维护下具有足够的耐久性；4.在设计规定的偶然事件发生后，仍然能保持必须的整体稳定性。结构的设计使用年限如下表：表1类别设计使用年限（年年）示例15临时性结构225易于替换的结构构构件350普通房屋和构筑物物4100纪念性建筑和特别别重的建筑构构件为保证建筑结构具有规定的可靠度，除应进行必要的设计计算外，还应对结构材料性能、施工质量、使用和维护进行相应的控制。结构可靠度与结构的使用年限长短有关，GB50068所指的结构可靠度，是对结构的设计使用年限而言的，当结构的使用年限超过设计使用年限后，结构失效概率可能较设计预期值要大。设计基准期是为确定可变作用及与时间有关的材料性能等级取值而选用的时间参数。它不等同于建筑结构的设计使用年限。GB50068所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的。建筑幕墙是建筑物的外围护构件，它要承受外界施加给它的各种作用。《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）对结构上的作用给出的定义：“施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因，均称为结构上的作用”。“引起结构外加变形或约束变形的原因系指地震、基础沉降、温度变化、焊接等作用”。这就是说，作用是指能使结构产生效应（内力、变形、应力、应变、裂缝等）的各种原因的总称，其中包括施加在结构上的集中力和分布力系，以及形成结构外加变形或约束变形的原因。前一种作用是力（包括集中力和分布力）在结构上的集结，就是通常说的荷载。后一种作用（如温度变化、材料的收缩与徐变、地基变形、地震等）不是以力的形式出现的，过去将施加在结构上的作用统称为荷载（国际上也有这个习惯），但荷载这个术语对间接作用并不恰当，它混淆了两种不同的作用，而且容易发生误解，例如将地震作用当作是施加在结构上而与地基和结构本身无关的外力。《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）将这两类作用分别称为直接作用和间接作用，而荷载仅等同于直接作用，《建筑结构荷载规范》（GB50009）对直接作用作了规定。间接作用，除地震作用由《建筑抗震设计规范》（GB50011）作了规定外，其余间接作用暂时还没有相应的规范。第二节风荷载风荷载是作用于幕墙上的一种主要直接作用。它垂直作用于幕墙的表面上。幕墙是一种薄壁外围护构件，一块玻璃，一根杆就是一个受力单元，而且质量较轻，在设计时，既需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。建设部2002年1月10日以建标[2002]10号通知发布了《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001），从2002年3月1日起施行。《建筑结构荷载规范》GB50009规定对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：WK=βZμSμZW0；（1）式中：WK—风荷载标准值，N/m2；βZ—高度Z处的风振系数；μS—风荷载体型系数；μZ—风压高度变化系数W0—基本风压，N/m2。当计算围护结构时应按下式公式计算：WK=βgzμsμZW0（2）式中：βgz—高度Z处的阵风系数（JGJ102和JGJ133规定取为2.25）。μS—风荷载体型系数(JGJ102和JGJ133规定取为±1.5)；风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6、0.4和0。基本风压:GB50009规定的基本风压是根据全国气象台站历年来的最大风速纪录，按基本风速的标准要求，将不同风速仪高度和时距的年最大风速，统一换算为离地10m高、自记10min平均年最大风速（m/s）。根据该风速数据（选取最大风速数据，一般应有25年以上的资料；当无法满足时，至少不少于10年的风速资料）经统计分析确定重现期为50年的最大风速，作为当地的基本风速V0。再按伯努力公式：W0=1/2ρv02确定基本风速。ρ=γ/g，γ为空气重力密度，g为重力加速度，以ρ=γ/g代入W0=γ/2g*v02。以往国内的风速记录大多数根据风压板的观测结果，刻度所反映的风速，实际上是统一根据标准的空气密度ρ=1.25Kg/m3按上述公式反算而得，因此在按该风速确定风压时，可统一按W0=V02/1600（KN/m2）计算。当前各气象站已积累了根据风杯式自记风速仪记录的10min平均最大风速数据，因此在这次数据处理时基本上是以自记的数据为依据。所以在确定风压时，必须考虑各台站观测当时的空气密度，当缺乏资料时也可参考有关规定采用。GB50009将基本风压的重现期由以往的30年改为50年，这样在标准上将与国外大部份国家取得一致，经修改后各地的风压并不是在原有的基础上提高10%，而是根据新的风速观测数据进行统计分析后重新确定的。对于风荷载比较敏感的高层建筑和高耸建筑，仍要求将基本风压提高10%，这相当于将重现期提高到100年左右。对于围护结构，其重要性与主体结构相比要低些，仍可取50年一遇的基本风压。基本风压应按GB50009规范附录D4附表D.4给出的50年一遇的风压（其中136个城市基本风压见本教材表2）或全国基本风压分布图(见GB50009附图D5.3)采用，但不得低于0.3KN/m2。全国136个城市基本风压值与基本雪压值表2序号城市名基本风压W0（PPa）基本雪压S0（PPa）序号城市名基本风压W0（PPa）基本雪压S0（PPa）1北京4504002天津5004003上海5502004重庆40005石家庄3503006邢台3003507张家口5502508承德4003009秦皇岛45025010唐山40035011保定40035012沧州40030013大同55025014太原40035015阳泉40035016临汾40025017包头55025018呼和浩特55040019通辽55030020阜新60040021朝阳55045022锦州60040023鞍山50040024沈阳55050025本溪45055026营口60040027丹东55040028大连65040029四平55035030长春65035031吉林50045032通化50080033齐刘哈尔45040034鹤岗40065035绥化55050036佳木斯65065037哈尔滨55045038牡丹江50060039德州45035040烟台55040041威海65045042济南45030043泰安40035044潍坊40035045青岛60020046衮州40035047莱阳40025048徐州35035049淮阴40040050南京40050051南通45025052常州40035053杭州45045054舟山85050055金华35055056衢州35050057宁波50030058温州60035059蚌埠35045060六安35055061合肥35055062安庆40035063黄山35045064赣州30035065九江35040066景德镇35035067南昌45045068樟树30040069邵武30035070南平35071福州70072龙岩35073厦门80074延安35025075宝鸡35020076西安35025077汉中30020078安康45015079洒泉55030080张掖50010081兰州30015082平凉30025083天水35020084银川65020085格尔本40020086西宁35020087玉树30020088伊宁600100089乌鲁木齐60080090库尔勒45025091哈密70020092安阳45040093新乡40030094三门峡40020095洛阳40035096郑州45040097许昌40040098开封45030099南阳350450100驻马店400450101商邱350450102枣阳400400103恩施300200104宜昌300300105天门300350106武汉350500107黄石350350108岳阳400550109吉首300300110常德400500111衡阳400350112郴州300300113长沙350450114韶关350115梅县300116广州500117汕头800118深圳750119堪江800120桂林300121柳州300122梧州300123南宁350124北海700125海口750126三亚850127绵阳300128成都300100129内江400130涪陵300131遵义300150132贵阳300200133大理650134昆明300135丽江300300136玉溪3002．风压高度变化系数：在大气边界层内，风速随离地面高度变化而增大。当气压场随高度不变时，速度随高度增大的规律，主要取决于地面粗糙度和温度垂直梯度。通常认为在离地面高度为300~500m时风速不再受地面粗糙度的影响，也即达到所谓“梯度风速”，该高度称之梯度风高度。地面粗糙度等级低的地区，其梯度风高度比等级高的地区为低。原规范将地面粗糙度等级由过去的陆、海两类改成A、B、C三类，但随我国建设事业的蓬勃发展，城市房屋的高度和密度日益增大，因此，对大城市中心地区，其粗糙程度也有不同程度的提高。考虑到大多数发达国家，诸如美、英、日等国家的规范，以及国际标准ISO4354和欧洲统一规范EN1991-2-4都将地面粗糙度等级划分为四类，甚至于五类（日本）。为适应当前发展形势，这次修订也将由三类改成四类，其中A、B两类的有关参数不变，C类指有密度建筑群的城市市区，其粗糙度指数α由0.2改为0.22，梯度风高度HG仍取400m；新增添的D类，指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其粗糙度指数α取0.3，HG取450m。根据地面粗糙度指数及梯度风高度，即可得出风压变化系数如下：μzA=1.379(Z/10)0.24(3a)μzB=1.000(Z/10)0.32(3b)μzC=0.616(Z/10)0.44(3c)μzD=0.318(Z/10)0.60(3d)在确定城区的粗糙度类别时,若无α的实测资料,可按下述原则近似确定：以拟建房屋为中心，2km为半径的迎风半园影响范围内的房屋高度和密集度来区分粗糙度类别，风向原则上应以该地区最大风的风向为准，但也可取其主导风向；以半园影响范围内建筑物的平均高度h来划分地面粗糙度类别：当h≥18m，为D类，9m＜h≤18m，为C类，h＜9m，为B类；影响范围内不同高度的面域可按下述原则确定，即每座建筑物向外延伸距离为其高度的面域内均为该高度，当不同高度的面域相交时，交叠部分的高度取大者；平均高度h取各面域面积为权数计算。当直接以高度Z来描述风压高度变化系数时：由（Z/10）0.24=0.575Z0.24则μZA=1.379×0.575Z0.24=0.794Z0.24(4a)由(Z/10)0.32=0.479Z0.32则uZB=0.479Z0.32(4b)由(Z/10)0.44=0.363Z0.44则uZC=0.616×0.363Z0.44=0.224Z0.44(4c)由(2/10)0.60=0.251Z0.60则uZD=0.318×0.251Z0.60=0.08Z0.60(4d)表3风压高度变化系数μZ离地面或海平面高高度(m)地面粗糙度度类别AABCD510152030405060708090100150200250300350400≥4501.171.381.521.631.801.922.032.122.202.272.342.402.642.832.993.123.123.123.121.001.001.141.251.421.561.671.771.861.952.022.092.382.612.802.973.123.123.120.740.740.740.841.001.131.251.351.451.541.621.702.032.302.542.752.943.123.120.620.620.620.620.620.730.840.931.021.111.191.271.611.922.192.452.682.913.12例1．求A类地区高度45m处风压高度变化系数。解：uZA=1.379*(45/10)0.24=1.988或uZA=0.794*450.24=1.98例2．求B类地区高度75m处风压高度变化系数解：uZB=(75/10)0.32=1.906或uZB=0.479*750.32=1.907例3．求C类地区高度125m处风压高度变化系数解：uZC=0.616*(125/10)0.44=1.87或uZA=0.224*1250.44=1.87例4．求D类地区高度150m处风压高度变化系数解：uZD=0.318*(150/10)0.6=1.615或uZD=0.08*1500.6=1.617三．风荷载体型系数。风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力（或吸力）与来流风的速度压的比值，它描述的是建筑物表面在稳定风压的作用下的静压力的分布规律，主要与建筑物的体型和尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关。由于涉及的是固体和流体相互作用的流体力学问题，对于不规则形状的固体，问题尤为复杂；无法得出理论上的结果。一般均应由试验确定，鉴于真型的实侧方法对结构设计的不现实性，目前只能采用相似原理，在边界层风洞内对拟建的建筑物模型进行测试。GB50009表7.3.1列出38项不同类型的建筑物和各类结构体型及其体型系数，这些都是根据国内外的试验资料和外国规范中的建议性规定整理而成。当建筑物与表中列出的体型数同时，可按该表的规定采用；当建筑物与表中的体型不同时，可参考有关资料采用；当建筑物与表中的体型不同且无有关资料可以借鉴时，宜由风洞试验确定；对于重要且体型复杂的建筑物应由风洞试验确定。当建筑群，尤其是高层建筑群，房屋相互间距较近时，由于旋涡的相互干扰，房屋某些部位的局部风压会显著增大，设计时应予注意，对比较重要的高层建筑，在风洞试验中要考虑周围建筑物的干扰因素。验算围护构件及连接的强度时，可按下列规定采用局部风荷载体型系数。外表面1）正压区按GB50009表7.3.1采用2）负压区—对墙面取-1.0—对墙角边取-1.8—对屋面局部部位（周边和屋面坡度大于10度的屋脊部位）取-2.2—对檐口、雨蓬、遮阳板等突出构件，取-2.0注：对墙角边和屋面局部部位的作用宽度为房屋宽度的0.1或房屋平均高度的0.4。取其小者，但不小于1.5m内表面对封闭式建筑物按外表面风压的正负情况取-0.2或0.2四．阵风系数计算围护结构的风荷载时，阵风系数按下述公式确定：βgz=K（1+2μf）（5a）式中：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；μf—脉动系数。μf=0.5×351.8（α-0.16）（Z/10）-α(5b)式中：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和0.30。将K、α系数代入后，各类地区阵风系数计算公式为：βgzA=0.92*(1+2μfA)μfA=0.387(Z/10)-0.12(5c)βgzB=0.89*(1+2μfB)μfB=0.5(Z/10)-0.16(5d)βgzC=0.85*(1+2μfC)μfC=0.734(Z/10)-0.22(5e)βgzD=0.80*(1+2μfD)μfD=1.2248(Z/10)-0.3(5f)根据上海风速实测资料证明了以上取值的可行性。80~81年通过在四次台风过程中对上海电视塔20m~186m七个高度处瞬时风速和十分钟平均最大风速的观测数据得出阵风系数的近似计算公式：βgz=e[0.7/√(z/10)](5g)由此式可算出,在10m、20m、50m、100m及150m处阵风系数为2.01、1.74、1.51、1.38和1.33。上海金茂大厦根据历年0~500m各高程风速资料进行风洞试验得出的设计风荷载和按GB50009计算结果相吻合。上海金茂大厦设计风荷载与按GB50009计算结果对照表表4N/m2层数标高（m）地面粗糙度类别μzβgzWk风洞试验结果31125.55B2.24711.4837550×2.24471×1..4837××1.5=227502500C1.87531.5652550×1.87753×1..5652××1.5=22422D1.45121.7174550×1.45512×1..7174××1.5=2205653213.80B2.66441.4352550×2.66644×1..4352××1.5=331553000C2.37021.4862550×2.37702×1..4862××1.5=22906D1.97721.5820550×1.97772×1..5820××1.5=2258182316.10B3.01961.4022550×3.01196×1..4022××1.5=334933500C2.81521.4337550×2.81152×1..4337××1.5=33330D2.52541.4954550×2.52254×1..4954××1.5=3311588340.00B3.09081.3962550×3.09908×1..3962××1.5=335604000C2.90691.4245550×2.90069×1..4245××1.5=33416D2.63821.4804550×2.63382×1..4804××1.5=33222阵风系数βgz表5离地面高度m地面粗糙度类别ABCD51.691.882.303.21101.631.782.102.76151.601.721.992.54201.581.691.922.39301.541.641.832.21401.521.601.772.09501.511.581.732.01601.491.561.691.94701.481.541.661.89801.471.531.641.85901.471.521.621.811001.461.511.601.781501.431.471.541672001.421.441.501.602501.401.421.461.553001.391.411.441.51例5．计算A类地区高度45m处阵风系数。解：μfA=0.387×（45/10）-0.12=0.323βgzA=0.92×（1+2×0.323）=1.514例6．计算B类地区高度75m处阵风系数。解：μfB=0.5×（75/10）-0.16=0.3622βgzB=0.89×（1+2×0.3622）=1.535例7．计算C类地区高度125m处阵风系数。解：μfC=0.734×（125/10）-0.22=0.421βgzC=0.85×（1+2×0.421）=1.5657例8．计算D类地区高度150m处阵风系数。解：μfD=1.2248×（150/10）-0.3=0.5435βgzD=0.80×（1+2×0.5435）=1.6689例9．厦门市一建筑幕墙位于滨海大道上，计算高度160m处风荷载标准值。解:W0=800N/m2(750×1.1)μZA=1.379×（160/10）0.24=2.6826μfA=0.387×（160/10）-0.12=0.27747βgzA=0.92×（1+2×0.27747）=1.4305墙面区：Wk=1.4305×2.826×(1+0.2)×800=3881N/m2墙角区：Wk=1.4305×2.826×(1.8+0.2)×800=6468N/m2按JGJ102和133规定计算Wk=2.25×2.826×1.5×750×1.1=7869N/m2例10．求上海中心区一幕墙高度220m处风荷载标准值。解：W0=550N/m2(550*1.1)μZD=0.318×（220/10）0.6=2.032（50009）μZC=0.713×（220/10）0.4=2.455（JGJ102）μfD=1.2248×（220/10）-0.30=0.4845βgzD=0.80×（1+2×0.4845）=1.5752墙面区：Wk=1.5752×2.032×(1+0.2)×550=2113N/m2墙角区：Wk=1.5752×2.032×(1.8+0.2)×550=3521N/m2按JGJ102和133规定计算Wk=2.25×2.455×1.5×550×1.1=5013N/m2例11．求常州市一幕墙高度90m处风荷载标准值。解：W0=400N/m2（350×1.1）μZB=（90/10）0.32=2.02μfB=0.5×（90/10）-0.16=0.3518βgzB=0.89×（1+2×0.3518）=1.5162墙面区：Wk=1.5162×2.02×(1+0.2)×400=1470N/m2墙角区：Wk=1.5162×2.02×(1.8+0.2)×400=2450N/m2按JGJ102和133规定计算Wk=2.25×2.02×1.5×350×1.1=2625N/m2例12．求合肥市一幕墙高度120m处风荷载标准值。解：W0=350N/m2(300×1.1)μZC=0.616×（120/10）0.44=1.838(50009)μZC=0.713×（120/10）0.40=1.926(JGJ102)μfC=0.734×（120/10）-0.22=0.4249βgzC=0.85×（1+2×0.4249）=1.5723墙面区:：Wk=1.5723×1.838×(1+0.2)×350=1214N/m2墙角区：Wk=1.5723×1.838×(1.8+0.2)×350=2023N/m2按JGJ102和133规定计算Wk=2.25×1.926×1.5×300×1.1=2145N/m2第三节地震作用一．震级和烈度地震是一种突发性自然灾害，目前科学技术还达不到控制地震发生的水平，但是可以预防和减轻地震灾害。人类在长期与地震灾害的斗争中，积累了丰富的经验，随着科学技术的发展，人们通过地震台站网监测纪录和现场调查，积累了不少地震资料，对这些资料的分析和经验总结，人们对地震作用规律有了初步认识。地震是一种自然现象，地壳中岩层发生断裂或错动，以及火山爆发都可能导致地面发生程度不同的震动，这种现象称为地震。随每次地震强烈程度不同，释放出的能量大小是不同的，所引起的地震灾害也是不同的。地震的强弱在地震工程学中是以震级来表示的，它直接取决于一次地震中所释放出的能量大小，所以每次地震都有一确定的震级。震级是对地震大小的相对度量。GB/T17740—1999《地震震级的规定》是地震震级M的测定方法和使用的规定。地震烈度则是用以描述某一地区地面和建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。显然对于距震中远近不同的地区所受的震害是不同的。一般说来，距震中越远，地震烈度就越低。地震烈度是指地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。GB/T17742—1999《中国地震烈度表》规定了地震烈度从Ⅰ度到Ⅻ度的在地面上人的感觉、房屋震害程度、其它震害现象、水平向地面峰值加速度、峰值速度的评定指标和使用说明，适用于地震烈度评定。中国地震烈度表见表6。中国地震烈度表表6烈度在地面上人的感觉觉房屋震害程度其它震害现象水平向地面运动震害现象平均震害指数峰值加速度m/s2峰值速度m/sⅠ无感Ⅱ室内个别静止中人人有感觉Ⅲ室内少数静止中人人有感觉门窗轻微作响悬挂物微动Ⅳ室内多数人、室外外少数人有感感觉，少数人人梦中惊醒门窗作响悬挂物明显摆动，器器皿作响Ⅴ室内普遍、室外多多数人有感觉觉，多数人梦梦中惊醒门窗、屋顶，屋架架颤动作响，灰灰土掉落，抹抹灰出现细小小裂缝，有檐檐瓦掉落，个个别屋顶烟囱囱掉落不稳定器物摇动或或翻倒0.31(0.22~0.444)0.03(0.02~0.004)Ⅵ多数人站立不稳，少少数人惊逃户户外损坏—墙体出现裂缝，檐檐瓦掉落，少少数屋顶烟囱囱裂缝、掉落落0~0.10河岸和松软土出现现裂缝,饱和砂层出出现喷砂冒水水;有的独立砖砖烟囱轻度裂裂缝0.63(0.45~0.889)0.06(0.05~0.009)Ⅶ大多数人惊逃户外外，骑自行车车的人有感觉觉，行驶中的的汽车驾乘人人员有感觉轻度破坏—局部破破坏，开裂，小小修或不需要要修理可继续续使用0.11~0.330河岸出现坍方;饱饱和砂层常见见喷砂冒水,松软土地上上地裂缝较多多;大多数独立立砖烟囱中等等破坏1.25(0.90~1.777)0.13(0.10~0.118)Ⅷ多数人摇晃颠簸行行走困难中等破坏—结构破破坏需要修复复才能使用0.31~0.550干硬土上亦出现裂裂缝;大多数独立立砖烟囱严重重破坏;树稍折断;房屋破坏倒倒致人畜伤亡亡2.50(1.78~3.553)0.25(0.19~0.335)Ⅸ行动的人摔倒严重破坏—结构严严重破坏，局局部倒塌，修修复困难0.51~0.770干硬土上出现许多多地方有裂缝缝;基岩可能出出现裂缝、错错动;滑坡坍方常常见；独立砖砖烟囱许多倒倒塌5.0(3.54~7.007)0.50(0.36~0.771)Ⅹ骑自行车的人会摔摔倒，处不稳稳状态的人会会摔离原地，有有抛起感大多数倒塌0.71~0.990山崩和地震断裂出出现；基岩石石上拱桥破坏坏；大多数独独立砖烟囱从从根部破坏或或倒毁10.00(7.08~14..14)1.00(0.72~1.441)Ⅺ普遍倒塌0.91~1.000地震断裂延续很长长;大量山崩滑滑坡Ⅻ地面剧烈变化,山山河改观注:表中的数量词：“个别”为10%以下；“少数”为10%~550%；“多数”为50%~770%；“大多数”为70%~990%；“普遍”为90%以上使用说明用本标准评定烈度时，Ⅰ~Ⅴ度以地面上人的感觉及其它震害现象为主；Ⅵ~Ⅹ度以房屋震害和其它震害现象综合考虑为主，人的感觉仅供参考；Ⅺ~Ⅻ度以地表震害现象为主。在高楼上人的感觉要比地面上室内人的感觉明显，应适当降低评定值。表中房屋为未经抗震设计或加固的单层或数层砖混和砖木房屋。相对建筑质量特别差或特别好以及地基特别差或特别好的房屋，可根据具体情况，对表中各烈度相应的震害程度和平均震害指数予以提高或降低。平均震害指数可以在调查区域内用普查或随机抽查的方法确定。在农村可按自然村为单位，在城镇可按街区进行烈度的评定，面积以1km2左右为宜。凡有地面强震记录资料的地方，表列水平向地面峰值加速度和峰值速度可作为综合评定烈度的依据。震级和烈度的关系可用以下公式来描述：震中烈度I0=0.24+1.26M（6）影响烈度IX（X=1、2、3。。。。。）=0.92+1.63M-3.49lgR（7）式中：M—震级；R—距震中距离的半径（km）；X—1、2、3（取R/100的整数）例14．某地发生7级地震，求震中烈度与影响烈度。震中：I0=0.24+1.26×7=9.05度距震中100km处：I1=0.92+1.63×7-3.49Ig100=5.35度距震中200km处:：I2=0.92+1.63×7-3.49Ig200=4.30度二．设防烈度与地震动峰值加速度JGJ/T97—95《工程抗震术语标准》将抗震设防烈度定义为：“按国家批准权限审定，作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。”基本烈度basicintensity在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为10%的地震烈度值，相当474年一遇的烈度值。多遇地震烈度intensityoffrequentlyoccurredearthqrake在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为63%的地震烈度值，相当于50年一遇的烈度值。（3）罕遇地震烈度intensityofseldomlyoccurredearthquake在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为2%~3%的地震烈度值，相当于1600~2500年一遇的烈度值。”建设部2001年7月20日以建标[2001]156号通知发布了《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）从2002年1月1日起施行。GB50011条文说明第5.1.2条指出：“不同的结构采用不同的分析方法在各国抗震规范中均有体现，底部剪力法和振型分解反应谱法仍是基本方法，时程分析法作为补充计算方法，对特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑才要求采用。”第5.1.4条又指出：“弹性反应谱理论仍是现阶段抗震设计的最基本理论，规范所采用的反应谱以地震影响系数曲线的形式给出。”标准反应谱由于地震的随机性，即使同一地点、同一烈度，每次地震地面的加速度纪录也很不一致。因此需要根据大量强震纪录算出对应于每一条强震纪录反应谱曲线，然后统计求出最有代表性的平均曲线作为设计依据，这种曲线称为标准反应谱曲线。图1为根据1940年埃尔森特罗地震地面加速度纪录绘出的β—T曲线，由图可见，随着T值的增长，β值很快波动到峰值值，其后又逐逐渐下降。同同时β值随着阻尼尼比的增大而而减小，可以以看出即使不不大的阻尼比比，也能使峰峰点下降很多多。根据分析，反应谱谱的形状取决决于一系列因因素，诸如场场地条件、震震级及震中距距离等。在平平均反应谱曲曲线中β最大值βmax当当阻尼比ζ=0.05时平均为2.15。此峰值所所对应的结构构自振周期大大致与该结构构所在地点场场地特征周期期相一致，这这就是说结构构的自振周期期与场地的特特征周期接近近时，结构的的地震反应最最大。这种现现象与结构在在动荷载作用用下的共振相相似。故在结结构抗震设计计中应使结构构的自振周期期远离场地的的特征周期，以以免发生上述述现象。对于于地质松软的的场地,β谱曲线主要要峰点偏于较较长的周期，地地质坚硬时，则则一般偏于较较短的周期，同同时场地土愈愈松软，且该该土层愈厚,β谱值就愈大大（图4a）。至于震级和震中距距的影响，一一般在烈度相相同的情况下下，震中距远远时加速度反反应谱的峰点点偏于较长的的周期，而近时偏于于较短的周期期，图4b即为在同等等烈度下，当当震中距不同同时的加速度度反应谱曲线线，所以在离离大地震震中中较远的地方方，高柔结构构因周期较长长，所受的地地震破坏将比比在同样烈度度下较小或中中等地震震中中区所受破坏坏更重。而刚刚性结构则相相反。GB18306有有关名词的定定义如下：地震动区划以地震动峰值加速速度和地震动动反应谱特征征周期为指标标，将国土划划分的不同设设防要求的区区域。地震动峰值加速度度与地震动加速度反反应谱最大值值相应的水平平加速度。地震动反应谱特征征周期地震动加速度反应应谱开始下降降点的周期。图1设计用反应谱GB500011采用相对于于重力加速度度的单质点绝绝对最大加速速度与体系自自振周期T之间的关系系作为设计反反应谱。地震震影响系数曲曲线见图6，其形状参参数要求如下下：直线上升段，周期期小于0.1S的区段；水平段，自0.11S至特征周期期（Tg）区段，应应取最大值(αmax)；曲线下降段，自特特征周期（Tg）至5倍特征周期期（5Tg）区段，裒裒减系数应取取0.9；直线下降段，自55倍特征周期期（5Tg）至6S区段，下降降斜率调整系系数应取0.02。图2例：上海Ⅲ类场地地，即第一组组Ⅲ类场地，特特征周期Tg=0.455S（5Tg=2.255S）结构自振周期A.0.099S(＜0.1S))α取[0.45+110(η2-0.45)]αmaxB.0.44S（＞0.1S，＜0.45SS)α取αmaxC.2.22S(＞0.45SS,＜2.25S)α=(0.445/2.22)γη2αmaxD.4S((＞2.25SS,＜6S)α=[η20.2γ-η1(4-2..25)]αmax如果改为Ⅱ类场地地,特征周期Tg=0.355S(5Tgg=1.755S)结构自振周期A.0.099S(＜0.1S))α取[0.45+110(η2-0.45)]αmaxB.0.44S（＞0.35SS)α=(0.335/0.44)γη2αmaxC.2.22S(＞1.75SS,＜6S)α=[η20.2γ-η1(2.2--1.75))]αmaxD.4S(＞1.75SS,＜6S)α=[η20.2γ-η1(4-1..75)]αmax建筑抗震震设计规范》（GB50011—2001）规定：《建筑抗震设计规范》与《中国地震动参数区划图》（GB18306—2000）配套实施。《中国地震动参数数区划图》（GB183306—2000）给出了中中国地震动参参数区划图及及其技术要素素和使用规定定，适用于新新建、改建、扩扩建一般建设设工程抗震设设防，及编制制社会经济发发展和国土规规划，即新建建、扩建、改改建一般建设设工程的抗震震设计和已建建一般建设工工程的抗震鉴鉴定与加固必必须按此标准准规定的抗震震设防要求进进行。下列工工程或地区的的抗震设防要要求不应直接接采用此标准准，需做专门门研究：抗震设防要求高于于地震动参数数区划图抗震震设防要求的的重大工程。可可能发生严重重次生灾害的的工程、核电站和其他他有特殊要求求的核设施建建设工程；于地震动参数区划划分界线附近近的新建、扩扩建、改建建建设工程；某些地震研究程度度和资料详细细程度较差的的边远地区；；位于复杂工程地震震条件区域的的大城市、大大型厂矿企业业、长距离生生命线工程以以及新建开发发区等。《中国地震动参数数区划图》直直接采用地震震动参数，不不再采用地震震基本烈度。现现行有关技术术标准中涉及地震基本烈度概概念的，应逐逐步修正。在在技术标准等等尚未修订（包包括局部修订订）之前，可可以参照下述述方法确定：：抗震设计验算采用用《中国地震震动参数区划划图》提供的的地震动参数数；当涉及地基处理，构构造措施或其其他防震减灾灾措施时，地地震基本烈度度参数值可由由《中国地震震动区划图》查取地震震动峰值加速速度并按表7确定，也可可根据需要做做更细微的划划分。地震动峰值加速度度分区与地震震基本烈度对对照表表7a地震动峰值加速度度g＜0.050.050.10.150.20.3≥0.4地震基本烈度值＜ⅥⅥⅦⅦⅧⅧ≥Ⅸ《中国地震动峰值值加速度区划划图》和《中中国地震动反反应谱特征周周期区划图》的的场地条件为为平坦稳定的一般（中硬）场场地。《中国国地震动反应应谱特征周期期调整表》采采用四类场地地划分见表7b。表7b中国地震动动反应谱特征征周期调整表表特征周期分区场地类型划分坚硬中硬中软软弱1区0.250.350.450.652区0.300.400.550.753区0.350.450.650.90GB500011明确引入了“设计基本地地震加速度”和“设计特征周周期”可与中国地地震参数区划划图（中国地地震动峰值加加速度区划图图和中国地震震动反应谱特特征周期区划划图）相匹配配。设计基本地震加速速度取值与《中中国地震动峰峰值加速度区区划图》所规规定的“地震动峰值值加速度”相当。设计计特征周期即即设计所用的的地震影响系系数特征周期期（Tg），GB500011将设计近震震、远震动改改称设计地震震分组，可更更好体现震级级和震中距影影响，建筑工工程的设计地地震分为三组组。在抗震设设防决策上，为为保持规范的的延续性，设设计地震的分分组在《中国国地震动反应应谱特征周期期区划图》基基础上略作调调整。区划图中0.355s和0.40ss的区域作为为设计地震第第一组。2）区划划图中0.445s的区域域，多数作为为设计地震第第二组，其中中，借用89规范按烈度度衰减等震线线确定“设计远震”的规定，取取加速度衰减减影响的下列列区域作为设设计地震第三三组：A、《中中国地震峰值值加速度区划划图》中，峰峰值加速度00.2g减至至0.05gg的影响区域域和0.3gg减至0.1gg影响区域；；B、《中中国地震动反反应谱特征周周期区划图》中中0.45ss，且《中国国地震动峰值值加速度区划划图》中≥0.4g的峰峰值加速度减减至0.2gg及以下的影影响区域。GB50011规规定的特征周周期值见表77c。特征周期值值（s）表7c设计地震分组场地类别ⅠⅡⅢⅣ第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90《建筑抗震震设计规范》GB500011问答（2）第22条指出：《中中国地震动参参数区划图》（GB18306-2001）自2001年8月1日起实施，对于设计基本加速度与原来相比有所变化的地区，至自2001年8月1日应按变化后的值进行抗震设防。即不再按国家地震局（78）震发科字111号文颁发的《中国地震烈度区划图（1/300万）》采用，而应按GB18306规定采用。其中1366个城市地震震动峰值加速速度转换为抗抗震设计的设设计基本地震震加速度值见见本教材表8。全国136城市地震动动峰值加速度度及基本烈度度对照表表8序号城市名地震动峰值加速度度g地震基本烈度αmax序号城市名地震动峰值加速度度g地震基本烈度αmax1北京0.20Ⅷ0.1669邵武＜0.05＜Ⅵ2天津0.15Ⅶ0.1270南平0.05Ⅵ0.043上海0.10Ⅶ0.0871福州0.10Ⅶ0.084重庆0.05Ⅵ0.0472龙岩0.05Ⅵ0.045石家庄0.10Ⅶ0.0873厦门0.15Ⅶ0.126邢台0.10Ⅶ0.0874延安0.05Ⅵ0.047张家口0.10Ⅶ0.0875宝鸡0.15Ⅶ0.128承德0.05Ⅵ0.0476西安0.20Ⅷ0.169秦皇岛0.10Ⅶ0.0877汉中0.05Ⅵ0.0410唐山0.20Ⅷ0.1678安泰0.15Ⅶ0.1211保定0.10Ⅶ0.0879酒泉0.15Ⅶ0.1212沧州0.10Ⅶ0.0880张掖0.10Ⅶ0.0813大同0.15Ⅶ0.1281兰州0.20Ⅷ0.1614太原0.20Ⅷ0.1682平凉0.15Ⅶ0.1215阳泉0.10Ⅶ0.0883天水0.30Ⅷ0.2416临汾0.20Ⅷ0.1684银川0.20Ⅷ0.1617包头0.20Ⅷ0.1685格尔木0.10Ⅶ0.0818呼和浩特0.20Ⅷ0.1686西宁0.10Ⅶ0.0819通辽0.10Ⅶ0.0887玉树0.15Ⅶ0.1220阜新0.05Ⅵ0.0488伊宁0.15Ⅶ0.1221朝阳0.10Ⅶ0.0889乌鲁木齐0.20Ⅷ0.1622锦州0.05Ⅵ0.0490库尔勒0.15Ⅶ0.1223鞍山0.10Ⅶ0.0891哈密0.10Ⅶ0.0824沈阳0.10Ⅶ0.0892安阳0.20Ⅷ0.1625本溪0.05Ⅵ0.0493新乡0.20Ⅷ0.1626营口0.15Ⅶ0.1294三门峡0.15Ⅶ0.1227丹东0.15Ⅶ0.1295洛阳0.10Ⅶ0.0828大连0.10Ⅶ0.0896郑州0.15Ⅶ0.1229四平0.05Ⅵ0.0497许昌0.10Ⅶ0.0830长春0.10Ⅶ0.0898开封0.10Ⅶ0.0831吉林0.10Ⅶ0.0899南阳0.10Ⅶ0.0832通化＜0.05Ⅵ100驻马店0.05Ⅵ0.0433齐齐哈尔0.05Ⅵ0.04101商丘0.05Ⅵ0.0434鹤岗0.05Ⅵ0.04102枣阳＜0.05＜Ⅵ35绥化0.10Ⅶ0.08103恩施0.05Ⅵ0.0436佳木斯0.05Ⅵ0.04104宜昌0.05Ⅵ0.0437哈尔滨0.05Ⅵ0.04105天门0.05Ⅵ0.0438牡丹江0.05Ⅵ0.04106武汉0.05Ⅵ0.0439德州0.05Ⅵ0.04107黄石0.05Ⅵ0.0440烟台0.10Ⅶ0.08108岳阳0.10Ⅶ0.0841威海0.10Ⅶ0.08109吉首＜0.05＜Ⅵ42济南0.05Ⅵ0.04110常德0.15Ⅶ0.1243泰安0.05Ⅵ0.04111衡阳＜0.05＜Ⅵ44潍坊0.15Ⅶ0.12112郴州0.05Ⅵ0.0445青岛0.05Ⅵ0.04113长沙0.05Ⅵ0.0446兖州0.05Ⅵ0.04114韶关0.05Ⅵ0.0447莱阳0.05Ⅵ0.04115梅县0.05Ⅵ0.0448徐州0.10Ⅶ0.08116广州0.10Ⅶ0.0849淮阴0.10Ⅶ0.08117汕头0.20Ⅷ0.1650南京0.10Ⅶ0.08118深圳0.10Ⅶ0.0851南通0.05Ⅵ0.04119堪江0.10Ⅶ0.0852常州0.10Ⅶ0.08120桂林0.05Ⅵ0.0453杭州0.05Ⅵ0.04121柳州0.05Ⅵ0.0454舟山0.10Ⅷ0.08122梧州0.05Ⅵ0.0455金华＜0.05＜Ⅵ123南宁0.05Ⅵ0.0456衢州＜0.05＜Ⅵ124北海0.05Ⅵ0.0457宁波0.05Ⅵ125海口0.30Ⅷ0.2458温州0.05Ⅵ0.04126三亚0.05Ⅵ0.0459蚌埠0.10Ⅶ0.08127绵阳0.05Ⅵ0.0460六安0.10Ⅶ0.08128成都0.1Ⅶ0.0861合肥0.10Ⅶ0.08129内江0.05Ⅵ0.0462安庆0.10Ⅶ0.08130涪陵0.05Ⅵ0.0463黄山＜0.05＜Ⅵ131遵义＜0.05＜Ⅵ64赣州＜0.05＜Ⅵ132贵阳0.05Ⅵ0.0465九江0.05Ⅵ0.04133大理0.20Ⅷ0.1666景德镇＜0.05＜Ⅵ134昆明0.20Ⅷ0.1667南昌0.05Ⅵ0.04135丽江0.30Ⅷ0.2468樟树＜0.05＜Ⅵ136玉溪0.20Ⅶ0.16三．三水准设防和和二阶段设计计正确确定地震作用用是幕墙设计计中面临的重重大问题，抗抗震设计时，结结构所承受的的地震作用是是由地震地面面运动引起的的动态反应，当当结构在地震震时其内力与与地震作用的的强烈程度成成正比，地震震作用过程结结束结构将恢恢复原状，其其地震作用引引起的内力和和变形消失，这这种情况表明明在地震作用用下结构仍处处于弹性阶段段。当结构在在强烈地震作作用下部分的的或某个楼层层进入弹塑性性阶段时，由由于屈服部位位的受力不可可能再增长，将将引起地震作作用和结构构构件内力的重重分布，结构构的内力、变变形不再和地地震强烈程度度成正比，这这是结构处于于弹塑性状态态的基本特征征。近几十年来，结构构抗震设计方方法的研究与与进展，尤其其是各国历次次大震对人类类造成严重灾灾害的经验教教训，使得世世界各国地震震学者及工程程抗震设计人人员取得了较较为一致的认认识，概括的的用形象语言言描述，即遵遵循“小震不坏，大大震不倒”的设计原则则。就是一般般情况下（不不是所有情况况），遭遇第第一水准烈度度（众震烈度度）时，建筑筑处于正常使使用状态，从从结构抗震角角度分析，可可视为弹性体体系，采用弹弹性反应谱进进行分析。遭遭遇第二水准准烈度（基本本烈度）时，结结构进入非弹弹性工作阶段段，但非弹性性变形或结构构体系的损坏坏控制在可修修复的范围。遭遭遇第三水准准烈度（预估估的罕遇地震震）时，结构构有较大的非非弹性变形，但但应控制在规规定的范围内内，以免倒塌塌。它已成为为世界公认的的结构抗震的的设计准则，并并在各国规范范中有所体现现。我国《建建筑抗震设计计规范》（GB500011）抗震设防防的基本思想想和原则，以以“三个水准”为抗震设防防目标：第一水准：当遭受受低于本地区区抗震设防烈烈度的多遇地地震影响时，一一般不受损坏坏或不需修理理可继续使用用。第二水准：当遭受受相当于本地地区的抗震设设防烈度的地地震影响时，可可能损坏经一一般修理或不不需修理仍可可继续使用。第三水准：当遭遇遇高于本地区区抗震设防烈烈度预估的罕罕遇地震影响响时，不致倒倒塌或发生危危及生命的严严重破坏。设计基本地震加速速度为“50年设计基准准期超越概率率10%地震加速度度的设计取值值”；一般情况况，根据《中中国地震动参参数区划图》图A1所规定的“地震动峰值加速度”转换为抗震设计的“设计基本地震加速度值”。三水准设防的各种种参数见表9。表9烈度水准项参目数第一水准烈度（众震烈度）（常遇烈度）第二水准烈度（基本烈度）第三水准烈度（罕遇烈度）烈度-1.55度基准＋1度地震作用1/31≈2设计地震基本加速速度(gg)6度0.018(188cm/s2)0.05（50cm/s2）0.10(1000cm/s2)7度0.035(355cm/s2)0.10（1000cm/s2）0.22(2200cm/s2)0.055(555cm/s2)0.15(1550cm/s2)*0.31(3100cm/s2)8度0.07(70cm/s2)0.20（2000cm/s2）0.40(4000cm/s2)0.11(1100cm/s2)0.30(3000cm/s2)**0.51(5100cm/s2)9度0.14(1400cm/s2)0.40（4000cm/s2）0.62(6200cm/s2)水平地震影响系数最大值αmax6度0.047度0.080.500.12*0.70*8度0.160.900.24**1.20**9度0.321.40注:1.1g=9.8mm/s2=980cmm/s21Gal=110-2m/s2=1cm/s222.αmax=βmax*αβmax取2.25（8a）α=设计地震基本加速速度（g）/1（g）（8b）3.带*者者用于设计基基本地震加速速度为0.115g的地区区；带**者用于设计计基本地震加加速度为0..30g的地地区。按上述要求幕墙构构件在抗震设设计时达到下下述要求：（1）在多遇烈烈度地震作用用下，幕墙不不能破坏应保保持完好；（2）在基本烈烈度地震作用用下，幕墙不不应有严重破破损，一般只只以允许部份份面板（玻璃璃、石板等）破破碎，经修理理后，仍可以以使用；（3）在罕遇烈烈度地震作用用下，幕墙虽虽严重破坏，但但幕墙骨架不不得脱落。《建筑抗震震设计规范》GB500011规定：当采采用等效侧力力法时，非结结构构件的水水平地震作用用标准值按下下列公式计算算：F=ν*η*ζ1*ζ2*αmax*GGK（9）式中：F—沿最不不利方向施加加于非结构构构件重心处的的水平地震作作用标准值；；ν—非结构构件功能系系数，取决于于建筑设防类类别和使用要要求。分为三三档1.4、1.0、0.6；η—非结构构件类别系系数，取决于于构件材料性性能等因素，在0.6~1.2的范围内取值（幕墙可取0.9）；ζ1—连接状态系数，又又称动力放大大系数，幕墙墙可取2.0；ζ2—位置系数，一般情情况建筑物的的顶点为2.0，底部为1.0沿高度线性性分布；αmax—地震影响响系数最大值值；GGK—非结构构件件重力。当采用楼面反应谱谱法时，非结结构构件通常常采用质点模模型，其水平平地震作用标标准值按下列列公式计算：：F==ν*η*βS*GK（10）式中：βSS—非结构构件件楼面反应谱谱值。《金属属与石材幕墙墙工程技术规规范》JGJ1333规定：qqEK=βEαmaxG0K/A（11）式中：：βE取为5.0βE=νηζ1ζ2ν取为1.4η取为0.9ζ1取为2.0ζ2取为2.0时：βE=1.4×0.99×2.0××2.0=55.04≈5.0非结构构件的地震震作用，除自自身质量产生生的惯性力外外，还有地震震时支座间相相对移位产生生的附加作用用，二者需同同时组合计算算。《建筑抗震设计规规范》（GB500011）采用二阶阶段设计实现现上述三个水水准的设防目目标，第一阶阶段是承载力力验算，取第第一水准的地地震动参数计计算结构的弹弹性地震作用用标准值和相相应的地震作作用效应，采采用《建筑结结构可靠度设设计统一标准准》（GB500068）规定的分分项系数表达达式，进行结结构构件的截截面承载能力力的验算，这这样，既满足足了在第一水水准下具有必必要的承载能能力可靠度，又又满足第二水水准的损坏可可修的目标。对对大多数的结结构，可只进进行第一阶段段设计，而通通过概念设计计和抗震构造造措施来满足足第三水准的的设计要求。第二阶段是弹塑性性变形验算，对对特殊要求的的建筑、地震震时易倒塌的的结构以及有有明显薄弱层层的不规则结结构，除进行行第一阶段设设计外，还要要取第三水准准的地震动参参数进行结构构薄弱部位的的弹塑性层间间变形验算，并并采取相应的的抗震构造措措施，实现第第三水准的设设防要求。对于第二水准，《建建筑抗震设计计规范》一般般不要求进行行验算，仅作作为控制破坏坏程度加以叙叙述。地震作用标准值参参考表N/mmm2表10项目自重GAK地震作用qEK0.10g0.15g0.20g0.30g验算立柱单层玻璃400160240320480中空夹层玻璃500200300400600石材幕墙11004406608801320验算横梁单层玻璃300120180240360中空夹层玻璃400160240320480石材幕墙10004006008001200验算单层玻璃6mm15462931231648mm2058212316424610mm25610215320530812mm30712318524636915mm38415423130746119mm484194291389584验算中空玻璃6+6+63171271912543818+9+842016825233650410+11+100522209314418627验算夹层玻璃6+3.38+663071231852463698+3.38+8841016424632849210+0.76++10512205308410615花岗石板T≤25mm70028042056084025mm＜T≤330mm8403365046721008明框玻璃幕墙平面面内变形性能能靠玻璃边缘缘和镶嵌槽的的间隙来调正正。JGJ1002规范第4.33.7条规定定：(2C1-3)·[[1+h/bb·(C2-3/2))/(C1-3/2))]≥[Δu](112)[Δu]=h·γ(13)C1={[Δu]/[[1+h/bb*(C2-3/2))/(C1-3/2))]+3}//2≥[C1]((14)[C1]按JGJJ102规范第6.22.5条规定定，当采用单单层玻璃时：：C1、C2均应大于或或等于5mmm。.当采用中空玻璃时时：[C1](侧边))大于或等于于5mm；C2(上边)大于或等于于5mm；C2(下边)大于或等于于7mm.。隐框玻璃幕墙由胶胶缝厚度和付付框与主体结结构间连接来来调节平面内内变形性能。例15．计算设计基本地震震加速度为00.20g（8度区）10mmm厚单层玻玻璃地震作用用标准值。解：qEK=5×0.116×(255600×00.01)==205N//m2例16．计算设计基本地震震加速度为00.10g（7度区）中空空玻璃幕墙立立柱承受的地地震作用标准准值。解:qEK=5×00.08×5500=2000N/m22例17．计算设计基本本地震加速度度为0.200g（8度区）T=30mmm花岗石板地地震作用标准准值。解：qEK=5×0.116×(288000×00.03)==672N//m2第四节自重和活荷荷载自重是沿幕墙或采采光顶实际面面积分布的垂垂直于地面的的水平荷载,《建筑结构构荷载规范》（GB50009）附录一，对有关材料自重标准值的规定如下：钢778.5kN/m33铝合金288kkN/m3普通玻璃25..6kNN/m3钢丝玻璃26kNN/m3花岗石288kkN/m3对于幕墙与采光顶顶构件自重标标准值设计未未作规定时，可可按下列数值值采用：嵌入物为中空(夹夹层)玻璃的幕墙(采光顶)500NN/m2；嵌入物为单层玻璃璃的幕墙(采光顶)400NN/m2；嵌入物为花岗石的的幕墙11100N//m2活荷载是指采光顶顶水平投影面面上的活荷载载，并假定为为垂直于地面面的均匀分布布值，可取500N//m2。屋面均布布活荷载不应应与雪荷载同同时考虑。屋屋面活荷载的的组合值、频频遇值和准永永久值系数可可分别取为0.7、0.5和0。第五节温度变化当幕墙（采光顶）构构件受到温度度变化影响时时，它的长度度将发生变化化，这种变化化可按下式计计算：ΔL=L·α·ΔTT（15）式中：ΔL—材料料长度变化值值；L—材料设计长长度；α—材料线胀系数；ΔT—温度变化值。当缺缺乏必要资料料时取80。ΔT=temax－－temin+ρ1I/αe（16）式中中：temax－历历年室外最高高温度；ttemin—历年室外最最低温度；ρ1I/αe—太阳辐射热当量温温度ρ1—吸收系数，铝型材材：银白色0.75；古铜色0.85；玻璃：白白片玻璃0.16；吸热玻璃0.64；热反射玻玻璃0.36；II—太阳辐射热热（W/m2）（见表16）；αe—外表面换热系数，取19W/m2·K。由于幕墙墙构件规格较较大，材料线线胀系数较高高，使得幕墙墙构件的长度度变化十分明明显，ΔL与ΔT的变化成线线性关系，当当幕墙（采光光顶）构件的的伸长（缩短短）受到阻碍碍时，将产生生很大的应力力：σT=α·E·ΔT（17）例18．铝型材α=233.5×100-6EE=7.0××106N/cm2当ΔT=800C时，求温差差应力。解：σT=23.5×100-6×7.00×106×80=113160NN/cm2=131..6MPa已超过铝型型材设计度85.5MMPa所以在设设计幕墙构件件时，要做到到在温度变化化构件伸长时时不挤压，使使它不产生应应力，即它的的(缩短)活动不受阻阻碍。JGJ1002对玻璃边缘缘到槽底留缝缝宽度规定按按下式计算：：E[α·ΔT-((2c-de))/b]≤0（18）C=(α·ΔT++dc)//2≥[C](19)式中：[C]—最最小留缝宽度度见JGJ1002表6.2.55-1~6..2.5-22;bb—玻璃的长度度；cc—玻璃边缘到到镶嵌槽底的的间隙；ddC—施工误差（实实际缝隙与设设计缝隙允许许误差即施工工误差，一般般取3mm）。幕墙主要材料的线线胀系数为已已知（钢材：：12*100-6，铝型材材：23.5**10-6,玻璃:10*110-6）,但确定幕墙墙构件的温度度变化波动范范围却比较困困难，现有的的气象资料是是气象资料是是气象台站百百叶箱内气温温，和幕墙构构件的温度有有一定差异。对对幕墙(采光顶)构件温度变变化的下限，可可将下列因素素综合考虑，幕幕墙室外温度度肯定比气象象台站百页箱箱内温度低，但但只有不接触触或很少接触触室内热环境境的构件才能能达到上述低低限温度值，这这样幕墙构件件的最低波动动温度和气象象台站测得的的温度就相近近，于是可采采用上述百页页箱内温度记记录的温度作作为幕墙温度度波动的下限限值；温度波波动范围的上上限值，不仅仅限于室外最最高温度，还还需计入太阳阳辐射热的当当量温度。对对幕墙年温度度变化值可取取ΔT=80C。主要城市日照、温温度气象参数数见表11。全国34个城市日照、温度度气象参数表11城市名称纬度大气透明度等级IW/m2（KJ/m2.h）Temax0Ctemin0C垂直面水平面1．北京404692（24911）949(34166)40.6-27.42．天津405638（22977）919(33088)39.7-22.93．石家庄404692（24911）949(34166)42.7-26.54．太原404692（24911）949(34166)39.4-25.55．二连452821（29566）996(35866)39.9-42.46．呼和浩特403766（27588）986(34500)37.3-32.87．沈阳405638（22977）919(33088)38.3-30.68．长春455688（24777）909(32722)38.0-36.59．哈尔滨454688（24777）909(32722)36.4-38.110上海305640（23044）962(34633)38.9-10.111．南京305640（23044）962(34633)40.7-1412．杭州305640（23044）962(34633)39.9-9.613．合肥305640（23044）962(34633)41.0-2014．福州254669（24088）1014(36550)39.8-1.215．南昌304690（24844）1000(36000)40.6-9.316．济南355638（22977）950(34200)42.5-19.717．郑州355638（22977）950(34200)43.5-17.918．武汉304690（24844）1000(36000)39.4-18.119．长沙304690（24844）1000(36000)40.6-11.320．广州255640（23044）950(34200)38.70C21．南宁255640（23044）950(34200)40.4-2.122．成都306585（21066）919(33088)37.3-5.923．贵阳254669（24088）1014(36550)37.3-7.824．昆明254669（24088）1014(36550)31.5-5.425．拉萨301879（31644）1119(40228)33.4-19.326．西安355638（22977）950(34200)41.7-20.627．兰州353766（27588）1021(36776)39.1-21.728．西宁353766（27588）1021(36776)33.5-26.629．银川404692（24911）949(34166)39.3-30.630乌鲁木齐453763（27477）849(30566)40.5-41.531．汕头254669（24088）1014(36550)37.9+0.432．海口204665（23944）1023(44228)38.9+2.833．桂林255640（23044）950(34200)39.4-4.934．重庆305640（23044）962(34633)42.2-1.8注：日照为为最大小时日日照。例19．求北京市市一根3.22m长银白色色幕墙型材最最大伸缩量。解：ΔL=32000×23..5×10--6×80==6.0mmm例20．求上海市市一块1.88m×1.2m热反反射幕墙玻璃璃最大伸缩量量。解：ΔL=18000×10××10-6×80==11.444mm第六节连接计算建筑幕墙是悬挂在在主体结构上上的围护构件件，它与主体体结构连接位位置与连接方方式应考虑下下述要求：1.对重重力荷载、风风荷载，地震震作用和温度度作用有足够够的强度；2.在弹弹性地震作用用和风荷载作作用下建筑幕幕墙不产生有有害变形。建建筑幕墙在受受到弹性地震震作用和风荷荷载作用后会会产生位移和和变形，只能能是弹性范围围内变形，应应无残余变形形；3.建筑幕墙与主主体结构产生生相对位移时时，不应影响响幕墙的水密密性能和气密密性能；建筑筑幕墙和室内内装饰材料连连接部位不发发生问题；外外观仍保持整整齐。4．在承受弹塑性地地震作用后不不应脱落。“结构与与地基或其他他结构之间的的连接，用以以避免结构的的一切或某几几类移动的可可能性称为支支座。”支座分为铰铰支座和滚轴轴(滑动)支座。铰支支座(JGJ1002图5.1C)结构可以绕绕A点进行转动动，但A点的水平移移动和竖向移移动则被限制制。结构受荷荷载作用时，A点有水平反力XA和竖向反力YA，略去摩擦力作用，反力XA和YA都通过铰A的中心，即u=0，ν=0，θ≠0。可用支杆表示铰支座的简图，支杆是专门用来表示支座的链杆，支杆通常被认为是刚性的，即不考虑其长度的改变。滚轴(滑动)支座座(JGJ1002说明图5-1a、b)既容许结结构绕A转动