5.6.1 硅酮结构密封胶承受荷载和作用产生的应力大小,关系到幕墙构件的安全,对结构胶必须进行承载力验算,而且保证最小的粘结宽度和厚度。
    隐框幕墙玻璃板材的结构胶粘结宽度一般应大于其厚度;全玻幕墙结构胶的粘结厚度由计算确定,有可能大于其宽度。当满足结构计算要求时,允许在全玻幕墙的板缝中填入合格的发泡垫杆等材料后再进行前、后两面的打胶。

5.6.2 硅酮结构密封胶缝应进行受拉和受剪承载能力极限状态验算,习惯上采用应力表达式。计算应力设计值时,应根据受力状态,考虑作用效应的基本组合。具体的计算方法应符合本规范有关条文的规定。
    现行国家标准《建筑用硅酮结构密封胶》GB 16776中,规定了硅酮结构密封胶的拉伸强度值不低于0.6N/m。在风荷载或地震作用下,硅酮结构密封胶的总安全系数取不小于4,套用概率极限状态设计方法,风荷载分项系数取1.4,地震作用分项系数取1.3,则其强度设计值f1约为0.21-0.195N/m,本规范取为0.2N/m2,此时材料分项系数约为3.0。在永久荷载(重力荷载)作用下,硅酮结构密封胶的强度设计值f2取为风荷载作用下强度设计值的1/20,即0.01N/m2

5.6.3 幕墙玻璃在风荷载作用下的受力状态相当于承受均布荷载的双向板(图5.2),在支承边缘的最大线均布拉力为αω/2,由结构胶的粘结力承受,即:

    在重力荷载设计值作用下,竖向玻璃幕墙的硅酮结构胶缝承受长期剪应力,平均剪应力τ可表示为:

    剪应力τ不应超过结构胶在永久荷载作用下的强度设计值f2

5.6.4 倒挂玻璃的风吸力和自重均使胶缝处于受拉工作状态,但是风荷载为可变荷载,自重为永久荷载。因此,结构胶粘接宽度应分别采用其在风荷载和永久荷载作用下的强度设计值分别计算,并叠加。

5.6.5 结构胶的粘结厚度ts由承受的相对位移us决定(图5.3)。在发生相对位移时,结构胶和双面胶带的尺寸ts变为t’s,伸长了(t’s-ts)。这一长度应在硅酮结构密封胶和双面胶带延伸率允许的范围之内。结构胶的变位承受能力占δ=(t’s-ts)/ts,取对应于其受拉应力为0.14N/m时的伸长率,不同牌号胶的取值会稍有不同,应由结构胶生产厂家提供。

    楼层弹性层间位移角的限值,见本规范第4.2.6条的条文说明。

5.6.6 硅酮结构密封胶承受永久荷载的能力很低,不仅强度设计值f2仅为0.01N/mm,而且有明显的变形,所以长期受力部位应设金属件支承。竖向幕墙玻璃应在玻璃底端设支托;倒挂玻璃顶应设金属安全件。

5.5.1 幕墙的连接与锚固必须可靠,其承载力必须通过计算或实物试验予以确认,并要留有余地,防止偶然因素产生突然破坏。连接件与主体结构的锚固承载力应大于连接件本身的承载力,任何情况不允许发生锚固破坏。
    安装幕墙的主体结构必须具备承受幕墙传递的各种作用的能力,主体结构设计时应充分加以考虑。
    主体结构为混凝土结构时,其混凝土强度等级直接关系到锚固件的可靠工作,除加强混凝土施工的工程质量管理外,对混凝土的最低强度等级也应加以要求。为了保证与主体结构的连接可靠性,连接部位主体结构混凝土强度等级不应低于C20。

5.5.2 幕墙横梁与立柱的连接,立柱与锚固件或主体结构钢梁、钢材的连接,通常通过螺栓、焊缝或铆钉实现。现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017对上述连接均作了规定,应参照执行。同时受拉、受剪的螺栓应进行螺栓的抗拉、抗剪设计;螺纹连接的公差配合及构造,应符合有关标准的规定。
    为防止偶然因素的影响而使连接破坏,每个连接部位的受力螺栓、铆钉等,至少需要布置2个。

5.5.3 框支承幕墙立柱截面较小,处于受压工作状态时受力不利,因此宜将其设计成轴心受拉或偏心受拉构件。立柱宜采用圆孔铰接接点在上端悬挂,采用长圆孔或椭圆孔与下端连接,形成吊挂受力状态。

5.5.4 幕墙构件与混凝土结构的连接,多数情况应通过预埋件实现,预埋件的锚固钢筋是锚固作用的主要来源,混凝土对锚固钢筋的粘结力是决定性的。因此预埋件必须在混凝土浇灌前埋入,施工时混凝土必须密实振捣。目前实际工程中,往往由于未采取有效措施来固定预埋件,混凝土浇注时使预埋件偏离设计位置,影响与立柱的准确连接,甚至无法使用。因此,幕墙预埋件的设计和施工应引起足够的重视。

5.5.5 附录C对幕墙预埋件设计作了一般规定。对于预埋件的要求,主要是根据有关研究成果和现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010。
    1.承受剪力的预埋件,其受剪承载力与混凝土强度等级、锚固面积、直径等有关。在保证锚固长度和锚筋到埋件边缘距离的前提下,根据试验提出了半理论、半经验的公式.并考虑锚筋排数、锚筋直径对受剪承载力的影响。
    2.承受法向拉力的预埋件,钢板弯曲变形时,锚筋不仅单独承受拉力,还承受钢板弯曲变形引起的内剪力,使锚筋处于复合应力状态,在计算公式中引入锚板弯曲变形的折减系数。
    3.承受弯矩的预埋件,试验表明其受压区合力点往往超过受压区边排筋以外,为方便和安全考虑,受弯力臂取外排锚筋中心线之间的距离,并在计算公式中引入锚筋排数对力臂的折减系数。
    4.承受拉力和剪力或拉力和弯矩的预埋件,根据试验结果,其承载力均取线性相关关系。
    5.承受剪力和弯矩的预埋件,根据试验结果,当V/Vu0>0.7时,取剪弯承载力线性相关;当V/Vu0≤0.7时,取受剪承载力与受弯承载力不相关。这里,Vu0为预埋件单独承受剪力作用时的受剪承载力。
    6.当轴力N<0.5fcA时,可近似取M-0.4NZ=0作为受压剪承载力与受压弯剪承载力计算的界限条件。本规范公式(C.0.1-3)中系数0.3是与压力有关的系数,与试验结果比较,其取值是偏于安全的。
    承受法向拉力和弯矩的预埋件,其锚筋载面面积计算公式中拉力项的抗力均乘以系数0.8,是考虑到预埋件的重要性、受力复杂性而采取提高其安全储备的折减系数。
    直锚筋和弯折锚筋同时作用时,取总剪力中扣除直锚筋所能承担的剪力,作为弯折锚筋所承受的剪力,据此计算其截面面积:

    根据国外有关规范和国内对钢与混凝土组合结构中弯折锚筋的试验研究表明,弯折锚筋的弯折角度对受剪承载力影响不大。同时,考虑构造等原因,控制弯折角度在15°~45°之间。当不设置直锚筋或直锚筋仅按构造设置时,在计算中应不予以考虑,取As=0。
    这里规定的预埋件基本构造要求,是把满足常用的预埋件作为目标,计算公式也是根据这些基本构造要求建立的。
    在进行锚筋面积As计算时,假定锚筋充分发挥了作用,应力达到其强度设计值fy。要使锚筋应力达到fy而不滑移、拔出,就要有足够的锚固长度,锚固长度la与钢筋型式、混凝土强度、钢材品种有关,可按附录(C.0.5)式计算。有时由于la的数值过大,在幕墙预埋件中采用有困难,此时可采用低应力设计方法,即增加锚筋面积、降低锚筋实际应力,从而可减小锚固长度,但不应小于15倍钢筋直径。

5.5.7 当土建施工中未设预埋件、预埋件漏放、预埋件偏离设计位置太远、设计变更、旧建筑加装幕墙时,往往要使用后锚固螺栓进行连接。采用后锚固螺栓(机械膨胀螺栓或化学螺栓)时,应采取多种措施,保证连结的可靠性。

5.5.8 砌体结构平面外承载能力低,难以直接进行连接,所以宜增设混凝土结构或钢结构连接构件。轻质隔墙承载力和变形能力低,不应作为幕墙的支承结构考虑。

5.4.1-5.4.3 作用在幕墙上的风荷载、地震作用都是可变作用,同时达到最大值的可能性很小。因此,在进行效应组合时,第一个可变作用的效应应按100%考虑(组合值系数取1.0),第二个可变作用的效应可进行适当折减(乘以小于1.0的组合值系数)。
    在重力荷载、风荷载、地震作用下,幕墙构件产生的内力(应力)应按基本组合进行承载力极限状态设计,求得内力(应力)的设计值,以最不利的组合作为设计的依据。作用效应组合时的分项系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50011-2001和《建筑抗震设计规范》GB 50009-2001的规定采用。
    在现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001中规定,当地震作用与风荷载同时考虑时,风的组合值系数取为0.2。由于幕墙暴露在室外,受风荷载影响较为显著,风荷裁作用效应比地震作用效应大,应作为第一可变作用,其组合值系数一般取1.0。地震作用作为第二个可变荷载时,现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50011-2001和《建筑抗震设计规范》GB 50009-2001,都没有规定确切的组合值系数;考虑到幕墙工程中地震作用效应一般不起控制作用,同时考虑到幕墙结构设计的安全性,本规范规定其组合值系数取0.5。
    结构的自重是经常作用的永久荷载,所有的基本组合工况中部必须包括这一项。当永久荷载(重力荷载)的效应起控制作用时,其分项系数γG应取1.35,但参与组合的可变作用仅限于竖向荷载,且应考虑相应的组合值系数,对一般幕墙构件,当重力荷载的效应起控制作用时(γG取1.35),可不考虑风荷载和地震作用;对水平倒挂玻璃及其框架,风荷载是主要竖向可变荷载,此时,风荷载的组合值系数取0.6,与《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001的规定一致。当永久荷载作用对结构设计有利时,其分项系数γG应取不大于1.0。
    我国是多地震国家,抗震设防烈度6度以上的地区占中国国土面积70%以上,绝大多数的大、中城市都考虑抗震设防。对于有抗震要求的幕墙,风荷载和地震作用都应考虑。
    因为本规范仅考虑竖向幕墙和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墙,且抗震设防烈度不大于8度,所以,可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。对于大跨度的玻璃雨篷、通廊、采光顶等结构设计,应符合国家现行有关标准的规定或进行专门研究。
    按照以上说明,幕墙结构构件承载力设计中,理论上可考虑下列典型组合工况:
    1.1.2G+1.0×1.4W
    2.1.0G+1.0×1.4W
    3.1.2G+1.0×1.4W+0.5×1.3E
    4.1.0G+1.0×1.4W+0.5 × 1.3E
    5.1.35G+0.6×1.4W(风荷载向下)
    6.1.0G+1.0×1.4W(风荷载向上)
    7.1.35G
    以上组合工况中,G、W、E分别代表重力荷载、风荷载、地震作用标准值产生的应力或内力。对不同的幕墙构件应采用不同的组合工况,如第5、6项一般仅用于水平倒挂幕墙的设计。另外,作用效应组合时,应注意各种作用效应的方向性,不同方向的作用效应是不能进行组合的。

5.4.4 根据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,一般不考虑不同作用效应的组合。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,作用分项系数应取1.0。

5.3.2 风荷载计算采用现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定。对于主要承重结构,风荷载标准值的表达可有两种形式,其一为平均风压加上由脉动风引起的结构风振等效风压;另一种为平均风压乘以风振系数。由于结构的风振动计算中,往往是受力方向基本振型起主要作用,因而我国与大多数国家相同,采用后一种表达形式,即采用风振系数βz。风振系数综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应,其中包括风速随时间、空间的变异性和结构自身的动力特性等。
    基本风压ω0是根据全国各气象台站历年来的最大风速记录,统一换算为离地10m高、10min平均年最大风速(m/s),根据该风速数据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ν0,再按贝努利公式确定基本风压。
    现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009将基本风压的重现期由以往的30年改为50年,在标准上与国外大部分国家取得一致。经修改后,各地的基本风压并不全是在原有的基础上提高10%,而是根据风速观测数据,进行统计分析后重新确定的。为了能适应不同的设计条件,风荷载计算时可采用与基本风压不同的重现期。
    风荷载随高度的变化由风压高度变化系数描述,其值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009采用。对原规范的A、B两类,其有关参数保持不变;C类系指有密集建筑群的城市市区,其粗糙度指数系数由0.2提高到0.22,梯度风高度仍取400m;新增加的D类系指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区,其粗糙度指数系数取0.3,梯度风高度取450m。
    风荷载体型系数是指风荷载作用在幕墙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作用下静态压力的分布规律,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。由于它涉及的是关于固体与流体相互作用的流体动力学问题,对于不规则形状的固体,问题尤为复杂,无法给出理论上的结果,一般均应由试验确定。鉴于原型实测的方法对一般下程设计的不现实,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。
    风荷载在建筑物表面分布是不均匀的,在檐口附近、边角部位较大,根据风洞试验结果和国外的有关资料,在上述区域风吸力系数可取-1.8,其余墙面可考虑-1.0。由于围护结构有开启的可能,所以还应考虑室内压-0.2。所以,幕墙风荷载体型系数可分别按-2.0和-1.2采用。 
    阵风系数βgz是瞬时风压峰值与10min平均风压(基本风压ω0)的比值,取决于场地粗糙度类别和建筑物高度。在计算幕墙面板、横粱、立柱的承载力和变形时应考虑阵风系数βgz,以保证幕墙构件的安全。对于跨度较大的支承结构,其承载面积较大,阵风的瞬时作用影响相对较小;但由于跨度大、刚度小、自振周期相对较长,风力振动的影响成为主要因素,可通过风振系数βz加以考虑。风振动的影响一般随跨度加大而加大。最近国内对支承钢结构的风振系数βz进行了分析和试验研究,提出拉杆和拉索结构的风振系数βz为1.8~2.2。也有些研究建议,当索杆体系跨度为15m至40m时,风振系数取2.0~2.7。
    阵风影响和风振影响在幕墙结构中是同时存在的。一般来说,幕墙面板及其横粱和立柱由于跨度较小,阵风的影响比较大;而对张拉杆索体系和大跨度支承钢结构,风振动的影响较为敏感。由于目前的研究工作和实践经验还不多,对风荷载的动力作用尚不能给出确切的表达方法。因此,本规范仍然采用阵风系数的表达方式。阵风系数βgz的取值,除D类地面粗糙度、40m以下的情况外,多在1.4~2.0之间,大体上与目前大跨度钢结构风振系数的研究成果相接近,不会过大或过小地估计风荷载的动力作用影响。
    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。

5.3.3 近年来,由于城市景观和建筑艺术的要求,建筑的平面形状和竖向体型日趋复杂,墙面线条、凹凸、开洞也采用较多,风荷载在这种复杂多变的墙面上的分布,往往与一般墙面有较大差别。这种墙面的风荷载体型系数难以统一给定。当主体结构通过风洞试验决定体型系数时,幕墙计算亦可采用该体型系数。
    对高度大于200m或体形、风荷载环境比较复杂的幕墙工程,风荷载取值宜更加准确,因此在没有可靠参照依据时,宜采用风洞试验确定其风荷载取值。高度200m的要求与现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002的要求一致。

5.3.4-5.3.5 常遇地震(大约50年一遇)作用下,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》GB 50011-2001的规定采用。
    由于玻璃面板是不容易发展成塑性变形的脆性材料,为使设防烈度下不产生破损伤人,考虑动力放大系数βE。按照《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关非结构构件的地震作用计算规定,玻璃幕墙结构的地震作用动力放大系数可表示为:

    按照(5.2)式计算,幕墙结构地震作用动力放大系数βE约为5.0。

5.3.6 幕墙的支承结构,如横梁、立柱、桁架、张拉索杆等,其自身重力荷载产生的地震作用标准值,可参照本规范第5.3.4条和5.3.5条的原则进行计算。

5.2.1 目前,国内有关玻璃强度试验的工作不多,强度取值的方法也不统一。玻璃是最有代表性的脆性材料,其破坏特征是:几乎所有的玻璃都是由于拉应力产生表面裂缝而破碎。一直到破坏为止,玻璃的应力、应变都几乎呈线性关系,其弹性模量约为7.2×104N/mm2。但是,其破坏强度有非常大的离散性。
    如图5.1(a)所示,同一批、同尺寸玻璃受弯试件测得的弯曲抗拉强度,其范围为70~160N/mm2,十分分散。实测的强度值与构件尺寸、试验方法、玻璃的热处理和化学处理方式、测试条件(加载速度、持荷时间、周围环境等)都有关系,而且变化很大。图5.1(b)为尺寸改变时玻璃强度的变化情况。

    因此,玻璃的实际强度设计值一般由生产厂家根据试验资料提供给设计人员,作为幕墙玻璃的设计依据。
    日本建筑学会提供的实用设计方法中,给出了玻璃的强度(相当于标准值),如表5.1。日本是按容许应力方法设计的,荷载、强度均采用标准值,设计安全系数K=2.5~3.0。在国内缺乏足够试验数据的情况下,可参考日本的玻璃强度取值为基本数据,再根据国内的安全度要求和多系数表达方法予以调整。
    在日本的玻璃承载力设计方法中,总安全系数K=K1K2,见表5.2。其中,K1为作用分项安全系数,取1.2~1.3;K2为玻璃材料分项系数,可由总安全系数进行换算。

    由此可见,玻璃的安全系数K在2.5~3.0之间。结合我国国情,玻璃的安全系数K取2.5,由于起主要控制作用的风荷载分项系数采用1.4,经换算可得出玻璃材料分项系数K2=1.785。
    因此,本规范中,玻璃的强度设计值fg取为标准值fgk除以K2,即玻璃大面上的强度设计值。
    玻璃的侧面经过切割、打磨打工,产生应力集中,强度有所降低。一般情况下,侧面强度可按大面强度的70%取用。侧面强度对玻璃受弯不起控制作用。在验算玻璃局部强度、连接强度以及玻璃肋的承载力时,会用到侧面强度设计值。
    玻璃大部分是平面外受弯控制其承载力设计,受剪起控制作用的机会较少,因此目前没有再区分玻璃的抗拉、抗剪强度。

5.2.2 铝合金型材的强度设计值取决于其总安全系数,一般取为K=1.8。若K1=1.4,则K2=1.286。所以,相应的强度设计值为:

    铝型材的强度标准值fak,一般取为σp0.2。σp0.2指铝材有0.2%残余变形时所对应的应力值,即铝型材的条件屈服强度。σp0.2可按现行国家标准《铝合金建筑型材》GB/T 5237的规定取用。
    各国铝合金结构设计的安全系数有所不同,一般为1.6~1.8。
    按意大利D.M.Mazzolani《铝合金结构》一书所载:
    英国BSCP118规范,容许应力为:

    德国规范DIN4113,对于主要荷载,安全系数为1.70~1.80。
    美国铝业协会规定建筑物的安全系数为1.65,对于桥梁为1.85。
    鉴于幕墙构件以承受风荷载为主,铝型材强度离散性也较大,所以总安全系数取1.8是合适的。

5.2.3 幕墙中钢材主要用于连接件(如钢板、螺栓等)和支承钢结构,其计算和设计要求应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定进行。

5.2.4 不锈钢材料(管材、棒材、型材)主要用于幕墙的连接件和支承结构,其强度设计值比照钢结构的安全度略有增大,总安全系数约为1.6。

5.2.5 点支承玻璃幕墙所用的张拉杆、索截面尺寸较小,对各种作用比较敏感,宜具有较高的安全度。按照目前国内工程的经验,张拉杆的安全系数可取为2.0,拉索的安全系数可取为2.5。本条的强度设计值换算系数就是按照这一要求得出的。

5.2.8 本条高强钢丝和高强钢绞线的弹性模量按《混凝土结构设计规范》GB 50010取用。钢绞线和钢丝绳是由钢丝加工而成的,其弹性模量与普通钢丝相比会发生一定变化(实际上为等效变形模量),实际工程中宜通过具体试验确定。

5.1.1 幕墙是建筑物的外围护结构,主要承受自重以及直接作用于其上的风荷载、地震作用、温度作用等,不分担主体结构承受的荷载或地震作用。幕墙的支承结构、玻璃与框架之间,须有一定变形能力,以适应主体结构的位移;当主体结构在外荷载作用下产生位移时,不应使幕墙构件产生过大内力和不能承受的变形。 
    幕墙结构的安全系数k与作用的取值和材料强度的取值有关。因此,采用某一规范进行设计时,必须按该规范的规定计算各种作用,同时采用该规范的计算方法和材料强度指标。不允许荷载按某一规范计算,强度又采用另一规范的方法,以免产生设计安全度过低或过高的情况。

5.1.2 玻璃幕墙由面板和金属框架等组成,其变形能力是较小的。在水平地震或风荷载作用下,结构将会产生侧移。由于幕墙构件不能承受过大的位移,只能通过弹性连接件来避免主体结构过大侧移的影响。例如当层高为3.5m,若弹塑性层间位移角限值△up/h为1/70,则层间最大位移可达50mm。显然,如果幕墙构件本身承受这样的大的剪切变形,则幕墙构件可能会破坏。
    幕墙构件与立柱、横梁的连接要能可靠地传递风荷载作用、地震作用,能承受幕墙构件的自重。为防止主体结构水平位移使幕墙构件损坏,连接必须具有一定的适应位移能力,使幕墙构件与立柱、横粱之间有活动的余地。

5.1.3 幕墙设计应区分是否抗震。对非抗震设防的地区,只需考虑风荷载、重力荷载以及温度作用;对抗震设防的地区,尚应考虑地震作用。
    经验表明,对于竖直的建筑幕墙,风荷载是主要的作用,其数值可达2.0~5.0kN/m。因为建筑幕墙自重较轻,即使按最大地震作用系数考虑,一般电只有0.1~0.8kN/m,远小于风荷载作用。因此,对幕墙构件本身而言,抗风设计是主要的考虑因素。但是,地震是动力作用,对连接节点会产生较大的影响,使连接发生震害甚至使建筑幕墙脱落、倒坍。所以,除计算地震作用外,还必须加强构造措施。
    在幕墙工程中,温度变化引起的对玻璃面板、胶缝和支承结构的作用效应是存在的,问题是如何计算或考虑其作用效应。幕墙设计中,温度作用的影响一般通过建筑或结构构造措施解决,而不一一进行计算,实践证明是简单、可行的办法。理论计算上,过去一般仅考虑对玻璃面板的影响,如原规范JGJ 102-96第5.4.3和5.4.4条,分别考虑了年温度变化下的玻璃挤压应力计算和玻璃边缘与中央温度差引起的应力计算。
    当温度升高时,玻璃膨胀、尺寸增大,与金属边框的间隙减小。当膨胀变形大于预留间隙时,玻璃受到挤压,产生温度挤压应力。实际工程中,玻璃与铝合金框之间必须留有一定的空隙(本规范第9章第9.5.2条及第9.5.3条已规定),因此玻璃因温度变化膨胀后一般不会与金属边框发生挤压。例如对边长为3000mm的玻璃面板,在80℃的年温差下,其膨胀量为:

△b=1.0 × 10-5 × 80 × 3000=2.4mm

而玻璃与边框的两侧空隙量之和一般不小于10mm。由此可知:挤压温度应力的计算往往无实际意义,这在原规范JGJ 102-96的应用中已得到普遍反映。因此这次规范修订,不再列入有关挤压温度应力的计算内容。
    另外,大面积玻璃在温度变化时,中央部分与边缘部分存在温度差,从而使玻璃产生温度应力,当玻璃中央部分与边缘部分温度差比较大时,有可能因温度应力超过玻璃的强度设计值而造成幕墙玻璃碎裂。原规范JGJ 102-96第5.4.4条关于温差应力的计算公式如下:

    因此,按照原规范JGJ 102-96的计算方法,当温差不超过15℃时,温度作用不起控制作用。鉴于以上原因,本规范取消了温差应力的计算。
    对于温度变化剧烈的玻璃幕墙工程,应在设计计算和构造处理上采取必要的措施,避免因温度应力造成玻璃幕墙破坏。

5.1.4 目前,结构抗震设计的标准是小震下保持弹性,基本不产生损坏。在这种情况下,幕墙也应基本处于弹性工作状态。因此,本规范中有关内力和变形计算均可采用弹性方法进行。对变形较大的场合(如索结构),宜考虑几何非线性的影响。

5.1. 6 玻璃幕墙承受永久荷载(自重荷载)、风荷载、地震作用和温度作用,会产生多种内力(应力)和变形,情况比较复杂。本规范要求分别进行永久荷载、风荷载、地震作用效应计算;温度作用的影响.通过构造设计考虑。承载能力极限状态设计时,应考虑作用效应的基本组合;正常使用极限状态设计时,作用的分项系数均取1.0。本条给出的承载力设计表达式具有通用意义,作用效应设计值S或SE可以是内力或应力,抗力设计值R可以是构件的承载力设计值或材料强度设计值。
    幕墙构件的结构重要性系数γ0,与设计使用年限和安全等级有关。除预埋件之外,其余幕墙构件的安全等级一般不会超过二级,设计使用年限一般可考虑为不低于25年。同时,幕墙大多用于大型公共建筑,正常使用中不允许发生破坏。因此,结构重要性系数γ0取不小于1.0。
    幕墙结构计算中,地震效应相对风荷载效应是比较小的,通常不会超过风荷载效应的20%,如果采用小于1.0的系数γRE对构件抗力设计值予以放大,对幕墙结构设计是偏于不安全的。所以,幕墙构件承载力抗震调整系数γRE取1.0。
    幕墙面板玻璃及金属构件(如横梁、立柱)不便于采用内力设计表达式,在本规范的相关条文中直接采用与钢结构相似的应力表达形式;预埋件设计时,则采用内力表达形式。采用应力设计表达式时,计算应力所采用的内力设计值(如弯矩、轴力、剪力等),应采用作用效应的基本组合。

5.1.7 当玻璃面板偏离横梁截面形心时,面板的重力偏心会使横梁产生扭转变形。当采用中空玻璃、夹层玻璃等自重较大的面板和偏心距较大时,要考虑其不利影响,必要时进行横梁的抗扭承载力验算。