幕墙结构设计原理和方法资料

幕墙结构设计原理和方法目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一节结构设计原理 2\o"CurrentDocument"第二节风荷载 4\o"CurrentDocument"第三节地震作用 17\o"CurrentDocument"第四节自重和活荷载 36\o"CurrentDocument"第五节温度变化 37\o"CurrentDocument"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：在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；在正常使用时具有良好的工作性能；在正常维护下具有足够的耐久性；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）示例15临时性结构225易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重的建筑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=PzMsMZW0； ⑴式中：WK一风荷载标准值，N/m2；PZ一高度Z处的风振系数；mS一风荷载体型系数；mZ一风压高度变化系数W0—基本风压，N/m2。当计算围护结构时应按下式公式计算： wk=PgzmsmZW0（2）式中：P一高度Z处的阵风系数（JGJ102和JGJ133规定取为gz2.25）。MS一风荷载体型系数（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。一.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=1/2pv02确定基本风速。p=Y/g，Y为空气重力密度，g为重力加速度，以p=Y/g代入W0=Y/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p=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（Pa）基本雪压s0（Pa）序号城市名基本风压w0（Pa）基本雪压s0（Pa）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300350

65九江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a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a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：TOC\o"1-5"\h\z口zA=1.379(Z/10)0.24 (3a)口zB=1.000(Z/10)0.32 (3b)口zC=0.616(Z/10)0.44 (3c)pzD=0.318（Z/10）o.60 （3d）在确定城区的粗糙度类别时，若无a的实测资料，可按下述原则近似确定：（一） 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；（二） 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hN18m,为D类，9mVhW18m,为C类，hV9m,为B类；（三） 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；（四） 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pa=1.379X0.575Z0.24=0.794Z0.24rZ(4a)由(Z/10)0.32=0.479Z0.32贝 uZB=0.479Z0.32(4b)由(Z/10)0.44=0.363Z0.44则uzc=0.616X0.363Z0.44=0.224Z0.44(4c)由(2/10)0.60=0.251Z0.60则uzd=0.318X0.251Z0.60=0.08Z0.60(4d)表3 风压高度变化系数p离地面或海平面高度（m）地面粗糙度类别ABCD51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250.840.62301.801.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84602.121.771.350.93702.201.861.451.02802.271.951.541.11902.342.021.621.191002.402.091.701.271502.642.382.031.612002.832.612.301.922502.992.802.542.193003.122.972.752.4535042.6840022.91N45023.12例1.求A类地区高度45m处风压高度变化系数。TOC\o"1-5"\h\z解： uza=1.379*(45/10)o.24=i.988 或uza=0.794*45o.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)o.32=1.906 或uzb=0.479*75o.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*125o.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)o.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 一对墙面取-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-2.2一对檐口、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：。gz=K(1+2pf)(5a)式中：K一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；TOC\o"1-5"\h\zpf—脉动系数。Mf=0.5X35i.8(a-0.16)(Z/10)-a (5b)式中：a一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、a系数代入后，各类地区阵风系数计算公式为：\o"CurrentDocument"PgzA=0.92*(1+2pfA) pfA=0.387(Z/10)-0.12 (5c)P b=0.89*(1+2pb) pb=0.5(z/10)-0.16gz f f(5d)PgzC=0.85*(1+2pfC) pfC=0.734(Z/10)-0.22(5e)PgzD=0.80*(1+2pfD) pfD=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：P=e[0.7/vfz/10)] (5g)gz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4 N/m2层数标高（m）地面粗糙度类别MzP'gzWk风洞试验结果31125.55B2.24711.4837550X2.2471X1.4837X1.5=27502500C1.87531.5652550X1.8753X1.5652X1.5=2422D1.45121.7174550X1.4512X1.7174X1.5=205653213.80B2.66441.4352550X2.6644X1.4352X1.5=31553000C2.37021.4862550X2.3702X1.4862X1.5=2906D1.97721.5820550X1.9772X1.5820X1.5=258182316.10B3.01961.4022550X3.0196X1.4022X1.5=34933500CD2.81522.52541.4337550X2.8152X1.4337X1.5=33301.4954550X2.5254X1.4954X1.5=311588340.00B3.09081.3962550X3.0908X1.3962X1.5=35604000C2.90691.4245550X2.9069X1.4245X1.5=3416D2.63821.4804550X2.6382X1.4804X1.5=3222阵风系数。gz 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：pfA=0.387X(45/10)-0.12=0.323Pa=0.92X(1+2X0.323)=1.514gz例6.计算B类地区高度75m处阵风系数。解：pfB=0.5X(75/10)-0.16=0.3622Pb=0.89X(1+2X0.3622)=1.535gz例7.计算C类地区高度125m处阵风系数。解：pfC=0.734X(125/10)-0.22=0.421Pc=0.85X(1+2X0.421)=1.5657gz例8.计算D类地区高度150m处阵风系数。解：pfD=1.2248X(150/10)-0.3=0.5435Pd=0.80X(1+2X0.5435)=1.6689gz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 (750X1.1) pza=1.379X(160/10)0.24=2.6826pfA=0.387X(160/10)-0.12=0.27747PgzA=0.92X(1+2X0.27747)=1.4305墙面区： Wk=1.4305X2.826X(1+0.2)X800=3881N/m2墙角区： Wk=1.4305X2.826X(1.8+0.2)X800=6468N/m2按JGJ102和133规定计算W=2.25X2.826X1.5X750X1.1=7869N/m2k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)pzd=0.318X(220/10)0.6=2.032(50009)pzc=0.713X(220/10)0.4=2.455(JGJ102)pfD=1.2248X(220/10)-0.30=0.4845 p/=0.80乂(1+2X0.4845)=1.5752墙面区： Wk=1.5752X2.032X(1+0.2)X550=2113N/m2墙角区： Wk=1.5752X2.032X(1.8+0.2)X550=3521N/m2按JGJ102和133规定计算Wk=2.25X2.455X1.5X550X1.1=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(350X1.1)pB=(90/10)0.32=2.02rZpfB=0.5X(90/10)-0.16=0.3518 pgzB=0.89X(1+2X0.3518)=1.5162墙面区： Wk=1.5162X2.02X(1+0.2)X400=1470N/m2墙角区： W=1.5162X2.02X(1.8+0.2)X400=2450N/m2k按JGJ102和133规定计算Wk=2.25X2.02X1.5X350X1.1=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(300X1.1)pc=0.616X(120/10)0.44=1.838(50009)zpc=0.713X(120/10)0.40=1.926(JGJ102)■z xpfC=0.734X(120/10)-0.22=0.4249 pgzC=0.85X(1+2X0.4249)=1.5723墙面区:： Wk=1.5723X1.838X(1+0.2)X350=1214N/m2墙角区： Wk=1.5723X1.838X(1.8+0.2)X350=2023N/m2按JGJ102和133规定计算Wk=2.25X1.926X1.5X300X1.1=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度到刈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室内个别静止中人有感觉III室内少数静止中人有感觉门窗轻微作响悬挂物微动W室内多数人、室外少数人有感觉，少数人梦中惊醒门窗作响悬挂物明显摆动，器皿作响V室内普遍、室外多数人有感觉，多数人梦中惊醒门窗、屋顶，屋架颤动作响，灰土掉落，抹灰出现细小裂缝，有檐瓦掉落，个别屋顶烟囱掉落不稳定器物摇动或翻倒0.31(0.22〜0.44)0.03(0.02〜0.04)丑多数人站立不稳，少数人惊逃户外损坏一墙体出现裂缝，檐瓦掉落，少数屋顶烟囱裂缝、掉落0〜0.10河岸和松软土出现裂缝，饱和砂层出现喷砂冒水;有的独立砖烟囱轻度裂缝0.63(0.45〜0.89)0.06(0.05〜0.09)W大多数人惊逃户外，骑自行车的人有感觉，行驶中的汽车驾乘人员有感觉轻度破坏一局部破坏，开裂，小修或不需要修理可继续使用0.11〜0.30河岸出现坍方；饱和砂层常见喷砂冒水，松软土地上地裂缝较多;大多数独立砖烟囱中等破坏1.25(0.90〜1.77)0.13(0.10〜0.18)W多数人摇晃颠簸行走困难中等破坏一结构破坏需要修复才能使用0.31〜0.50干硬土上亦出现裂缝；大多数独立砖烟囱严重破坏；树稍折断;房屋破坏倒致人畜伤亡2.50(1.78〜3.53)0.25(0.19〜0.35)IX行动的人摔倒严重破坏一0.51〜干硬土上出现5.00.50结构严重破坏，局部倒塌，修复困难0.70许多地方有裂缝;基岩可能出现裂缝、错动；滑坡坍方常见；独立砖烟囱许多倒塌(3.54〜7.07)(0.36〜0.71)X骑自行车的人会摔倒，处不稳状态的人会摔离原地，有抛起感大多数倒塌0.71〜0.90山崩和地震断裂出现；基岩石上拱桥破坏；大多数独立砖烟囱从根部破坏或倒毁10.00(7.08〜14.14)1.00(0.72〜1.41)X普遍倒塌0.91〜1.00地震断裂延续很长;大量山崩滑坡X地面剧烈变化，山河改观注W“大芝中的数量词：“个别”为10%以下；“少数”为10%〜50%；“多数”为50%〜70%；:多数”为70%〜90%；“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；巧〜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〜XU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 Io=0.24+1.26M(6)影响烈度 IX(X=123)=0.92+1.63M-3.49lgR (7)式中： M—震级；R一距震中距离的半径(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+1.26X7=9.05度距震中100km处： I]=0.92+1.63X7-3.49Ig100=5.35度距震中200km处:： I2=0.92+1.63X7-3.49Ig200=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。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。”A. 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。—T曲线，由图可见，随着T值的增长，P值很快波动到峰值，其后又逐渐下降。同时。值随着阻尼比的增大而减小，可以看出即使不大的阻尼比，也能使峰点下降很多。根据分析，反应谱的形状取决于一系列因素，诸如场地条件、震级及震中距离等。在平均反应谱曲线中。最大值。max当阻尼比：=0.05时平均为2.15。此峰值所对应的结构自振周期大致与该结构所在地点场地特征周期相一致，这就是说结构的自振周期与场地的特征周期接近时，结构的地震反应最大。这种现象与结构在动荷载作用下的共振相似。故在结构抗震设计中应使结构的自振周期远离场地的特征周期，以免发生上述现象。对于地质松软的场地，P谱曲线主要峰点偏于较长的周期，地质坚硬时，则一般偏于较短的周期，同时场地土愈松软，且该土层愈厚，P谱值就愈大（图4a）。至于震级和震中距的影响，一般在烈度相同的情况下，震中距远时加速度反应谱的峰点偏于较长的周期，而近时偏于较短的周期，图4b即为在同等烈度下，当震中距不同时的加速度反应谱曲线，所以在离大地震震中较远的地方，高柔结构因周期较长，所受的地震破坏将比在同样烈度下较小或中等地震震中区所受破坏更重。而刚性结构则相反。GB18306有关名词的定义如下：1、 地震动区划以地震动峰值加速度和地震动反应谱特征周期为指标，将国土划分的不同设防要求的区域。2、 地震动峰值加速度与地震动加速度反应谱最大值相应的水平加速度。3、 地震动反应谱特征周期地震动加速度反应谱开始下降点的周期。B.B.设计用反应谱GB50011采用相对于重力加速度的单质点绝对最大加速度与体系自振周期T之间的关系作为设计反应谱。地震影响系数曲线见图6,其形状参数要求如下：1） 直线上升段，周期小于0.1S的区段；2） 水平段，自0.1S至特征周期（Tg）区段，应取最大值（amax）；3）曲线下降段，自特征周期（Tg）至5倍特征周期（5Tg）区段，裒减系数应取0.9；4） 直线下降段，自5倍特征周期（5Tg）至6S区段，下降斜率调整系数应取0.02。图2max例：上海III类场地，即第一组III类场地，特征周期Tg=0.45S(5T=2.25S)结构自振周期2-0.45)]amax1(4-2.25)]amaxA.B.C.D.0.09S(Vmax例：上海III类场地，即第一组III类场地，特征周期Tg=0.45S(5T=2.25S)结构自振周期2-0.45)]amax1(4-2.25)]amaxA.B.C.D.0.09S(V0.1S)ga取[0.45+10(q0.4S(〉0.1S,V0.45S)2.2S(〉0.45S,V2.25S)4S(〉2.25S,V6S)如果改为II类场地，特征周期Tg=0.35S(5Tg=1.75S)0.09S(V0.1S)结构自振周期A.maxB.0.4S(〉0.35S)C.2.2S(〉1.75S,V6S)取amaxa=(0.45/2.2)yq2aa=[q20.2y-q取[0.45+10(q2-0.45)]aa=(0.35/0.4)yq2amaxa=[q20.2y-q1(2.2-1.75)]amaxD.4S(〉D.4S(〉1.75S,V6S)a=[q20.2y-q1(4-1.75)]aamax建筑抗震设计规范》(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。《中国地震动参数区划图》(GB18306—2000)给出了中国地震动参数区划图及其技术要素和使用规定，适用于新建、改建、扩建一般建设工程抗震设防，及编制社会经济发展和国土规划，即新建、扩建、改建一般建设工程的抗震设计和已建一般建设工程的抗震鉴定与加固必须按此标准规定的抗震设防要求进行。下列工程或地区的抗震设防要求不应直接采用此标准，需做专门研究：抗震设防要求高于地震动参数区划图抗震设防要求的重大工程。可能发生严重次生灾害的工程、核电站和其他有特殊要求的核设施建设工程；b） 于地震动参数区划分界线附近的新建、扩建、改建建设工程；c） 某些地震研究程度和资料详细程度较差的边远地区；d） 位于复杂工程地震条件区域的大城市、大型厂矿企业、长距离生命线工程以及新建开发区等。《中国地震动参数区划图》直接采用地震动参数，不再采用地震基本烈度。现行有关技术标准中涉及地震基本烈度概念的，应逐步修正。在技术标准等尚未修订（包括局部修订）之前，可以参照下述方法确定：a） 抗震设计验算采用《中国地震动参数区划图》提供的地震动参数；b） 当涉及地基处理，构造措施或其他防震减灾措施时，地震基本烈度参数值可由《中国地震动区划图》查取地震动峰值加速度并按表7确定，也可根据需要做更细微的划分。地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表 表7a地震动峰值加速度gV0.050.00.3N0.4地震基本烈度值5丑WWWWNIX《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》的场地条件为平坦稳定的一般（中硬）场地。《中国地震动反应谱特征周期调整表》采用四类场地划分见表7b。表7b 中国地震动反应谱特征周期调整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0.350.450.650.90GB50011明确引入了“设计基本地震加速度”和“设计特征周期”可与中国地震参数区划图（中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图）相匹配。设计基本地震加速度取值与《中国地震动峰值加速度区划图》所规定的“地震动峰值加速度”相当。设计特征周期即设计所用的地震影响系数特征周期（Tg），GB50011将设计近震、远震动改称设计地震分组，可更好体现震级和震中距影响，建筑工程的设计地震分为三组。在抗震设防决策上，为保持规范的延续性，设计地震的分组在《中国地震动反应谱特征周期区划图》基础上略作调整。1）区划图中0.35s和0.40s的区域作为设计地震第一组。2）区划图中0.45s的区域，多数作为设计地震第二组，其中，借用89规范按烈度衰减等震线确定“设计远震”的规定，取加速度衰减影响的下列区域作为设计地震第三组：A、 《中国地震峰值加速度区划图》中，峰值加速度0.2g减至0.05g的影响区域和0.3g减至0.1g影响区域；B、 《中国地震动反应谱特征周期区划图》中0.45s，且《中国地震动峰值加速度区划图》中N0.4g的峰值加速度减至0.2g及以下的影响区域。GB50011规定的特征周期值见表7c。特征周期值（s） 表7c设计地震分组场地类别IIIIIIW第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90《建筑抗震设计规范》GB50011问答（2）第22条指出：《中国地震动参数区划图》（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136个城市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见本教材表8。全国136城市地震动峰值加速度及基本烈度对照表表8序号城市名地震动峰值加速度g地震基本烈度amax序号城市名地震动峰值加速度g地震基本烈度amax1北京0.20W0.1669邵武<0.052天津0.15W0.1270南平0.05丑0.043上海0.10W0.0871福州0.10W0.084重庆0.05丑0.0472龙岩0.05丑0.045石家庄0.10W0.0873厦门0.15W0.126邢台0.10W0.0874延安0.05丑0.047张家口0.10W0.0875宝鸡0.15W0.128承德0.05丑0.0476西安0.20W0.169秦皇岛0.10W0.0877汉中0.05丑0.0410唐山0.20W0.1678安泰0.15W0.1211保定0.10W0.0879酒泉0.15W0.1212沧州0.10W0.0880张掖0.10W0.0813大同0.15W0.1281兰州0.20W0.1614太原0.20W0.1682平凉0.15W0.1215阳泉0.10W0.083天水0.30W0.2

8416临汾0.20W0.1684银川0.20W0.1617包头0.20W0.1685格尔木0.10W0.0818呼和浩特0.20W0.1686西宁0.10W0.0819通辽0.10W0.0887玉树0.15W0.1220阜新0.05丑0.0488伊宁0.15W0.1221朝阳0.10W0.0889乌鲁木齐0.20W0.1622锦州0.05丑0.0490库尔勒0.15W0.1223鞍山0.10W0.0891哈密0.10W0.0824沈阳0.10W0.0892安阳0.20W0.1625本溪0.05丑0.0493新乡0.20W0.1626营口0.15W0.1294三门峡0.15W0.1227丹东0.15W0.1295洛阳0.10W0.0828大连0.10W0.0896郑州0.15W0.1229四平0.05丑0.0497许昌0.10W0.0830长春0.10W0.0898开封0.10W0.0831吉林0.10W0.0899南阳0.10W0.0832通化<0.05丑100驻马店0.05丑0.0433齐齐哈尔0.05丑0.04101商丘0.05丑0.0434鹤岗0.05丑0.04102枣阳<0.0535绥化0.10W0.08103恩施0.05丑0.0436佳木斯0.05丑0.04104宜昌0.05丑0.0437哈尔滨0.05丑0.04105天门0.05丑0.0438牡丹江0.05丑0.04106武汉0.05丑0.0439德州0.05丑0.0107黄石0.05丑0.0

4440烟台0.10W0.08108岳阳0.10W0.0841威海0.10W0.08109吉首<0.05542济南0.05丑0.04110常德0.15W0.1243泰安0.05丑0.04111衡阳<0.05544潍坊0.15W0.12112郴州0.05丑0.0445青岛0.05丑0.04113长沙0.05丑0.0446兖州0.05丑0.04114韶关0.05丑0.0447莱阳0.05丑0.04115梅县0.05丑0.0448徐州0.10W0.08116广州0.10W0.0849淮阴0.10W0.08117汕头0.20W0.1650南京0.10W0.08118深圳0.10W0.0851南通0.05丑0.04119堪江0.10W0.0852常州0.10W0.08120桂林0.05丑0.0453杭州0.05丑0.04121柳州0.05丑0.0454舟山0.10W0.08122梧州0.05丑0.0455金华<0.055123南宁0.05丑0.0456衢州<0.055124北海0.05丑0.0457宁波0.05丑125海口0.30W0.2458温州0.05丑0.04126三亚0.05丑0.0459蚌埠0.10W0.08127绵阳0.05丑0.0460六安0.10W0.08128成都0.1W0.0861合肥0.10W0.08129内江0.05丑0.0462安庆0.10W0.08130涪陵0.05丑0.0463黄山<0.055131遵义<0.0564赣州<0.055132贵阳0.05丑0.0465九江0.05丑0.0133大理0.20W0.14666景德镇<0.055134昆明0.20W0.1667南昌0.05丑0.04135丽江0.30W0.2468樟树<0.055136玉溪0.20W0.16三.三水准设防和二阶段设计正确确定地震作用是幕墙设计中面临的重大问题，抗震设计时，结构所承受的地震作用是由地震地面运动引起的动态反应，当结构在地震时其内力与地震作用的强烈程度成正比，地震作用过程结束结构将恢复原状，其地震作用引起的内力和变形消失，这种情况表明在地震作用下结构仍处于弹性阶段。当结构在强烈地震作用下部分的或某个楼层进入弹塑性阶段时，由于屈服部位的受力不可能再增长，将引起地震作用和结构构件内力的重分布，结构的内力、变形不再和地震强烈程度成正比，这是结构处于弹塑性状态的基本特征。近几十年来，结构抗震设计方法的研究与进展，尤其是各国历次大震对人类造成严重灾害的经验教训，使得世界各国地震学者及工程抗震设计人员取得了较为一致的认识，概括的用形象语言描述，即遵循“小震不坏，大震不倒”的设计原则。就是一般情况下（不是所有情况），遭遇第一水准烈度（众震烈度）时，建筑处于正常使用状态，从结构抗震角度分析，可视为弹性体系，采用弹性反应谱进行分析。遭遇第二水准烈度（基本烈度）时，结构进入非弹性工作阶段，但非弹性变形或结构体系的损坏控制在可修复的范围。遭遇第三水准烈度（预估的罕遇地震）时，结构有较大的非弹性变形，但应控制在规定的范围内，以免倒塌。它已成为世界公认的结构抗震的设计准则，并在各国规范中有所体现。我国《建筑抗震设计规范》（GB50011）抗震设防的基本思想和原则，以“三个水准”为抗震设防目标：第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。第二水准：当遭受相当于本地区的抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏经一般修理或不需修理仍可继续使用。第三水准：当遭遇高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。设计基本地震加速度为“50年设计基准期超越概率10%地震加速度的设计取值”；一般情况，根据《中国地震动参数区划图》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”。三水准设防的各种参数见表9。 表9度水准项、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设计地震基本加速度（g）6度0.018(18cm/s2)0.05(50cm/s2)0.10(100cm/s2)7度0.035(35cm/s2)0.10(100cm/s2)0.22(220cm/s2)0.055(55cm/s2)0.15 (150cm/s2)*0.31(310cm/s2)8度0.07(70cm/s2)0.20(200cm/s2)0.40(400cm/s2)0.11(110cm/s2)0.30 (300cm/s2)**0.51(510cm/s2)9度0.14(140cm/s2)0.40(400cm/s2)0.62(620cm/s2)水平地震影响系数最大值amax6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=9.8m/s2=980cm/s2 1Gal=10-2m/s2=1cm/s22.amax=Pmax*aPmax取2.25 （8a）a=设计地震基本加速度（g）/1（g） （8b）3.带*者用于设计基本地震加速度为0.15g的地区；带**者用于设计基本地震加速度为0.30g的地区。按上述要求幕墙构件在抗震设计时达到下述要求：（1）在多遇烈度地震作用下，幕墙不能破坏应保持完好；（2）在基本烈度地震作用下，幕墙不应有严重破损，一般只以允许部份面板（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，幕墙虽严重破坏，但幕墙骨架不得脱落。《建筑抗震设计规范》GB50011规定：当采用等效侧力法时，非结构构件的水平地震作用标准值按下列公式计算： F=v*nM]M2*amax*Gk（9）式中：F一沿最不利方向施加于非结构构件重心处的水平地震作用标准值；v一非结构构件功能系数，取决于建筑设防类别和使用要求。分为三档1.4、1.0、0.6；n一非结构构件类别系数，取决于构件材料性能等因素，在0.6〜1.2的范围内取值（幕墙可取0.9）；C】一连接状态系数，又称动力放大系数，幕墙可取2.0；C2一位置系数，一般情况建筑物的顶点为2.0，底部为1.0沿高度线性分布；amax-地震影响系数最大值；gk一非结构构件重力。当采用楼面反应谱法时，非结构构件通常采用质点模型，其水平地震作用标准值按下列公式计算：f=v*n邛s*gk （10）式中：pS-非结构构件楼面反应谱值。《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133规定：qEK郅EamaxG0K/A ⑴）式中：pE取为5.0Pe=voC否^v取为1.4n取为0.9C1取为2.0C2取为2.0时：peTAXO*2.”2®.04".0非结构构件的地震作用，除自身质量产生的惯性力外，还有地震时支座间相对移位产生的附加作用，二者需同时组合计算。《建筑抗震设计规范》(GB50011)采用二阶段设计实现上述三个水准的设防目标，第一阶段是承载力验算，取第一水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应，采用《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068)规定的分项系数表达式，进行结构构件的截面承载能力的验算，这样，既满足了在第一水准下具有必要的承载能力可靠度，又满足第二水准的损坏可修的目标。对大多数的结构，可只进行第一阶段设计，而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求。第二阶段是弹塑性变形验算，对特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构，除进行第一阶段设计外，还要取第三水准的地震动参数进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算，并采取相应的抗震构造措施，实现第三水准的设防要求。对于第二水准，《建筑抗震设计规范》一般不要求进行验算，仅作为控制破坏程度加以叙述。

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+10522209314418627验算夹层玻璃6+3.38+63071231852463698+3.38+841016424632849210+0.76+10512205308410615花岗石板TW25mm70028042056084025mmVTW30mm8403365046721008地震作用标准值参考表表10N/mm2表10N/mm2规范第4.3.7条规定：TOC\o"1-5"\h\z(2Ci-3)•[1+h/b•(C2-3/2)/(Ci-3/2)]^[Au] (12)[△u]=h•Y (13)q={0u]/[1+h/b*(C2-3/2)/(C「3/2)]+3}/2N[C1] (14)[C1]按JGJ102规范第6.2.5条规定，当采用单层玻璃时：q、C2均应大于或等于5mm。.当采用中空玻璃时：[C1](侧边)大于或等于5mm；C2(上边)大于或等于5mm；C2(下边)大于或等于7mm.。隐框玻璃幕墙由胶缝厚度和付框与主体结构间连接来调节平面内变形性能。例15. 计算设计基本地震加速度为0.20g（8度区）10mm厚单层玻璃地震作用标准值。解：qEK=5X0.16X（25600X0.01）=205N/m2例16. 计算设计基本地震加速度为0.10g（7度区）中空玻璃幕墙立柱承受的地震作用标准值。解:q=5X0.08X500=200N/m2EK例17. 计算设计基本地震加速度为0.20g（8度区）T=30mm花岗石板地震作用标准值。解：qEK=5X0.16X（28000X0.03）=672N/m2第四节自重和活荷载自重是沿幕墙或采光顶实际面积分布的垂直于地面的水平荷载，《建筑结构荷载规范》（GB50009）附录一，对有关材料自重标准值的规定如下：钢78.5kN/m3铝合金28kN/m3普通玻璃25.6kN/m3钢丝玻璃26kN/m3花岗石28kN/m3对于幕墙与采光顶构件自重标准值设计未作规定时，可按下列数值采用：嵌入物为中空（夹层）玻璃的幕墙（采光顶） 500N/m2；嵌入物为单层玻璃的幕墙（采光顶） 400N/m2；嵌入物为花岗石的幕墙 1100N/m2活荷载是指采光顶水平投影面上的活荷载，并假定为垂直于地面的均匀分布值，可取500N/m2。屋面均布活荷载不应与雪荷载同时考虑。屋面活荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取为0.7、0.5和0。第五节温度变化当幕墙（采光顶）构件受到温度变化影响时，它的长度将发生变化，这种变化可按下式计算：△L=L•a•△T （15）式中：△L一材料长度变化值；L一材料设计长度；a一材料线胀系数；△T—温度变化值。当缺乏必要资料时取80。△T=temax-tem1n+P e （16）式中：temax—历年室外最高温度；temin—历年室外最低温度；p1I/ae—太阳辐射热当量温度p1—吸收系数，铝型材：银白色0.75；古铜色0.85；玻璃：白片玻璃0.16；吸热玻璃0.64；热反射玻璃0.36；I—太阳辐射热（W/m2）（见表16）；ae—外表面换热系数，取19W/m2•K。由于幕墙构件规格较大，材料线胀系数较高，使得幕墙构件的长度变化十分明显，△L与乙T的变化成线性关系，当幕墙（采光顶）构件的伸长（缩短）受到阻碍时，将产生很大的应力：aT=a•E•△T （17）例18.铝型材a=23.5X10-6E=7.0X106N/cm2 当乙T=800C时，求温差应力。解：aT=23.5X10-6X7.0X106X80=13160N/cm2=131.6MPa 已超过铝型材设计度85.5MPa所以在设计幕墙构件时，要做到在温度变化构件伸长时不挤压，使它不产生应力，即它的(缩短)活动不受阻碍。JGJ102对玻璃边缘到槽底留缝宽度规定按下式计算：E[a•△T-(2c-de)/b]W0 (18)C=(a•△T+dc)/2N[C] (19)式中：[C]一最小留缝宽度见JGJ102表6.2.5-1〜6.2.5-2;b—玻璃的长度；c—玻璃边缘到镶嵌槽底的间隙；dc—施工误差(实际缝隙与设计缝隙允许误差即施工误差，一般取3mm)o幕墙主要材料的线胀系数为已知(钢材：12*10-6，铝型材：23.5*10-6,玻璃:10*10-6)，但确定幕墙构件的温度变化波动范围却比较困难，现有的气象资料是气象资料是气象台站百叶箱内气温，和幕墙构件的温度有一定差异。对幕墙(采光顶)构件温度变化的下限，可将下列因素综合考虑，幕墙室外温度肯定比气象台站百页箱内温度低，但只有不接触或很少接触室内热环境的构件才能达到上述低限温度值，这样幕墙构件的最低波动温度和气象台站测得的温度就相近，于是可采用上述百页箱内温度记录的温度作为幕墙温度波动的下限值；温度波动范围的上限值，不仅限于室外最高温度，还需计入太阳辐射热的当量温度。对幕墙年温度变化值可取△T=80Co

主要城市日照、温度气象参数见表11。全国34个城市日照、温度气象参数 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(2491)949(3416)40.6-27.4天津石家庄405638(2297)919(3308)39.7-22.9404692(2491)949(3416)42.7-26.54.太原404692(2491)949(3416)39.4-25.55.二连452821(2956)996(3586)39.9-42.46.呼和浩特403766(2758)986(3450)37.3-32.87.沈阳405638(2297)919(3308)38.3-30.68.长春455688(2477)909(3272)38.0-36.59.哈尔滨454688(2477)909(3272)36.4-38.110上海305640(2304)962(3463)38.9-10.111.南京305640(2304)962(3463)40.7-1412.杭州305640(2304)962(3463)39.9-9.613.合肥305640(2304)962(3463)41.0-2014.福州254669(2408)1014(3650)39.8-1.215.南昌304690(2484)1000(3600)40.6-9.316.济南355638(2297)950(3420)42.5-19.717.郑州355638(2297)950(3420)43.5-17.918.武汉304690(2484)1000(3600)39.4-18.119.长沙304690(2484)1000(3600)40.6-11.320.广州255640(2304)950(3420)38.70C21.南宁255640(2304)950(3420)40.4-2.122.成都306585(2106)919(3308)37.3-5.923.贵阳254669(2408)1014(3650)37.3-7.824.昆明254669(2408)1014(3650)31.5-5.425.拉萨301879(3164)1119(4028)33.4-19.326.西安355638(2297)950(3420)41.7-20.627.兰州353766(2758)1021(3676)39.1-21.728.西宁353766(2758)1021(3676)33.5-26.629.银川404692(2491)949(3416)39.3-30.630乌鲁木齐453763(2747)849(3056)40.5-41.531.汕头254669(2408)1014(3650)37.9+0.432.海口204665(2394)1023(4428)38.9+2.833.桂林255640(2304)950(3420)39.4-4.934.重庆305640(2304)962(3463)42.2-1.8注：日照为最大小时日照。例19.求北京市一根3.2m长银白色幕墙型材最大伸缩量。解：△L=3200X23.5X10-6X80=6.0mm例20.求上海市一块1.8mX1.2m热反射幕墙玻璃最大伸缩量。解：△L=1800X10X10-6X80=11.44mm第六节连接计算建筑幕墙是悬挂在主体结构上的围护构件，它与主体结构连接位置与连接方式应考虑下述要求：对重力荷载、风荷载，地震作用和温度作用有足够的强度；在弹性地震作用和风荷载作用下建筑幕墙不产生有害变形。建筑幕墙在受到弹性地震作用和风荷载作用后会产生位移和变形，只能是弹性范围内变形，应无残余变形；建筑幕墙与主体结构产生相对位移时，不应影响幕墙的水密性能和气密性能；建筑幕墙和室内装饰材料连接部位不发生问题；外观仍保持整齐。在承受弹塑性地震作用后不应脱落。结构与地基或其他结构之间的连接，用以避免结构的一切或某几类移动的可能性称为支座。”支座分为铰支座和滚轴（滑动）支座。铰支座（JGJ102图5.1C）结构可以绕A点进行转动，但A点的水平移动和竖向移动则被限制。结构受荷载作用时，A点有水平反力X.和竖向反力Y.，略去摩擦力作用，反力X.和Y.都通过铰A的中心，即u=0，V=0，ZN0。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（JGJ102说明图5-1a、b）既容许结构绕A转动，又容许结构沿支承面滑动，但A点垂直于支承面的位移则被限制，结构受荷载时A点有竖向反力YA（即竖向滑动支座u=0V#0Z#0，水平滑动支座u#0，V=0，ZN0）。幕墙主柱与主体结构连接时，一般采用一端用连接件固定在主体结构上，另一端套在内套管（芯管）上，这种结构一端为铰支座，一端为滚轴（滑动）支座。使用支座的目的在于有效地支承结构，并将作用于结构上的任何作用（荷载）传达于地或其他结构上，欲达此目的，首先要求这些支座必须能保证结构位置不变。支座机动分析的目的在于鉴别这些支座是否具有保证结构位置不变的能力。从静定的观点来看，因为我们只有三个静力平衡条件（£X=0，ZY=0，ZM=0），因此欲使支座的反力为静定，则反力未知数（或支座链杆）的数目必为三个，如多于三个即为反力超静定。从稳定的观点来看，欲使支座为稳定，则支座链杆的数目必定为三个，一个自身稳定的结构若支承于一根或二根链杆上，则结构的位置为不稳定。因此如果结构本身是稳定的，那么要使支座成为稳定的，则链杆的数目必为三，少于三时为不稳定，多于三时为超静定，这是支座稳定的第一个条件。如果结构是稳定的，那么要使支座成为稳定，三根链杆的排列必须既不平行也不相交于一点，这是支座稳定的第二个条件，必须符合上述两个条件之后，支座才是稳定的。<<玻璃幕墙工程技术规范>>JGJ102第6.2.8条规定玻璃幕墙与建筑主体结构连接的固定支座应具备调正范围，其调正尺寸ax，ay，az不应小于40MM。第条规定幕墙立柱安装就位后应及时紧固。第条规定现场焊接或高强度螺栓紧固的构件固定后，应及时进行防锈处理。通过这些措施来使支座达到保证玻璃幕墙位置不变，即X、Z方向不能活动，如果活动了结构就不稳定了，因此不管是上埋式预埋件或侧埋式预埋件上的连接件、也不管单元式幕墙采用的连接方式是插式或扣式、搁式、顿式、卡式还是悬挑式或背栓式，均要达到X、Z方向不能活动，以保证立柱支座X.Z方向位置不变，从而达到立柱连接稳定。立柱与主体结构的连接件使立柱固定的方法可采用垫板与连接件焊接，垫板与连接件齿面啮合，垫板与连接件齿边咬合，也可采用摩擦型高强度螺栓连接（当连接件夹住空心立柱的情况不能采用，当立柱用开长孔方法调正时也无法达到立柱支座位置不变）。JGJ133第5.1.2条指出:“幕墙构架立柱的连接金属角码与其它连接件应采取螺栓连接，螺栓垫板应有防滑措施”。中国建筑科学院1999年2月3号建院科便字［1999］第3号函指出：“《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96第5.1.2条‘ ，并应采用弹性活动连接。’这种提法不够准确。”双金属腐蚀（接触腐蚀）。《金属腐蚀及防护术语和定义》GB10123-88第4.6条双金属腐蚀bimetalliccorrosion定义为："由于不同的金属或其它电子导体作为电极而形成的电偶腐蚀”。不推荐使用“接触腐蚀”术语。建筑设计资料集指出：当两种电位不同的金属相互接触而同时又暴露在电解质液中会产生腐蚀，这种腐蚀即为接触腐蚀，又称电偶腐蚀。铝的标准电位为负数（-1.67V），和正电性金属及其合金（如碳钢、不锈钢）接触时，在浸蚀性介质（在水溶液中或在溶融状态下能导电的化合物称为电解质，能够依靠溶液中离子定向运动来传导电流）作用下产生接触腐蚀（电偶腐蚀）。日本建筑学会建筑工程规范JASS14幕墙工程条指出：“何谓接触腐蚀?在电解溶液中腐蚀电位不同的2种金属（电位差高的设为贵，低的设为卑）局部接触时，卑金属腐蚀的现象叫做接触腐蚀。”腐蚀电位的程度反映了如下情况：⑴两种金属腐蚀电位差越大腐蚀得越厉害。⑵如果接触部分电阻大到腐蚀电流难于流动，腐蚀程度就小。⑶溶液导电越高腐蚀就越厉害。⑷贵金属/卑金属的面积比与腐蚀电流成正比，即相对贵金属面积卑金属面积越小腐蚀越厉害。防止接触腐蚀首先不希望异种金属接触，当不能避免异种金属接触时，要采取如下对策：⑴选择使用材料A.在腐蚀电位序列中，尽量选择接近的金属组合B.不能减少卑（铝合金）材料的形状尺寸。⑵不同金属间绝缘A.采用尼龙垫等使不同种金属间绝缘，如果不能完全绝缘，要在各接触面及其周围涂防锈漆（铭酸盐颜料）使回路电阻增加B.用瓷漆或溶漆涂在接触部位。⑶与水份隔绝。⑷