四、幕墻與
門窗的非
抗震設計（詞條“抗震設計”由行業(yè)大百科提供）——抗
風荷載的結(jié)構(gòu)
可靠度設計
1．自重
荷載與
溫度作用的分析
重力荷載與風荷載的共同作用使幕墻與
門窗的橫向
框架成為雙彎
構(gòu)件，豎向框架成為拉彎構(gòu)件。橫框構(gòu)件的自重
彎曲變形容許
撓度應不超過3mm，以確保體系的抗風能力。而計算豎向框架的
風壓彎曲撓度時可不考慮軸向重力的影響。但在考慮橫、豎框架構(gòu)件
截面的抗彎曲正
應力（詞條“應力”由行業(yè)大百科提供）時，則應計算自重和風壓的疊加效應。
對于溫度變化使框架構(gòu)件和玻璃的長度尺寸發(fā)生，在構(gòu)造上可以有效的解決，如幕墻豎框的接頭
伸縮縫，門窗的框、扇連接裝配間隙，玻璃明框鑲嵌間隙或
結(jié)構(gòu)膠彈性接縫等。因此，本文以下討論幕墻與門窗的抗風設計時，不考慮構(gòu)件及玻璃
熱應力等溫度作用的影響。
2．
承載能力極限狀態(tài)設計
1)幕墻與門窗承載能力極限狀態(tài)：在
設計基準期內(nèi)出現(xiàn)的最大風荷載勻重力
荷載組合)作用下，構(gòu)件（如玻璃）或連接（如結(jié)構(gòu)膠縫）因超過材料
強度而破壞，或因（支承框架）過度
變形而不適于繼續(xù)承載，則是認為超過了承載能力極限狀態(tài)。
2)
荷載效應組合：無
地震作用的
基本組合即風荷載控制的基本組合，由本文式(1)不考慮溫度作用得下式：
式中，風荷載
作用效應Swk：計算采用圍擴結(jié)構(gòu)風荷載
標準值Wk按《
建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》計算。
3)結(jié)構(gòu)體系的設計風荷載：即圍擴結(jié)構(gòu)風荷載標準值乘以
分項系數(shù)為1.0的風
荷載設計值，它是幕墻、門窗在其設計使用期間內(nèi)可能出現(xiàn)的最大風荷載，即50a一遇的最大陣風風壓。《建筑外窗抗風壓性能分級及檢測方法》GB／
T7106-2002規(guī)定：外窗抗風壓性能分級指標檢測壓力差P3≥Wk：《
建筑幕墻物理性能分級》GB/T 15225-94規(guī)定：幕墻抗風壓性能分級值與安全檢測壓力差P3對應，在此風荷載標準值作用下，幕墻主要受力構(gòu)件的相對撓度值不大于L/180，絕對撓度值不大于20mm。
4)結(jié)構(gòu)體系的
抗力(
剛度（詞條“剛度”由行業(yè)大百科提供）)極限狀態(tài)標志及限位：以主要受力構(gòu)件（橫框或豎框）的中央最大位移量U3max為明確的標志，其限位為構(gòu)件彎曲允許撓度值[U3]當U3max<=[U3]時，不會發(fā)生玻璃破碎、
密封失效、制動配件失靈、開關(guān)功能受損及明顯的永久變形等不可恢復的破壞現(xiàn)象。
國際上成熟的經(jīng)驗證明，四邊支承玻璃的框架構(gòu)件變形撓度在星1/150--1/180，則玻璃的破碎率在l/1000以內(nèi)，相對于風荷載標準值的安全系數(shù)為2.5。
JIS A 4706-1996《
金屬窗》規(guī)定窗的抗風壓性能要求：
推拉窗和
平開窗立面中間的窗扇邊梃構(gòu)件風壓變形相對撓度為不大于星1／100。我國《
鋁合金門》、《
鋁合金窗（詞條“鋁合金窗”由行業(yè)大百科提供）》標準規(guī)定：在抗風壓性能分級值P3作用下，門窗主要受力構(gòu)件相對撓度值，鑲嵌單層玻璃時不大于L/120：鑲嵌
中空玻璃時不大干L/180。《
建筑幕墻》(JG 3035—1996)標準規(guī)定：在抗風壓性能分級值P3的風荷載標準值作用下，幕墻主要受力構(gòu)件的相對撓度值不應大于L/180，其絕對撓度值在20mm以內(nèi)。
6)框架構(gòu)件承載能力設計
（1）構(gòu)件跨中截面彎曲正應力：已由結(jié)構(gòu)體系要求的
抗彎剛度控制，不必再進行計算。日本JASS 14—96《幕墻工程標準技術(shù)規(guī)范及說明》指出：主要構(gòu)件支點間距小于4m時，其彎曲變形撓度小于1/150，絕對撓度小于20mm（支點間距超過4m時，撓度為l/200左右），則發(fā)生在構(gòu)件上的應力就在允許應力以內(nèi)，而且在玻璃和其它部分不會發(fā)生破損、殘余變形和有害變形，無需修補，仍可繼續(xù)使用。美國
鋁合金建筑制品協(xié)會《
鋁幕墻設計指導手冊》旨出：在鋁幕墻的
結(jié)構(gòu)設計中，剛度要求比對強度的要求更為重要，更為嚴格，框件和嵌板的設計，主要控制因素是剛度而不是強度。實際上，與最常用的
鋁合金型材6063-T5
抗拉強度160MPa相比，6063A-T5和606l—T6的抗拉強度分別為200MPa和265MPa，分別比6063-T5高25％和65．6％，但這三種鋁
合金的
彈性模量都是一樣的
（2）構(gòu)件連接設計計算：橫框與豎框連接、豎框域橫框與建筑
主體結(jié)構(gòu)連接，門窗框與扇鎖固連接等各連接
節(jié)點是構(gòu)件
簡支梁（或其它形式的梁）的
支座，必須有足夠的抗力（抗拉、壓、抗剪、抗
擠壓）以支承
玻璃面板受荷載，保證整個結(jié)構(gòu)體系的可靠度。因此構(gòu)件連接承載能力計算可采用風荷載分項系數(shù)1.4乘以標準值Wk作為設計風荷載。該設計分項系數(shù)表達式如下：
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