资源描述
中国行业标中国行业标准
玻璃幕墙工程技术规范
JGJ102—96
中国行业标准
玻璃幕墙工程技术规范
JGJ102—96
主编单位:中国建筑科学研究院
同意部门:中国建设部
施行日期:1996年12月30日
相关公布行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》通知建标[1996]447号
各省、自治区、直辖市建委(建设厅),计划单列市建委,国务院相关部门:
依据建设部建标,[1991]第413号文要求,由中国建筑科学研究院主编《玻璃幕墙工程技术规范》,业经审查,现同意为强制性行业标准,编号JGJ102—96,自196年12月30日起施行。
本规范由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理并负责具体解释。
本规范由建设部标准定额研究所组织出版。
中国建设部
1996年7月30日
目次
1总则
2术语、符号
2.1术语
2.2符号
3玻璃幕墙材料
3.1通常要求
3.2铝合金材料及钢材
3.3玻璃
3.4建筑密封材料
3.5结构硅酮密封胶
3.6低发泡间隔双面胶带
3.7其它材料
4玻璃幕墙建筑设计
4.1通常要求
4.2玻璃幕墙性能要求
4.3玻璃幕墙建筑结构要求
4.4玻璃幕墙设计安全要求
5玻璃幕墙结构设计
5.1通常要求
5.2荷载和作用
5.3玻璃幕墙材料力学性能
5.4玻璃幕墙玻璃设计
5.5横梁和立柱设计标准
5.6结构硅酮密封胶强度验算
5.7玻璃幕墙和主体结构连接
6玻璃幕墙构件制作技术要求
6.1通常要求
6.2玻璃幕墙构件加工精度
6.3非金属材料加工组装
6.4玻璃幕墙构件检验
7玻璃幕墙安装施工
7.1通常要求
7.2安装施工准备
7.3玻璃幕墙安装施工
7.4玻璃幕墙保护和清洗
7.5玻璃幕墙安装施工安全方法
8玻璃幕墙工程验收及维修
8.1玻璃幕墙工程验收
8.2玻璃幕墙保养和维修
附录A浮法玻璃全玻幕墙玻璃肋截面高度
附录B本规范用词说明
附加说明
附:条文说明
1总则
1.0.1为了使玻璃幕墙工程做到安全可靠、实用美观和经济合理,制订本规范。
1.0.2本规范适适用于非抗震设计或6~8度抗震设计建筑高度小于150m民用建筑玻璃幕墙工程设计、制作和安装施工及验收。
1.0.3玻璃幕墙设计、制作和安装施工应进行全过程质量控制;隐框玻璃幕墙制作厂家应制订内部质量控制标准。
1.0.4玻璃幕墙材料、设计、制作和安装施工及验收,除应符合本规范要求外,尚应符合国家现行相关标准、规范要求。
2术语、符号
2.1术语
2.1.1玻璃幕墙
由金属构件和玻璃板组成建筑外围护结构。
2.1.2明框玻璃幕墙
金属框架构件显露在外表面玻璃幕墙。
2.1.3半隐框玻璃幕墙
金属框架竖向或横向构件显露在外表面玻璃幕墙。
2.1.4隐框玻璃幕墙
金属框架构件全部不显露在外表面玻璃幕墙。
2.1.5全玻幕墙
由玻璃板和玻璃肋制作玻璃幕墙。
2.1.6斜玻璃幕墙
和水平面成大于75度、小于90度角玻璃幕墙。
2.1.7结构胶
半隐框和隐框玻璃幕墙中玻璃板和铝合金构件、玻璃板和玻璃板之间结构受力粘结用高模数中性硅酮密封材料。
2.1.8耐候胶
半隐框和隐框玻璃幕墙嵌缝用低模数中性硅酮密封材料。
2.1.9双面胶带
控制结构胶设计位置和厚度用二面涂胶聚胺基甲酸乙酯和聚乙烯低泡材料。
2.1.10接触腐蚀
两种不一样金属接触时发生腐蚀。
2.1.11相容性
结构胶和接触材料(包含铝合金、玻璃、双面胶带及耐候胶等)接触时,不发生影响粘结性化学改变性能。
2.2符号
2.2.1 σ——截面最大应力设计值。
2.2.2 f——材料强度设计值。
2.2.3 w——风荷载设计值。
2.2.4 wk——风荷载标准值。
2.2.5 w0——基础风压。
2.2.6 βz——阵风系数。
2.2.7 μz——风压高度改变系数。
2.2.8 μs——风荷载体型系数。
2.2.9 ΔT——年温度改变值。
2.2.10 fg——玻璃强度设计值。
2.2.11 fa——铝合金属强度设计值。
2.2.12 fs——钢材强度设计值。
2.2.13 α——材料线膨胀系数。
2.2.14 E——材料弹性模量。
2.2.15 a——玻璃短边边长。
2.2.16 b——玻璃长边边长。
2.2.17 t——玻璃厚度。
2.2.18 φ——弯矩系数。
2.2.19 σt1——由年温度改变产生玻璃挤压应力。
2.2.20 σt2——玻璃边缘最大温度差应力。
2.2.21 c——玻璃边缘至边框之间距离。
2.2.22 μ1——阴影系数。
2.2.23 μ2——窗帘系数。
2.2.24 μ3——玻璃面积系数。
2.2.25 μ4——边缘温度系数。
2.2.26 Tc——玻璃中央部分温度。
2.2.27 Ts——玻璃边缘部分温度。
2.2.28 Cs——结构硅酮密封胶粘结厚度。
2.2.29 ts——结构硅酮密封胶粘厚度。
2.2.30 qGK——玻璃单位重量标准值。
2.2.31 M——立柱弯矩设计值;预埋件弯矩设计值。
2.2.32 Mx——绕x轴弯矩设计值。
2.2.33 My——绕y轴弯矩设计值。
2.2.34 Wx——对x轴净截面弹性抵御矩。
2.2.35 Wy——对y轴净截面弹性抵御矩。
2.2.36 γ——截面塑性发展系数。
2.2.37 N——立柱轴力设计值;预埋件轴力设计值。
2.2.38 A0——立柱净截面面积。
2.2.39 fc——混凝土轴心受压强度设计值。
2.2.40 V——预埋件剪力设计值。
2.2.41 W——净截面弹性抵御矩。
2.2.42 l——跨度。
3玻璃幕墙材料
3.1通常要求
3.1.1玻璃幕墙材料应符合国家现行产品标准要求,并应有出厂合格证。
3.1.2玻璃幕墙材料应选择耐气候性材料。金属材料和零附件除不锈钢外,钢材应进行表面热浸镀锌处理,铝合金应进行表面阳极氧化处理。
3.1.3玻璃幕墙材料应采取不燃烧性材料或难燃烧性材料。
3.1.4结构硅酮密封胶应有和接触材料相容性试验汇报,并应有保险年限质量证书。
3.2铝合金材料及钢材
3.2.1玻璃幕墙采取铝合金型材应符合现行国家标准《铝合金建筑型材》GB/T5237中要求高精级和《铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜总规范》GB8013要求。
3.2.2玻璃幕墙采取铝合金阳极氧化膜厚度不应低于现行国家标准《铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜总规范》GB8013中要求AA15级。
3.2.3和玻璃幕墙配套用铝合金门窗应符合下列现行国家标准要求:
《平开铝合金门》GB8478
《平开铝合金窗》GB8479
《推拉铝合金门》GB8480
《推拉铝合金窗》GB8481
《铝合金地弹簧门》GB8482
3.2.4玻璃幕墙采取标准五金件应符合下列现行国家标准要求:
《地弹簧》GB9296
《平开铝合金窗执手》GB9298
《铝合金窗不锈钢滑撑》GB9300
《铝合金门插销》GB9297
《铝合金窗撑挡》GB9299
《铝合金门窗拉手》GB9301
《铝合金窗锁》GB9302
《铝合金门锁》GB9303
《闭门器》GB9305
《推拉铝合金门窗用滑轮》GB9304
3.2.5玻璃幕墙采取非标准五金件应符合设计要求,并应有出厂合格证。
3.2.6玻璃幕墙采取钢材应符合下列现行国家标准要求:
《碳素结构钢》GB700
《优质碳素结构钢技术条件》GB699
《合金结构钢技术条件》GB3077
《低合金高强度结构钢》GB1597
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB912
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB3274
3.2.7玻璃幕墙采取不锈钢材应符合下列现行国家标准要求:
《不锈钢棒》GB1220
《不锈钢冷加工钢棒》GB4226
《不锈钢冷轧钢板》GB3280
《不锈钢热轧钢板》GB4237
《冷顶锻不锈钢丝》GB4332
3.3玻璃
3.3.1玻璃幕墙采取玻璃外观质量和性能应符合下列国家现行标准要求:
《钢化玻璃》GB9963
《夹层玻璃》GB9962
《中空玻璃》GB11944
《浮法玻璃》GB11614
《吸热玻璃》JC/T536
《夹丝玻璃》JC433
3.3.2当玻璃幕墙采取热反射镀膜玻璃时,应采取真空磁控阴极溅射镀膜玻璃或在线热喷涂镀膜玻璃。用于热反射镀膜玻璃浮法玻璃外观质量和技术指标,应符合现行国家标准《浮法玻璃》GB11614中优等品或一等品要求。
3.3.3热反射镀膜玻璃外观质量应符合下列要求:
3.3.3.1热反射镀膜玻璃尺寸许可偏差应符合表3.3.3/1要求。
热反射镀膜玻璃尺寸许可偏差(mm)表3.3.3/1
3.3.3.2热反射镀膜玻璃光学性能应符合设计要求。
3.3.3.3热反射镀膜玻璃外观质量应符合表3.3.3/2要求。
热反射镀膜玻璃外观质量表3.3.3/2
注:表中针眼(孔洞)是指直径在100mm面积内超出20个针眼为集中。
3.3.4玻璃幕墙采取中空玻璃时,除应符合现行国家标准《中空玻璃》GB11944相关要求外,尚应符合下列要求:
3.3.4.1玻璃幕墙中空玻璃应采取双道密封。明框幕墙中空玻璃密封胶应采取聚硫密封胶和丁基密封腻子;半隐框和隐框幕墙中空玻璃密封胶应采取结构硅酮密封胶和丁基密封腻子。
3.3.4.2玻璃幕墙中空玻璃干燥剂宜采取专用设备装填。
3.3.5玻璃幕墙采取夹层玻璃时,应采取聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片干法加工合成夹层玻璃。
3.3.6玻璃幕墙采取夹丝玻璃时,裁割后玻璃边缘应立即进行修理和防腐处理。当加工成中空玻璃时,夹丝玻璃应朝室内一侧。
3.3.7全部幕墙玻璃应进行边缘处理。
3.4建筑密封材料
3.4.1玻璃幕墙采取橡胶制品宜采取三元乙丙橡胶、氯丁橡胶;密封胶条应挤出成形,橡胶块宜压模成形。
3.4.2密封胶条应符合下列国家现行标准要求:
《建筑胶密封垫预成型实芯硫化结构密封垫用材料》GB10711
《硫化橡胶密度测定方法》GB533
《橡胶邵尔A型硬度试验方法》GB531
《合成橡胶命名和牌号》GB5577
《硫化橡胶撕裂强度试验方法》GB529~GB530
《中空玻璃用弹性密封剂》JC486
《建筑窗用弹性密封剂》JC485
《工业用橡胶板》GB5574
3.4.3玻璃幕墙采取聚硫密封胶应含有耐水、耐溶剂和耐大气老化性,并应有低温弹性、低透气率等特点。其性能应符合现行业行标准《中空玻璃用弹性密封剂》JC486要求。
3.4.4玻璃幕墙采取氯丁密封胶性能应符合表3.4.4要求。
氯丁密封胶性能表3.4.4
3.4.5耐候硅酮密封胶应采取中性胶,其性能应符合表3.4.5要求,并不得使用过期耐候硅酮密封胶。
耐候硅酮密封胶性能表3.4.5
3.5结构硅酮密封胶
3.5.1结构硅酮密封胶应采取高模数中性胶;结构硅酮密封胶分单组份和双组份,其性能应符合表3.5.1要求。
结构硅酮密封胶性能表3.5.1
续表
3.5.2结构硅酮密封胶应在使用期内使用,过期结构硅酮密封胶不得使用。
3.6低发泡间隔双面胶带
3.6.1依据玻璃幕墙风荷载、高度和玻璃大小,可选择低发泡间隔双面胶带。
3.6.2当玻璃幕墙风荷载大于1.8kN/m2时,宜选择中等硬度聚胺基甲酸乙酯低发泡间隔双面胶带,其性能应符合表3.6.2要求。
聚胺基甲酸乙酯低发泡间隔双面胶带性能表3.6.2
3.6.3当玻璃幕墙风荷载小于或等于1.8kN/m2时,宜选择聚乙烯低发泡间隔双面胶带,其性能应符合表3.6.3要求。
聚乙烯低发泡间隔双面胶带性能表3.6.3
3.7其它材料
3.7.1玻璃幕墙可采取聚乙烯发泡材料作填充材料,其密度不应大于0.037g/cm2。
3.7.2聚乙烯发泡填充材料性能应符合表3.7.2要求。
聚乙烯发泡填充材料性能表3.7.2
3.7.3玻璃幕墙宜采取岩棉、矿棉、玻璃棉、防火板等不燃烧性或难燃烧性材料作隔热保温材料,同时应采取铝箔或塑料薄膜包装复合材料,作为防水和防潮材料。
3.7.4在主体结构和玻璃幕墙构件之间,应加设耐热硬质有机材料垫片。
3.7.5玻璃幕墙立柱和横梁之间连接处,宜加设橡胶片,并应安装严密。
4玻璃幕墙建筑设计
4.1通常要求
4.1.1玻璃幕墙建筑设计应依据建筑物使用功效、美观要求,经综合技术经济比较选择玻璃幕墙立面型式、结构形式和材料。
4.1.2玻璃幕墙立面线条、构图、色调和虚实组成应和建筑整体及环境相协调。
4.1.3玻璃幕墙立面分格尺寸应和玻璃板成品尺寸相匹配。立面分格横梁标高宜和周围楼面标高一致,其立柱位置宜和房间划分相协调。
4.1.4玻璃幕墙开启部分面积不宜大于幕墙墙面面积15%;开启部分宜采取上悬式结构。
4.1.5玻璃幕墙设计应能满足维护和清洗要求。玻璃幕墙高度超出40m时,应设置清洗机,并应便于操作。
4.2玻璃幕墙性能要求
4.2.1玻璃幕墙性能通常包含下列项目:
4.2.1.1风压变形性能;
4.2.1.2雨水渗漏性能;
4.2.1.3空气渗透性能;
4.2.1.4平面内变形性能;
4.2.1.5保温性能;
4.2.1.6隔声性能;
4.2.1.7耐撞击性能。
4.2.2玻璃幕墙性能,应依据建筑物所在地地理、气候、建筑物高度、体型及环境条件进行设计。
4.2.3玻璃幕墙风压变形、雨水渗漏、空气渗透、平面内变形、保温、隔声及耐撞击等性能分级应符合国家现行产品标准要求。
4.2.4玻璃幕墙在风荷载标准值作用下,其立柱和横梁相对挠度不应大于l/180(l为立柱和横梁两支点间跨度),绝对挠度不应大于20mm。
4.2.5玻璃幕墙在风荷载标准值除以2.25风荷载作用下不应发生雨水渗漏。在任何情况下,玻璃幕墙开启部分雨水渗漏压力应大于250Pa。
4.2.6有空调和采暖要求时,玻璃幕墙空气渗透性能应在10Pa内外压力差下,其固定部分空气渗透量不应大于0.10m3/m•h,开启部分空气渗透量不应大于2.5m3/m•h。
4.2.7有保温性能要求玻璃幕墙宜采取中空玻璃。
4.2.8玻璃幕墙平面内变形性能应符合下列要求:
4.2.8.1平面内变形性能以建筑物层间相对位移值表示。在设计许可相对位移范围内,玻璃幕墙不应损坏;
4.2.8.2平面内变形性能应按不一样结构类型弹性计算位移控制值3倍进行设计。
4.3玻璃幕墙建筑结构要求
4.3.1玻璃幕墙防雨水渗漏性能设计可采取下列方法:
4.3.1.1玻璃幕墙立柱和横梁截面形式宜按等压原理设计;
4.3.1.2在易发生渗漏部位应设置流向室外泄水孔;
4.3.1.3玻璃幕墙应采取耐候硅酮密封胶进行嵌缝;
4.3.1.4开启部分密封材料宜采取氯丁橡胶或硅橡胶制品。
4.3.2玻璃幕墙在易产生冷凝水部位,应设置冷凝水排出管道。
4.3.3玻璃幕墙不一样金属材料接触处,应设置绝缘垫片或采取其它防腐蚀方法。
4.3.4玻璃幕墙立柱和横梁接触处,应设置柔性垫片。
4.3.5玻璃幕墙保温隔热材料,应采取隔气层等方法和室内空间隔开。
4.3.6隐框玻璃幕墙玻璃拼缝宽度不宜小于15mm;作为清洗机轨道玻璃竖缝宽度不宜小于40mm。
4.3.7明框玻璃幕墙边缘至边框槽底间隙应满足下式要求:
(4.3.7)
式中[Δu]——由层间变位引发分格框变形值(mm);
b——分格框宽度(mm);
h——分格框高度(mm);
c1——玻璃和边框左、右平均间隙(mm);
c2——玻璃和边框上、下平均间隙(mm)。
注:[Δu]应依据主体结构按弹性方法计算位移值3倍确定,并应附加3mm
施工误差。
4.4玻璃幕墙设计安全要求
4.4.1明框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙和隐框玻璃幕墙,宜采取半钢化玻璃、钢化玻璃或夹层玻璃。
4.4.2玻璃幕墙下部宜设置绿化带,入口处宜设置遮阳棚或雨罩。
4.4.3当楼面外缘无实体窗下墙时,应设置防撞栏杆。
4.4.4玻璃幕墙防火设计应符合现行国家标准《建筑防火设计规范》GBJ16要求;高层建筑玻璃幕墙防火设计尚应符合现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》GB50045相关要求。
4.4.5玻璃幕墙窗间墙及窗槛墙填充材料,应采取不燃烧材料;当外墙面采取耐火极限不低于1小时不燃烧体时,其墙内填充材料可采取难燃烧材料。
4.4.6玻璃幕墙和每层楼板、隔墙处缝隙应采取不燃烧材料填充。
4.4.7玻璃幕墙防雷设计应符合现行国家标准《建筑防雷设计规范》GB50057相关要求。玻璃幕墙应形成本身防雷体系,并应和主体结构防雷体系可靠地连接。
5玻璃幕墙结构设计
5.1通常要求
5.1.1玻璃幕墙应按围护结构设计。玻璃幕墙关键构件应悬挂在主体结构上;斜玻璃幕墙可悬挂或支承在主体结构上。
5.1.2玻璃幕墙及其连接件应含有承载能力、刚度和相对于主体结构位移能力,并应采取弹性活动连接。
5.1.3非抗震设计玻璃幕墙,在风力作用下玻璃不得破损;抗震设计玻璃幕墙,在设防烈度地震作用下经修理后幕墙仍可使用;在罕遇地震作用下幕墙骨架不得脱落。
5.1.4玻璃幕墙构件设计时,在重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用和主体结构位移影响下,应含有安全性。
5.1.5玻璃幕墙构件内力应采取弹性方法计算,其截面最大应力设计值不应超出材料强度设计值:
σ≤f (5.1.5)
式中σ——荷载和作用产生截面最大应力设计值;
f——材料强度设计值。
5.1.6荷载和作用效应组合分项系数,应按下列要求采取:
5.1.6.1进行幕墙构件、连接件和预埋件承载力计算时:
重力荷载γG:1.2;
风荷载γW:1.4;
地震作用γE:1.3;
温度作用γT:1.2。
5.1.6.2进行位移和挠度计算时:
重力荷载γG:1.0;
风荷载γW:1.0;
地震作用γE:1.0;
温度作用γT:1.0。
5.1.7当两个及以上可变荷载或作用(风荷载、地震作用和温度作用)效应参与组合时,第一个可变荷载或作用效应组合系数可按1.0采取;第二个可变荷载或作用效应组合系数可按0.6采取;第三个可变荷载或作用效应组合系数可按0.2采取。
5.1.8荷载和作用效应可按下式进行组合:
S=γGSG+ψWγWSW+ψEγESE+ψTγTST (5.1.8)
式中S——荷载和作用效应组合后设计值;
SG——重力荷载作为永久荷载产生效应;
SW、SE、ST——分别为风荷载、地震作用和温度作用作为可变荷载和作用产生效应。按不一样组合情况,三者可分别作为第一个、第二个和第三个可变荷载和作用产生效应;
γG、γW、γE、γT——各效应分项系数,可按本规范5.1.6条要求采取;
ψW、ψE、ψT——分别为风荷载、地震作用和温度作用效应组合系数。取决于各效应分别作为第一个、第二个和第三个可变荷载和作用效应,可按本规范5.1.7条要求取值。
5.1.9玻璃幕墙应按各效应组合中最不利组合进行设计。
5.2荷载和作用
5.2.1玻璃幕墙结构材料重力体积密度可按下列数值采取:
一般玻璃、夹层玻璃、半钢化玻璃、钢化玻璃25.6kN/m3
夹丝玻璃26.5kN/m3
玻璃棉0.1~1.0kN/m3
铝合金27kN/m3
钢材78.5kN/m3
5.2.2作用在玻璃幕墙上风荷载标准值可按下式计算,而且不应小于1.0kN/m2:
wk=βZμZμSw0 (5.2.2)
式中wk——作用在幕墙上风荷载标准值(kN/m2);
βZ——瞬时风压阵风系数,可取为2.25;
μS——风荷载体型系数,竖直幕墙外表面可按±1.5取用,斜玻璃幕墙风荷载体型系数可依据实际情况,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ9采取。当建筑物进行了风洞试验时,玻璃幕墙风荷载体型系数可依据风洞试验结果确定;
μZ——风压高度改变系数,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ9采取;
w0——基础风压(kN/m2),应依据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ9附图中数值采取。
5.2.3玻璃幕墙温度应力计算时,所采取幕墙年温度改变ΔT可取80℃。
5.2.4垂直于玻璃幕墙平面分布水平地震作用可按下式计算:
(5.2.4)
式中qE——垂直于玻璃幕墙平面分布水平地震作用(kN/m2);
G——玻璃幕墙构件(包含玻璃和铝框)重量(kN);
A——玻璃幕墙构件面积(m2);
αmax——水平地震影响系数最大值,6度抗震设计时取0.04;7度抗震设计时取0.08,8度抗震设计时取0.16;
βE——动力放大系数,可取3.0。
5.2.5平行于玻璃幕墙平面集中水平地震作用可按下式计算:
PE=βEαmaxG (5.2.5)
式中PE——平行于玻璃幕墙平面集中地震作用(kN);
G——玻璃幕墙构件重量(kN);
αmax——地震影响系数,可按本规范5.2.4条要求取用;
βE——动力放大系数,可取为3.0。
5.2.6玻璃幕墙关键受力构件(横梁和立柱)及连接件、锚固件所承受地震作用,应包含由玻璃幕墙构件传来地震作用和因为横梁、立柱自重产生地震作用。
计算横梁和立柱自重所产生地震作用时,地震影响系数最大值αmax可按本规范5.2.4条要求采取。
5.3玻璃幕墙材料力学性能
5.3.1玻璃强度设计值可按表5.3.1采取。
玻璃强度设计值fg(N/mm2) 表5.3.1
注:1.夹层玻璃和中空玻璃强度可按所采取玻璃类型取用其强度。
2.表中钢化玻璃强度设计值取为浮法玻璃强度设计值3倍。当钢化玻璃强度不到浮法玻璃强度3倍时,应依据实测结果给予调整。
5.3.2铝合金型材强度设计值可按表5.3.2采取。
铝合金型材程度设计值fa(N/m2) 表5.3.2
5.3.3钢连接件强度设计值可按现行国家标准《钢结构设计规范》GBJ17相关要求采取。
5.3.4玻璃幕墙材料弹性模量可按表5.3.4采取。
材料弹性模量E(N/mm2) 表5.3.4
5.3.5玻璃幕墙材料线膨胀系数α可按表5.3.5采取。
材料线膨胀系数α 表5.3.5
5.4玻璃幕墙玻璃设计
5.4.1玻璃幕墙玻璃在垂直于玻璃平面风荷载作用下,其最大应力σw可按下式计算:
(5.1.5)
式中σw——风荷载作用下玻璃最大应力(N/mm2);
w——风荷载设计值(N/mm2);
α——玻璃短边边长(mm);
t——玻璃厚度mm;中空玻璃厚度取单片外侧玻璃厚度1.2倍;夹层玻璃厚度取单片玻璃厚度1.25倍;
φ——弯曲系数,可按边边比a/b由表5.4.1查出(b为长边边长)。
φ值 表5.4.1
5.4.2斜玻璃幕墙计算承载力时,应计入恒荷载、雪荷载、雨水荷载等重力荷载及施工荷载在垂直于玻璃平面方向作用所产生弯曲应力。
施工荷载应依据施工情况决定,但不应小于2.0kN集中荷载,施工荷载作用点按最不利位置考虑。
5.4.3在年温度改变影响下,玻璃边缘和边框之间发生挤压时在玻璃中产生挤压温度应力σt1可按下式计算:
(5.4.3)
式中σt1——因为温度改变在玻璃中产生挤压应力(N/mm2),当计算值为负时,挤压应力取为零;
c——玻璃边缘和边框间空隙(mm);
dc——施工误差,可取为3mm;
b——玻璃长边尺寸(mm);
ΔT——玻璃幕墙年温度改变(℃),可按80℃取用;
α——玻璃线膨胀系数,可按本规范5.3.5条要求采取;
E——玻璃弹性模量(N/mm2),可按本规范5.3.4条采取。
5.4.4玻璃中央和边缘温度差产生温差应力σt2可按下式计算:
式中σt2——温差应力(N/mm2);
E——玻璃弹性模量(N/mm2),可按本规范5.3.4条要求采取;
α——玻璃线膨胀系数,可按本规范5.3.5条要求采取;
μ1——阴影系数,可按表5.4.4/1采取,无阴影时取μ1=1.0;
μ2——窗帘系数,可按表5.4.4/2采取;
μ3——玻璃面积系数,可按表5.4.4/3采取;
μ4——嵌缝材料系数,可按表5.4.4/4采取;
Tc、Ts——玻璃中央和边缘温度(℃)。
阴影系数μ1 表5.4.4-1
窗帘系数μ2 表5.4.4-2
面积系数μ3 表5.4.4-3
嵌缝材料系数μ4 表5.4.4-4
注:嵌缝条假如采取深色材料,考虑吸热,可按上述数值乘以0.9采取。
5.5横梁和立柱设计标准
5.5.1玻璃幕墙构件荷载应按实际支承条件传输到铝合金立柱上,并应计入横梁和立柱自重。
5.5.2玻璃幕墙横梁截面承载力应符合下式要求:
(5.5.2)
式中Mx——横梁绕x轴(幕墙平面内方向)弯矩设计值(N•mm);
My——横梁绕y轴(垂直于幕墙平面方向)弯矩设计值(N•mm);
Wx——横梁截面绕x轴(幕墙平面内方向)截面抵御矩(mm3);
Wy——横梁截面绕y轴(垂直于幕墙平面方向)截面抵御矩(mm3);
γ——塑性发展系数,可取为1.05;
fa——铝型材受拉强度设计值(N/mm2),可按本规范5.3.2条要求采取。
5.5.3偏心受拉玻璃幕墙立柱截面承载力应符合下式要求:
(5.5.3)
式中N——立柱拉力设计值(N);
M——立柱弯矩设计值(N•mm);
A0——立柱净截面面积(mm2);
W——在弯矩作用方向净截面抵御矩(mm3);
γ——塑性发展系数,可取为1.05;
fa——铝型材强度设计值(N/mm2),可按本规范5.3.2条要求采取。
5.5.4偏心受压玻璃幕墙立柱截面承载力应符合下式要求:
(5.5.4)
式中φ1——轴心受压构件稳定系数,铝合金立柱φ1值可经过试验确定。
5.5.5横梁和立柱挠度应依据其玻璃幕墙平面外支承条件,按简支梁或连续梁计算。
横梁和立柱最大挠度应符合下式要求,而且不应大于20mm:
u=l/180 (5.5.5)
式中u——横梁和立柱最大挠度(mm);
l——跨度(mm)。
5.5.6斜玻璃幕墙应按荷载实际作用方向计算其截面内力。
5.5.7横梁和立柱等关键受力构件,其截面受力部分壁厚不应小于3mm。
5.5.8全玻幕墙玻璃肋截面高度lb可按下列公式计算(图5.5.8),并不得小于100mm:
(双肋) (5.5.8-1)
(单肋) (5.5.8-2)
式中lb——玻璃肋截面高度(mm);
w——风荷载设计值(kN/m2);
b——两肋之间距离(mm);
fg——玻璃强度设计值(N/mm2);
t——玻璃肋截面厚度(mm),取值不应小于12mm;
h——玻璃肋上、下支点距离(mm)。
初估玻璃肋截面高度时,也可按附录A进行。
5.5.9立柱应带有活动接头,接头应经过芯管连接上下柱。上下柱之间应留有空隙,立柱和芯管应为可动配合。上下柱空隙宽度应考虑温度改变、永久荷载和准永久荷载产生主体结构轴向变形和加工误差影响。空隙宽度不宜小于10mm。
图5.5.8全玻幕墙玻璃肋截面尺寸
(a)单肋;(b)双肋
1—玻璃肋;2—幕墙玻璃
5.6结构硅酮密封胶强度验算
5.6.1玻璃幕墙构件下列部位应采取和接触材料相容结构硅酮密封胶密封粘结,其粘结宽度cs及厚度ts应满足强度要求:
(1)半隐框、隐框幕墙使用中空玻璃两层玻璃周围;
(2)半隐框、隐框幕墙构件玻璃和铝合金框之间部位。
5.6.2结构硅酮密封胶粘结宽度应由计算确定,但不得小于7mm。
5.6.3结构硅酮密封胶中应力可由所承受短期或长久荷载和作用计算,并应分别符合下式条件:
σk1或τk1≤f1
σk2或τk2≤f1 (5.6.3)
式中σk1——短期荷载或作用在结构硅酮密封胶中产生拉应力标准值(N/mm2);
τk1——短期荷载或作用在结构硅酮密封胶中产生剪应力标准值(N/mm2);
σk2——长久荷载在结构硅酮密封胶中产生拉应力标准值(N/mm2);
τk2——长久荷载在结构硅酮密封胶中产生剪应力标准值(N/mm2);
f1——结构硅酮密封胶短期强度许可值,可按0.14N/mm2采取;
f1——结构硅酮密封胶长久强度许可值,可按0.007N/mm2采取。
5.6.4半隐框、隐框竖直玻璃幕墙构件中玻璃和铝合金框之间结构硅酮密封胶粘结宽度cs可分别按下列两种情况计算,并取其较大值:
5.6.4.1在风荷载作用下,结构硅酮密封胶粘结宽度cs应按下式计算:
(5.6.4-1)
式中cs——结构硅酮密封胶粘结宽度(mm);
wk——风荷载标准值(kN/m2);
a——玻璃短边长度(mm);
f1——胶短期强度许可值,可按5.6.3条要求采取。
5.6.4.2在玻璃自重作用下,结构硅酮密封胶粘结宽度cs应按下式计算:
(5.6.4-2)
式中cs——结构硅酮密封胶粘结宽度(mm);
qGk——玻璃单位面积重量(kN/m2);
a、b——玻璃短边和长边长度(mm);
f2——胶长久强度许可值,可按5.6.3条要求采取。
5.6.5倒挂式玻璃顶结构硅酮密封胶应按下式计算其粘结宽度cs:
(5.6.5)
式中符号同5.6.3和5.6.4条。
5.6.6结构硅酮密封胶粘结厚度ts应符合以下要求:
5.6.6.1粘结厚度应按下式计算:
(5.6.6-1)
式中ts——结构硅酮密封胶粘结厚度(mm);
δ——结构硅酮密封胶变位承受能力(%);
us——幕墙玻璃相对位移量(mm)。
5.6.6.2玻璃和金属框之间粘结厚度ts不应小于6mm,且不应大于12mm(图5.6.6)。
图5.6.6结构硅酮密封胶粘结厚度
1—玻璃;2—垫条;3—结构硅酮密封胶;4—铝合金框
5.6.7隐框或横向半隐框玻璃幕墙,每个分格块玻璃下端应设两个铝合金或不锈钢托条,其长度不应小于100mm,厚度不应小于2mm,高度不应露出玻璃外表面。
倒挂式玻璃顶宜在玻璃四角设置不锈钢安全件。
5.7玻璃幕墙和主体结构连接
5.7.1玻璃幕墙和主体结构连接应能承受玻璃重力荷载、风荷载、地震作用和温度作用。
5.7.2连接件应进行承载力计算。受力铆钉和螺栓,每处不得少于2个。
5.7.3连接件和主体结构锚固强度应大于连接件本身承载力设计值。
5.7.4和连接件直接相连主体结构构件,其承载力应大于连接件承载力;和幕墙立柱相连主体混凝土构件混凝土强度不宜低于C30。
5.7.5连接件焊缝、螺栓和局部挤压,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GBJ17相关要求。
5.7.6竖直玻璃幕墙立柱应悬挂在主体结构上,并使立柱处于受拉工作。
5.7.7玻璃幕墙立柱宜直接连接在主体结构上。当立柱和主体结构间留有较大间距时,可在幕墙和主体结构之间设置过渡钢桁架,钢桁架和主体结构应可靠连接,幕墙和钢桁架也应可靠连接。
铝合金立柱和钢桁架连接,应计入温度改变时二者变形差异产生影响。
5.7.8玻璃幕墙构件和钢结构连接,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GBJ17要求进行设计。
5.7.9玻璃幕墙立柱和混凝土结构宜经过预埋件连接,预埋件应在主体结构混凝土施工时埋入。
当没有条件采取预埋件连接时,应采取其它可靠连接方法,并应经过试验决定其承载力。
5.7.10由锚板和对称配置直锚筋所组成受力预埋件,其锚筋总截面面积As应按下列公式计算(图5.7.10):
图5.7.10由锚板和直锚筋组成预埋件
5.7.10.1当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时,应按下列公式计算,并取其中较大值:
(5.7.10-1)
(5.7.10-2)
5.7.10.2当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时,应按下列两个公式计算,并取其中较大值:
(5.7.10-3)
(5.7.10-4)
当M<0.4Nz时,取M-0.4Nz=0。
5.7.10.3上述公式中系数,应按下列公式计算:
(5.7.10-5)
当αv大于0.7时,取αv=0.7。
(5.7.10-6)
当采取方法预防锚板弯曲变形时,可取αv=1.0。
上述各式中V——剪力设计值(N);
N——法向拉力或法向压力设计值(N);法向压力设计值不应大于0.5fcA,此处A为锚板面积(mm2);
M——弯矩设计值(N•mm);
α——钢筋层数影响系数,当等间距配置时,二层取1.0,三层取0.9;
αv——锚筋受剪承载力系数;
d——锚筋直径(mm);
t——锚板厚度(mm);
αb——锚板弯曲变形折减系数;
z——外层锚筋中心线之间距离(mm);
fc——混凝土轴心受压强度设计值(N/mm2),可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》
GBJ10采取。
5.7.11受力预埋件锚板宜采取3号钢。锚筋应采取Ⅰ级或Ⅱ级钢筋,并不得采取冷加工钢筋。
5.7.12预埋件受力直锚筋不宜少于4根,直径不宜小于8mm。
受剪预埋件直锚筋可用2根。
预埋件锚筋应放在外排主筋内侧。
5.7.13直锚筋和锚板应采取T形焊,锚筋直径小于20mm时宜采取压力埋孤焊。手工焊缝高度不宜小于6mm及0.5d(Ⅰ级钢筋)或0.6d(Ⅱ级钢筋)。
5.7.14充足利用锚筋受拉强度时,锚固长度应符合表5.7.14要求;锚筋最小锚固长度在任何情况下不应小于250mm。锚筋按结构配置、未充足利用其受拉强度时,锚固长度可合适降低,但不应小于180mm。光圆钢筋端部应作弯钩。
锚固钢筋锚固长度la(mm)
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