既有幕墻安全評定的設(shè)計風(fēng)荷載

    (一)、前言

    既有建筑幕墻是指使用了10年以上的建筑幕墻。1996年以前中國大陸已建造了約2200萬平方米的既有建筑幕墻。1996年以前中國大陸幕墻、屋頂?shù)墓こ蹋��?dāng)時無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范，結(jié)構(gòu)膠的保證時大部已超過十年以上，由于先天性缺陷的存在，這些年來都曾發(fā)生過許多類型、原因、程度的不同事故，造成了人員傷亡和經(jīng)濟財產(chǎn)的損失。隨著“老齡化”的繼續(xù)，今后幾年可能幕墻、屋頂事故高發(fā)期。這些既有建筑幕墻安全檢查工作己迫在眉睫；檢查中應(yīng)按照《技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)條款對玻璃幕墻的建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計進行復(fù)核。要全面核對幕墻施工圖及計算書：所有技術(shù)資料應(yīng)符合存檔備查條件。結(jié)構(gòu)計算書中必須按《技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，對玻璃、橫梁、立柱、結(jié)構(gòu)硅酮膠及預(yù)埋件進行計算，需要按照實際情況，確定今后規(guī)定使用期內(nèi)安全承載力，由于建造年代、使用年限、遭受不同自然災(zāi)害等因素影響，既有建筑幕墻的實際承載力產(chǎn)生不同程度變化，對于既有建筑幕墻的實際承載力的設(shè)計風(fēng)荷載如何確定呢？本文對此進行一點探討與研究。


    (二)、幕墻與門窗設(shè)計使用年限與設(shè)計基準(zhǔn)期

    1)設(shè)計使用年限

    GB 50068-2001對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限規(guī)定分為4類見表1

    參照以上結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的設(shè)計使用年限規(guī)定，考慮幕墻及門窗是重要的持久性非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，  因此幕墻的設(shè)計使用年限應(yīng)為25年。


    2)設(shè)計基準(zhǔn)期

    設(shè)計基準(zhǔn)期是為確定結(jié)構(gòu)所受的可變荷載及作用和與時間有關(guān)的材料性能取值而選用的時間參數(shù)，它不等同于結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限。玻璃幕墻與門窗是輕質(zhì)、薄壁的建筑外圍護結(jié)構(gòu)與構(gòu)件，易受瞬間風(fēng)的破壞，為確保其安全使用，均應(yīng)按設(shè)計基準(zhǔn)期為50年確定，即能承受50年重現(xiàn)期可變荷載及作用的最大值。


    (三)、風(fēng)荷載
    風(fēng)荷載:是垂直作用于建筑幕墻表面的水平方向風(fēng)的速度壓力，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)量值隨時間變化，或其變化與平均值相比不可忽略不計的可變作用。幕墻的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk按 《建筑荷載規(guī)范》GB 50009計算的圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，它是幕墻、在其設(shè)計使用期間內(nèi)可能出現(xiàn)的最大風(fēng)荷載，其按設(shè)計基準(zhǔn)期50年一遇出現(xiàn)的概率為2％，即風(fēng)荷載不超過該最大值的概率（保證率)為98%。

  

    (四)、幕墻設(shè)計使用年限與重現(xiàn)期之比為25年/50年=2
    以此推論：重現(xiàn)期=2×設(shè)計使用年限己經(jīng)使用了10年的建筑幕墻，其設(shè)計使用年限最多只有15年，重現(xiàn)期=2×15年=30年。即既有建筑幕墻的采用30年一遇瞬時風(fēng)速風(fēng)壓為安全設(shè)計風(fēng)荷載和相應(yīng)的安全檢測壓力差值。


    己經(jīng)使用了15年建筑幕墻，其設(shè)計使用年限最多只有10年，己經(jīng)使用了15年的建筑幕墻的重現(xiàn)期為2×10年=20年。即既有建筑幕墻的采用20年一遇瞬時風(fēng)速風(fēng)壓為安全設(shè)計風(fēng)荷載和相應(yīng)的安全檢測壓力差值。


    (五)X年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓值可按下式確定。（依據(jù)GB50009的D.3.4公式）

  W_X= W₁₀+( W₁₀₀－W₁₀ )(lnX/ln10－1)

    式中：

    W_X——X年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓值
    W₁₀——10年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓值，按GB50009附表D.4選用。

    W₁₀₀—100年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓值，按GB50009附表D.4選用。


例：1)北京地區(qū)已使用10年既有建筑幕墻安全檢查的基本風(fēng)壓W30 ;


    W₃₀= 0.30kN/m²+( 0.50 kN/m²－0.30 kN/m² )(ln30/ln10－1)
       = 0.30kN/m²+( 0.20 kN/m² ) ×(3.40/2.30－1)
      == 0.30kN/m²+ 0.20 kN/m²×0.48
      =0.396kN/m²≈0.4 kN/m²

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