5.4 作用效应组合

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。