本文接上文《玻璃幕墻的安全問題分析與建議（2）》。

3、幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

幕墻桿件的剛度是幕墻結(jié)構(gòu)安全性的關(guān)鍵。對(duì)于豎直的玻璃幕墻，風(fēng)荷載是主要的作用，地震效應(yīng)相對(duì)于風(fēng)荷載效應(yīng)是比較小的，通常不會(huì)超過風(fēng)荷載效應(yīng)的20%，因此，對(duì)于幕墻構(gòu)件本身而言，抗風(fēng)壓設(shè)計(jì)是主要的考慮因素。

玻璃幕墻的抗風(fēng)壓性能是一個(gè)整體概念，是由玻璃面板和桿件強(qiáng)度和剛度決定的。玻璃幕墻中承接風(fēng)荷載的主要是玻璃，再通過玻璃傳遞到幕墻桿件。幕墻玻璃和桿件在風(fēng)荷載作用下勢必都要發(fā)生變形。在幕墻玻璃的變形設(shè)計(jì)中，對(duì)四邊支承玻璃面板采用的是彈性小變形薄板理論計(jì)算應(yīng)力，但是玻璃是典型的脆性材料，按彈性理論計(jì)算的應(yīng)力和撓度值要比實(shí)際值大很多，盡管采用了折減系數(shù)予以修正，仍然不能夠完全準(zhǔn)確地反應(yīng)玻璃面板的實(shí)際受力和變形狀態(tài)。

幕墻玻璃的撓曲變形還和玻璃安裝的邊界條件有關(guān)。幕墻玻璃安裝在框架槽口內(nèi)，幕墻的框架是通過連接件組合在一起的，幕墻豎框是單向受彎桿件，只在水平風(fēng)荷載方向發(fā)生撓曲變形，而幕墻橫框是雙向受彎桿件，在重力方向和水平風(fēng)荷載方向都產(chǎn)生撓曲變形，豎框和橫框在變形后，玻璃面板的邊緣就不會(huì)在同一平面內(nèi)，而是呈扭曲狀態(tài)，尤其是在橫框與豎框的連接采用自由度較大的連接方式時(shí)(比如鋼銷式連接)，橫豎框的相對(duì)扭曲會(huì)更大，在極端氣候條件下，玻璃面板就會(huì)因受力不均而破碎。

在幕墻玻璃面板保持完整的前提下，幕墻的抗風(fēng)壓性能最終是由幕墻的框架桿件決定的。只有幕墻桿件剛度足夠，幕墻的抗風(fēng)壓強(qiáng)度才能滿足要求。

幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期(一般50年)內(nèi)，滿足結(jié)構(gòu)的功能要求：即安全性,適用性，耐久性。

安全性：滿足特定的與建筑物功能相適應(yīng)的承載力極限狀態(tài)

適用性：保證結(jié)構(gòu)在日常使用中滿足要求

耐久性：保證結(jié)構(gòu)的承載力的持續(xù)時(shí)間與環(huán)境適應(yīng)度

結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)包括承載力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形。整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡，結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞;正常使用極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定值，影響正常使用或外觀的變形，或者耐久性能的局部損壞。

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