第三节　建筑装饰幕墙结构设计一般要求

在进行建筑装饰幕墙结构设计时，应当遵循以下一般要求。

1.建筑装饰幕墙是建筑物的围护结构，主要承受自重、直接作用于其上的风荷载和地震作用，也承受一定的温度和湿度的作用。其支承条件须有一定变形能力，以适应主体结构的位移；当主体结构在外力作用下产生位移时，不应使幕墙产生过大的内应力，所以要求幕墙的主要构件应悬挂在主体结构，斜幕墙也可直接支承在主体结构上。

2.幕墙构件与立柱、横梁的连接要可靠地传递地震力和风力，能够承受幕墙构件的自重。为防止主体结构水平力产生的位移使幕墙构件损坏，连接又必须具有一定的适应位移能力，使得幕墙构件与立柱、横梁之间有活动的余地。工程试验证明，幕墙构件不能承受过大的位移，只能通过弹性连接件来避免主体结构过大侧移的影响。

幕墙及其连接件不仅应具有足够的承载力，而且也应具有足够的刚度和相对于主体结构的位移能力。幕墙构架立柱的连接金属角码（角钢）与其他连接件应采用螺栓连接，螺栓垫片应具有防止松动的能力。

3.对于竖直的建筑幕墙，风荷载是主要的作用力，其数值可达2.0～5.0kN/m2，使面板产生很大的弯曲应力。而建筑装饰幕墙的自重较轻，即使按最大地震作用系数考虑，也不过是0.1～0.8kN/m2，也远远小于风荷载。因此，对于幕墙构件本身而言，抗风压是主要的考虑因素。

非抗震设计的建筑装饰幕墙，风荷载起到主要的控制作用，幕墙面板本身必须具有足够的承载力，避免在风压作用下产生破碎。

在风荷载的作用下，幕墙与主体结构之间的连接件发生拔出、拉断等严重破坏现象很少；主要是保证其具有足够的活动余地，使幕墙构件避免受主体结构过大位移的影响。

4.在地震力的作用下，幕墙构件受到猛烈的动力作用，对连接节点会产生较大的影响，使连接处发生震害，甚至使建筑装饰幕墙脱落和倒塌，所以除了计算地震作用力外，在构造上还必须予以加强，以保证在设防烈度地震作用下经修理后的幕墙仍然可以使用；在较大地震力的作用下，幕墙骨架不得出现脱落。

5.建筑装饰幕墙的横梁和立柱，可根据其实际连接情况，按简支连续或铰接多跨支承构件考虑；面板可按照四边支承受弯构件进行考虑。

6.幕墙构件应采用弹性方法计算内力与位移。

（1）应力计算。荷载或作用产生的截面最大应力设计值σ不应超过材料强度设计值f，即σ≤f；荷载或作用产生的截面内力设计值S不应超过构件截面承载力设计值R，即S≤R。

①在进行结构设计时，应根据构件受力特点、荷载或作用的情况和产生的应力作用的方向，选用最不利的组合。荷载和作用效应的组合设计值，如式（1-1）所示。

S=γGSG  + γWψWSW  + γEψESE  + γTψTST　　（1-1）

式中　SG——重力荷载，作为永久荷载产生的效应；

SW，SE，ST——风荷载、地震作用和温度作用，作为可变荷载和作用产生的效应，按不同的组合情况，三者可分别作为第一、第二和第三可变荷载和作用产生的效应；

γG，γW，γE，γT ——重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用效应的分项系数，进行幕墙构件、连接件和预埋件承载力计算时，重力荷载分项系数γG取1.2，风荷载分项系数γW取1.4，地震作用分项系数γE取1.3，温度作用分项系数γT取1.2；

ψW，ψE，ψT ——风荷载、地震作用和温度作用效应的组合系数，当两个及两个以上的可变荷载或作用（风荷载、地震作用和温度作用）效应参加组合时，第一个可变荷载或作用效应的组合系数取1.0，第二个可变荷载或作用效应的组合系数取0.6，第三个可变荷载或作用效应的组合系数取0.2。

②荷载和作用产生的效应（应力σ、内力S、位移或挠度u），应按结构的设计条件和要求进行组合，以最不利的组合作为设计的依据。

结构的自重是重力荷载，是一种经常作用的不变荷载，所有的组合中都不可缺少这一荷载。其他可变的荷载有风荷载、地震作用和温度作用；在一般情况下，风荷载产生的效应最大，起到控制性的作用。我国是地震频发的国家，地震烈度6度以上的地区，占中国国土面积的70%以上，绝大多数的大中城市都要考虑抗震设防。

由于风荷载、地震作用和温度作用三项可变效应都达到最大值的概率是很小的，所以当可变效应顺序不同时，应按照顺序分别采用不同的组合值系数。在建筑装饰幕墙的设计中，常用的荷载组合有以下几种：

式中 G，W，E，T——重力荷载、风荷载、地震作用和温度作用产生的应力（或内力）。

目前，在幕墙工程的设计中，常用的组合按表1-9采用。

注：σ为荷载和作用产生的截面最大应力设计值；S为荷载和作用产生的截面内力设计值；σG、σW、σE、σT分别为重力荷载、风荷载、地震作用和温度作用产生的应力标准值；SG、SW、SE、ST分别为重力荷载、风荷载、地震作用和温度作用产生的内力标准值。

（2）位移或挠度。荷载或作用标准值产生的位移或挠度u不应超过位移或挠度的允许值，即u≤[u]。进行位移或变形、挠度计算时，均应采用荷载或作用的标准值组合，分项系数均采用1.0，组合后的构件位移或变形，可用式（1-2）表示：

u=uG+uW+0.6uE　　（1-2）

式中　uG，uW，uE——重力荷载、风荷载、地震作用标准值产生的位移或变形。