中华人民共和国行业标准 玻璃幕墙工程技术规范
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1、 中华人民共和国行业标准 玻璃幕墙工程技术规范 Techincal Code for Glass Curtain Wall Engineering JGJ102──96 主编单位:中国建筑科学研究院 批准部门:中华人民共和国建设部 执行日期:1996年12月30日 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 一般规定 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.
2、1 一般规定 4.2 玻璃幕墙的性能要求 4.3 玻璃幕墙的建筑构造要求 4.4 玻璃幕墙设计安全要求 5 玻璃幕墙结构设计 5.1 一般规定 5.2 荷载和作用 5.3 玻璃幕墙材料的力学性能 5.4 玻璃幕墙玻璃设计 5.5 横梁和立柱的设计原则 5.6 结构硅酮密封胶的强度验算 5.7 玻璃幕墙与主体结构的连接 6 玻璃幕墙构件制作技术要求 6.1 一般规定 6.2 玻璃幕墙构件加工精度 6.3 非金属材料的加工组装 6.4 玻
3、璃幕墙构件检验 7 玻璃幕墙安装施工 7.1 一般规定 7.2 安装施工准备 7.3 玻璃幕墙的安装施工 7.4 玻璃幕墙的保护和清洗 7.5 玻璃幕墙安装施工的安全措施 8 玻璃幕墙工程验收及维护 8.1 玻璃幕墙工程验收 8.2 玻璃幕墙的保养与维修 附录A 浮法玻璃全玻幕墙玻璃肋的截面高度 附录B 本规范用词说明 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
4、本规范。 1.0.2 本规范适用于非抗震设计或6~ 8 度抗震设计的建筑高度不大于150m的民用建筑玻璃幕墙工程 的设计、制作和安装施工及验收。 1.0.3 玻璃幕墙的设计、制作和安装施工应进行全过程的质量控制;隐框玻璃幕墙制作厂家应制订内 部质量控制标准。 1.0.4 玻璃幕墙的材料、设计、制作和安装施工及验收,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现 行有关标准、规范的规定。 2、术语、符号 2.1 术语 2.1.1 玻璃幕墙Glass Curtain Wall 由金属构件与玻璃板组成的建筑外围护结构。 2.
5、1.2 明框玻璃幕墙Exposwed Framing Glass Curtain Wall 金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。 2.1.3 半隐框玻璃幕墙Semi-exposed Framing Glass Gurtain Wall 金属框架竖向或横向构件显露在外表面的玻璃幕墙。 2.1.4 隐框玻璃幕墙Hidden Framing Glass Curtain Wall 金属框架构件全部不显露在外表面的玻璃幕墙。 2.1.5 全玻璃幕墙Full Glass Curtain Wall
6、 由玻璃板和玻璃肋制作的玻璃幕墙。 2.1.6 斜玻璃幕墙Indined Glass Curtain Wall 与水平面成大于75度小于90度的玻璃幕墙。 2.1.7 结构胶Structural Glazing Sealant 半隐框和隐框玻璃幕墙中玻璃板与铝合金构件、玻璃板与玻璃板之间结构受力 粘结用的高模数中性硅酮密封材料。 2.1.8 耐候胶Weather Proofing Sealant 半隐框和隐框玻璃幕墙嵌缝用的低模数中性硅酮密封材料。 2.1.9 双面胶带Doble-face
7、d Adhesion Band 控制结构的设计设置和厚度用的二面涂的聚胺基甲酸乙烯低泡材料。 2.1.10 接触腐蚀Contact Corrosion 两种不同的金属接触时发生的腐蚀。 2.1.11 相容性Compatibility 结构胶与接触材料(包括铝合金、玻璃、 双面胶带及耐候胶等)接触时, 不发生影响粘结性的化学变化的性能。 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.
8、2.4 Wk── 风荷载标准值。 2.2.5 Wo── 基本风压。 2.2.6 βz ── 阵风系数。 2.2.7 μz ── 风压高度变化系数。 2.2.8 μs ── 风荷载体型系数。 2.2.9 ΔT ── 年温度变化值。 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 fy ── 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 ── 玻璃的厚度。
9、 2.2.18 ψ── 弯矩系数。 2.2.19 σt1── 由年温度变化产生的玻璃挤压应力。 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的距离。 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── 玻璃中央部分的温度。 2.2.27 Ts ── 玻璃边缘部分的温度。 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.
10、30 qGk ── 玻璃单位重量标准值。 2.2.31 М ── 立柱弯矩设计值;预埋件弯矩设计值。 2.2.32 Мx── 绕x轴的弯矩设计值。 2.2.33 Мy── 绕y 轴的弯矩设计值。 2.2.34 Wx── 对 x轴的净截面弹性抵抗矩。 2.2.35 Wy── 对y 轴的净截面弹性抵抗矩。 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 Аo── 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
11、截面弹性抵抗矩。 2.2.42 l ── 跨度。 3 玻璃幕墙材料 3.1 一般规定 3.1.1 玻璃幕墙材料应符合国家现行标准的规定,并应有出厂合格证。 3.1.2 玻璃幕墙材料应选用耐气候性的材料。 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 玻璃幕墙材料采用不燃性材料或难燃烧性材料。 3.1.4 结构硅酮密封胶应有与接触材料相容性试验报告, 并应有保险年限的质量证书。 3.2 铝合金材料及钢材 3.2.1 玻璃幕墙用铝合金型材应符合现行国家标准《铝合金建筑型材》 GB/T5237中规定的高精级《
12、铝 及铝合金阳极氧化 阳极氧化膜的总规范》 GB8013的规定。 3.2.2 玻璃幕墙用铝合金的阳极氧化厚度不宜低于现行国家标准《铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜的总 规范》GB8013中规定的AA15级。 3.2.3 与玻璃幕墙配套用铝合金窗应符合下列现行国家标准的规定: 《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.
13、4 玻璃幕墙用的标准五金件应符合下列现行国家标准的规定: 《 地弹簧》 GB9296 《平开铝合金窗执手》 GB9298 《铝合金窗不锈钢滑撑》 GB9300 《铝合金的插销》 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
14、《推拉铝合金门窗用滑轮》 GB9304 3.2.5 玻璃幕墙用非标准五金件设计要求,并应有出厂合格证。 3.2.6 玻璃幕墙用的钢材应符合下列现行国家标准的规定: 《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 《低合金结构钢技术条件》 GB1597 《碳素结构钢和低合金结构钢热扎薄钢板及钢带》 GB912 《碳素结构钢和低合金结构钢热扎厚钢板及钢带》 GB3274 3.2.7 玻璃幕墙用
15、的不锈钢材应符合下列现行国家标准的规定: 《不锈钢棒》 GB1200 《不锈钢冷加工棒》 GB4226 《不锈钢冷轧钢板》 GB3280 《不锈钢热轧钢材》 GB4237 《冷顶锻不锈钢丝》 GB4332 3.3 玻 璃 3.3.1 玻璃幕墙外观质量和性能应符合下列国家现行的标准的规定: 《钢化玻璃》 GB9963 《夹层玻璃》 GB9962 《中空玻璃》 GB11944 《浮
16、法玻璃》 GB11614 《吸热玻璃》 TC/T536 《夹丝玻璃》 JC433 3.3.2 当玻璃幕墙采用热反射镀膜玻璃时,应采用真空磁控阴极溅射镀膜玻璃和在线热喷涂镀膜玻璃。 用于热反射镀膜玻璃的浮法玻璃的外观质量和技术指标,应符合现行标准《浮法玻璃》GB11614 的优等品或一等品的有关规定。 3.3.3 热反射镀膜玻璃的外观质量应符合下列要求: 3.3.3.1 热反射镀膜玻璃尺寸的允许偏差应符合表3.3.3─1 的规定: 热反射镀膜玻璃尺寸允许偏差(mm) 表3.3.3─1 玻璃厚度 玻璃尺寸
17、及允许偏差 ≤2000x2000 ≥2440x3300 4、5、6 8、10、12 ±3 ±4 ±4 ±5 3.3.3.2 热反射镀膜玻璃的光学性能应符合设计要求。 3.3.3.3 热反射膜玻璃的外观质量应符合表3.3.3─2的规定: 热反射镀膜玻璃外观质量 表3.3.3─2 等级划分 优等品 一等品 合格品 针眼 直径≤1.2mm 不允许集中 集中的每平方米允许2处 1.2mm<直径≤1.6mm 每平方米允许处数 中部不允许 75 mm边部3处 不允许集中 1.6mm<直径≤2.5mm 每平方米允许处数 不允许 7
18、5mm边部4处中部2处 75mm边部8处中部3处 直径>2.5mm 不允许 斑纹 不允许 斑点 1.6mm<直径≤5.0mm 每平方米允许处数 不允许 4 8 划伤 0.1mm≤宽度≤0.3mm 每平方米允许处数 长度≤50 mm 4 长度≤100mm 4 不限 宽度>0.3mm 每平方米允许处数 不允许 宽度<0.4mm 长度≤100mm 1 宽度<0.8mm 长度<100mm 2 注:表中针眼(孔洞)是指直径在100mm面积内超过20个针眼为集中. 3.3.4 玻璃幕墙采用中空玻璃时,除应符合现
19、行国家标准《中空玻璃》GB11944的有关规定外, 尚应符合 下列要求: 3.3.4.1 玻璃幕墙的中空玻璃应采用双道密封。明框幕墙的中空玻璃的密封胶应采用聚硫密封胶和丁基 密封腻子;半隐框和隐框幕墙的中空玻璃的密封胶采用聚硫密封胶和丁基密封腻子; 3.3.5 玻璃幕墙中空玻璃的干燥剂宜采用专用设备装填。 3.3.5 玻璃幕墙采用夹层玻璃时,应采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB) 胶片干法加工合成的夹层玻璃。 3.3.6 玻璃幕墙采用夹丝玻璃时, 裁割后玻璃的边缘应及时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 所有
20、幕墙玻璃必须进行边缘处理。 3.4 建筑密封材料 3.4.1 玻璃幕墙采用的橡胶制品宜采用三元乙丙橡胶、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的规定: 《建筑橡胶密封垫预成型实芯硫化的结构密封垫用材料规范》GB10711 《硫化橡胶密度的测定方法》 GB533 《橡胶邵尔A型硬度试验方法》 GB531 《合成橡胶的命名和牌号》 GB5577 《硫化橡胶撕裂强度测量方法》 GB529~GB530
21、 《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 玻璃幕墙用的聚硫密封胶应具有优良的耐水、耐溶剂和耐大气老化性,并应有低温弹性好、低透 气率等特点,其性能应符合现行标准《中空玻璃用弹性密封剂》JC486规定。 3.4.4 玻璃幕墙采用的氯丁密封胶性能应符合表3.4.4的规定. 氯丁密封胶的性能 表3.4.4 项 目 指 标 稠 度 不流淌,不塌陷 含 固 量 75% 表 干 时 间 ≤15 mi
22、n 固 化 时 间 ≤12h 耐 寒 性(-40℃) 不龟裂 耐 寒 性(90℃) 不龟裂 低温柔性(-40℃,棒φ10mm) 无裂纹 剪 切 强 度 0.1N/mm2 施工温度 -5~50℃ 施工性 采用手工注胶机不流淌 有效期 12 月 3.4.5 耐候硅酮密封胶应采用中性胶,其性能应符合表3.4.5的规定,并不得使用过期的耐候硅酮密封胶。 耐候硅酮密封胶的性能 表3.4.5 项 目 技 术 指 标 表干时间 1~1.5h 流淌性 无流淌 初步固化时间(25℃) 3d 完全固化时间 7~14d 邵
23、氏硬度 20~30度 极限拉伸强度 0.11~0.14N/mm2 撕裂强度 3.8N/mm 固化后的变位承受能力 25%≤δ≤50% 有效期 9~12月 施工温度 5~48℃ 3.5结构硅酮密封胶 3.5.1 结构硅酮密封胶应采用高模数中性胶;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的规定。 结构硅酮密封胶的性能 表3.5.1 项 目 技术指标 中性双组份 中性单组份 有效期 9 月 9~12月 施工温度 10~30℃ 5~48℃ 使用温度 -48~88 ℃ 操作时间 ≤30min 表干时间
24、 ≤3h 初步固化时间(25℃) 7d 完全固化时间 14~21d 邵氏硬度 35~45度 粘结拉伸强度(H型试件) ≥0.7N/mm2 延伸率(亚铃型) ≥100% 粘结破坏(H型度件) 不允许 内聚力(母材)破坏率 100 % 剥离强度(B模) 5.6~8.7 N/mm(单组份) 撕裂强度(B模) 4.7 N/mm 抗臭氧及紫外线拉伸强度 不变 污染和变色 无污染、无变色 耐热性 150 ℃ 热失重 ≤10% 流淌性 ≤2.5 mm 冷变形(蠕变) 不明显 外观 无龟裂、无变色 完全固化后的变位承受能力 12.5%≤δ≤
25、50% 3.5.2 结构硅酮密封胶应在有效期内使用,过期的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 可根据玻璃幕墙的风荷载、高度和玻璃的大小,选用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,宜选用中等硬度的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的规定。 聚胺基甲酸乙酯双面胶带的性能 表3.6.2 项 目 技 术 指 标 密度 0.35g/cm3 邵氏硬度 30~35度 拉伸强度 0.91 N/mm2 延伸率 105~125% 承受压应力(压缩率10%)
26、 0.11N/mm2 动态拉伸粘结性 (停留15min) 0.39 N/mm2 静态拉伸粘结性 (2000h) 0.007N/mm2 动态剪切强度 (停留15min) 0.28/mm2 隔热值 0.55 W/(m2·k) 抗紫外线 (300w,25~30cm,3000h) 颜色不变 烤漆耐污染性(70℃,200h) 无 3.6.3 当玻璃幕墙风荷载小于或等于1.8KN/m2时,宜选用聚乙烯低发泡间隔双面胶带,其性能应符合表 3.6.3的规定。 聚乙烯低发泡间隔双面胶带的性能 表3.6.3 项 目 技 术 指 标 密度 0.
27、205N/cm3 邵氏硬度 40度 拉伸强度 0.87N/mm2 延伸率 125% 承受压应力(压缩率10%) 0.18N/mm2 剥离强度 27.6N/mm 剪切强度(停留24h) 40N/mm2 隔热值 0.41 w/(m2·k) 使用温度 -44~75 ℃ 施工温度 15~52 ℃ 3.7 其 他 材 料 3.7.1 玻璃幕墙可采用聚乙烯发泡材料作填充材料,其密度不应大于0.037g/cm3 3.7.2 聚乙烯发泡填充材料的性能应符合表3.7.2的规定. 聚乙烯发泡填充材料的性能 表3.7.2 项 目 直 径 10m
28、m 30mm 50mm 拉伸强度N/ mm2 0.35 0.43 0.52 延伸率% 46.5 52.3 64.3 压缩后变形率(纵向)% 4.0 4.1 2.5 压缩后恢复率(纵向)% 3.2 3.6 3.5 永久压缩变形率% 3.0 3.4 3.4 25%压缩时,纵向变形率% 0.75 0.77 1.12 50%压缩时,纵向变形率% 1.35 1.44 1.65 75%压缩时,纵向变形率% 3.21 3.44 3.70 3.7.3 玻璃幕墙宜采用岩棉、矿棉、玻璃棉、防火板等不燃性和难燃性材料作隔热保温材料,同时应采
29、 用铝箔和塑料薄膜包装的复合材料,作为防水和防潮材料。 3.7.4 在主体结构与玻璃幕墙构件之间,应加设耐热的硬质有机材料垫片。 3.7.5 玻璃幕墙立柱与横梁之间连接处,宜加设橡胶片,并应安装严密。 4 玻璃幕墙建筑设计 4.1 一般规定 4.1.1 玻璃幕墙建筑设计应根据建筑物的使用功能、美观等要求, 经综合技术经济比较选择玻璃幕墙的 立面型式、结构形式和材料。 4.1.2 玻璃幕墙立面的线条、构图、色调和虚实组成应与建筑整体及环境相协调。 4.1.3 玻璃幕墙立面的分格尺寸应与玻璃板的成品尺寸相匹配。 立面分格的横梁标高宜与附近楼面标高
30、一致,其立柱位置宜与房间划分相协调。 4.1.4 玻璃幕墙的开启部分面积不宜大于幕墙墙面面积的15%; 开启部分宜采用上悬式结构。 4.1.5 玻璃幕墙的设计应能满足维护和清洗的要求。玻璃幕墙高度超过40m时,应设置清洗机,并应便于 操作。 4.2 玻璃幕墙的性能要求 4.2.1 玻璃幕墙的性能一般包括下列项目: 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 玻璃幕墙的性能,应
31、根据建筑物所在地的地理、气候条件、建筑物的高度、体型和环境条件进行 设计。 4.2.3 玻璃幕墙的风压变形、空气渗透、雨水渗漏、平面内变形、保温、隔声及耐撞击等性能分级应符 合国家现行有关标准的规定。 4.2.4 玻璃幕墙在风荷载标准值作用下,其立柱和横梁的相对挠度不应大于l/180(l为立柱和横梁两支 点间的跨度),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的风荷载作用下应不发生雨水渗漏。在任何情况下,玻璃幕墙 开启部分的雨水渗漏压力应大于 250Pa。 4.2.6 有空调和采暖要求时,玻璃幕墙的
32、空气渗透性能应在10Pa 的内外压力差下,其固定部分的空气渗 透量应不大于0.10m3/m·h ,开启的空气渗透量应不大于2.5m3/m·h。 4.2.7 有保温性能要求的玻璃幕墙宜采用中空玻璃。 4.2.8 玻璃幕墙的平面内变形能应符合下列要求: 4.2.8.1 平面内变形性能以建筑物的层间相对位移值表示。 在设计允许的相对位移范围内,玻璃幕墙不 应损坏; 4.2.8.2 平面内变形性能应按不同结构类型弹性计算的位移控制值的3倍进行设计。 4.3 玻璃幕墙的建筑构造要求 4.3.1 玻璃幕墙的防雨水渗漏性能设计可采取下列措施: 4.3.1.1 玻璃
33、幕墙的立柱与横梁的截面形式宜按等压原理设计; 4.3.1.2 在易发生渗漏的部位应设置流向室外的泄水孔; 4.3.1.3 玻璃幕墙应采用耐候硅酮密封胶进行嵌缝; 4.3.1.4 开启部分的密封材料宜采用氯丁橡胶或硅橡胶制品。 4.3.2 玻璃幕墙在易产生冷凝水的部位,应设置冷凝水排出管道。 4.3.3 玻璃幕墙不同金属材料接触处, 应设置绝缘垫片或采取其它防腐蚀措施。 4.3.4 玻璃幕墙的立柱与横梁接触处,应设置柔性垫片。 4.3.5 玻璃幕墙的保温材料,应采用隔气层等措施与室内空间隔开。 4.3.6 隐框玻璃幕墙的玻璃拼缝宽度不宜小于15mm; 作为清洗机轨道的玻璃竖缝宽度
34、不宜小于40mm。 4.3.7 明框幕墙玻璃边缘到边框槽底的间隙应满足下式要求: 2c1(1+ h / b x c2/c1) ≥ [△u] (4.3.7) 式中 [△u]──由层间变位引起的分格框的变形值(mm); b──框间宽度(mm); h──框面高度(mm); C1──玻璃与边框的左、右平均间隙(mm); C2──玻璃与边框的上、下平均间隙(mm)。 注:[△u]应根据主体结构按弹性方法计算的位移的3倍确定,并应附加3mm的施工误差。 4.4 玻璃幕墙设计的安全要求 4.4.1 明框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙和隐框玻璃幕墙, 宜采用半钢化玻璃、钢化玻璃或夹层玻璃。 4
35、.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 玻璃幕墙的防火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16的规定;高层建筑玻璃幕墙 的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的有关规定。 4.4.5 玻璃幕墙的窗间墙及窗槛墙的填充材料应采用不燃材料; 当其外墙面采用耐火极限不低于一小时 的不燃烧体时, 其墙内填充材料可采用难燃烧材料。 4.4.6 玻璃幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙应用不燃烧材料填充。 4.4.7 玻璃幕墙的防雷设计应符合
36、现行《建筑防雷设计规范》GB50057的有关规定。玻璃幕墙应形成自身 的防雷体系,并应与主体结构的防雷体系可靠地连接。 5 幕墙结构设计 5.1 一般规定 5.1.1 玻璃幕墙应按围护结构设计。 玻璃幕墙主要构件悬挂在主体结构上; 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有足够的承载力、 刚度和相对于主体结构的位移能力并应采用弹性活动连接。 5.1.3 非抗震设计的玻璃幕墙,在风力作用下玻璃不得破损; 抗震设计的玻璃幕墙,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.
37、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,应具 有安全性。 5.1.5 幕墙构件内力应采用弹性方法计算, 其截面应力设计值不应超过材料强度的设计值: σ≤f (5.1.5) 式中σ──荷载和作用产生的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的分项系数, 应按下列规定采用: 5.1.6.1 进行建筑幕墙构件、连接件和锚固件承载力计算时: 重力荷载,γG:1.2; 风荷载,γW:1.4; 地震作用,γE:1.3;
38、 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:1.2; 风荷载,γW:1.4; 地震作用,γE:1.3; 温度作用,γT:1.2; 5.1.7 当两个及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可按1.0 采用;第二个可变荷载或作用效应的组合系数可按0.6采用;第三 个可变荷载或作用效应的组合系数可按0.2采用。 5.1.8 荷载和作用效应可按下列方式进行组合: S=γGSG+ψWγWS
39、W+ψEγESE+ψTγTST 式中S──荷载和作用效应组合后的设计值; SG──重力荷载作为不变荷载产生的效应; SW, SE, SR── 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的效应。 按不同 的组合情况,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的效应; γG、γW、γE、γT──各效应的分项系数,可按本规范本规范5.1.6条规定采用; ψW、ψE、ψT── 分别为风荷载、地震作用和温度作用效应的组合系数。 取决于各效应分别作为第 一的组合系数。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
40、的效应,可按本规范5.1.7 条规定取值。 5.1.9 玻璃幕墙应按各效应组合中的最不利组合进行设计。 5.2 荷载和作用 5.2.1 玻璃幕墙结构材料的重力体积密度可按以下数值采用: 普通玻璃、夹层玻璃、半钢化玻璃、钢化玻璃 25.6KN/m3 夹丝玻璃 26.0KN/m3 玻璃棉(0.1~1.0)KN/m3 铝合金 27.0KN/m3 钢材 78.5KN/m3 5.2.2 作用玻璃幕墙上的风荷载标准值可按下式计算,并且不应小于1.0KN/m2: ωk=βZμZμSWO (5.2.2) 式中ωk──作用在
41、幕墙上的风荷载标准值 (KN/m2): βZ──考虑瞬时风压的阵风风压系数, 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,斜玻璃幕墙的风荷载体型系数可根据实际 情况, 按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ9采用。当建筑物进行了风洞试验时,玻璃幕 墙的风荷载体型数可根据风洞试验结果确定: μZ──风压高度变化系数,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ9采用; WO──基本风压(KN/m2),应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ附图中数值采用。 5.
42、2.3 玻璃幕墙温度应力计算时,所采用的幕墙年温度变化ΔT可取80℃。 5.2.4 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用可按下式计算: qE=βEαmaxG/A (5.2.4) 式中qE──垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用 (KN/m2); G──玻璃幕墙构件(包括玻璃和铝框)的重量(KN); 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的集中水平地震作用可按下式计算: PE=βE
43、αmaxG (5.2.5) 式中PE──平行于玻璃幕墙平面的集中地震作用 (KN); G──幕墙构件的重量(KN); αmax──地震影响系数, 可按本规范5.2.4条规定取用; βE──动力放大系数, 可取为3.0; 5.2.6 幕墙的主要受力构件(横梁和立柱)及连接件、锚固件所承受的地震作用应包括由玻璃幕墙构件传来 的地震作用和由于横梁、立柱自重产生的地震作用。计算横梁和立柱自重所产生的地震作用时, 地 震影响系数最大值αmax可按本规范5.2.4条规定采用。 5.3 玻璃幕墙材料的力学性能 5.3.1 玻璃的强度设计
44、值可按表5.3.1采用。 玻璃的强度设计值fg (N/mm2) 表5.3.1 类型 厚度(mm) 强度设计值fg 大面上的强度 边缘强度 普通玻璃 5 28.0 19.5 浮法玻璃 5~12 28.0 19.5 15~19 20.0 14.0 钢化玻璃 5~12 84.0 58.8 15~19 59.0 41.3 夹丝玻璃 6~10 21.0 14.7 注:① 夹层玻璃和中空玻璃的强度可按所采用的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的3倍。 当钢化玻璃强度不到浮法玻璃强度3倍
45、 时,应根据实测结果予以调整。 5.3.2 铝合金型材的强度设计值可按表5.3.2采用。 铝合金型材的强度设计值fg (N/mm2) 表5.3.2 铝合金牌号 状态 强度设计值fg 受拉、受压 受剪 LD30 CZ 84.2 48.9 CS 191.1 110.8 LD31 RCS 84.2 48.9 CS 138.3 80.2 5.3.3 钢连接的强度设计值可按现行国家标准《钢结构设计规范》GBJ17 的有关规定采用。 5.3.4 玻璃幕墙材料的弹性模量可按表5.3.4采用。 材料的弹性模量 E(N/mm2) 表5.3
46、.4 材料 E 玻璃 0.72x105 铝合金 0.70x105 钢,不锈钢 2.1x105 5.3.5玻璃幕墙材料的线膨胀系数α可按表5.3.5采用。 材料的线膨胀系数 α 表5.3.5 材料 α 混凝土 1.0x10-5 钢材 1.2x10-5 铝合金 2.35x10-5 玻璃 1.0x10-5 砖混 0.5x10-5 5.4 幕墙玻璃设计 5.4.1 玻璃幕墙玻璃在垂直于玻璃平面的风荷载作用下,其最大应力σw可按下式计算: σW=6ψωα2/t2 (5.4.1) 式中 σW── 风荷载作用下玻璃最大应力(N/m
47、m2); ω── 风荷载设计值(N/mm2); α── 玻璃短边边长 (mm) t── 玻璃的厚度mm; 中空玻璃的厚度取单片外侧玻璃厚度的1.2 倍; 夹层玻璃的厚度取单片玻璃厚度的1.25倍; ψ──系数,可按边长比a/b由表十二查出 (b为长边边长)。 ψ值 表5.4.1 a/b 0.00 0.25 0.33 0.40 0.50 0.55 0.60 0.65 ψ 0.125 0.1230 0.1180 0.1115 0.1000 0.093
48、4 0.0868 0.0804 a/b 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 ψ 0.0742 0.0683 0.0628 0.0576 0.0528 0.0483 0.0442 5.4.2 斜玻璃幕墙计算承载力时,应考虑恒荷载、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的弯曲应力。施工荷载应根据施工情况决定, 但不应小于2.0KN集中荷载, 施工荷载 用点按最不利位置考虑。 5.4.3 在年温度变化影响下, 玻璃边缘与边框之间发生挤压时在玻璃中产生的挤压温度应力
49、σt1可按下 式计算: σt1=E(αΔΤ-(2C-dC)/b) (5.4.3) 式中σt1──由于温度变化在玻璃中产生的挤压应力(N/mm2),当计算值为负时,挤压应力取为零; c──玻璃边缘与边框间的空隙(mm); dC──施工误差,可取为3mm; b──玻璃的长边尺寸 (mm); ΔΤ──年温度变化(℃),可按本规范5.3.5条规定采用; α──玻璃的线膨胀系数,可按本规范5.3.4条规定采用; E──玻璃的弹性模量(N/mm2),可按本规范5.3.5条采用。
50、 5.4.4 玻璃中央与边缘温度差产生的温度差应力σt2可按下式计算: σt2=0.74Eαμ1μ2μ3μ4(TC-TS) 式中σt2──温差应力(N/mm2) E──玻璃的弹性模量(N/mm2),可按本规范5.3.4条规定采用; α──玻璃的线膨胀系数,可按本规范5.35条规定采用; μ1──阴影系数,可按表5.4.4 - 1采用,无阴影时取μ1=1.0; μ2──窗帘系数, 可按表5.4.4 - 2采用; μ3──玻璃面积系数, 可按表5.4.4 - 3采用;
51、 μ4──嵌缝材料系数, 可按表5.4.4 - 4采用; TC、TS──玻璃中央和边缘的温度 (℃)。 阴影系数 μ1 表5.4.4 - 1 窗帘系数 μ2 表5.4.4 - 2 种类窗帘种类 薄窗帘 百页窗 窗帘与玻璃间距 ≤100mm >100mm ≤100mm >100mm 窗帘系数μ2 1.3 1.1 1.5 1.3 面积系数 μ3 表5.4.4-3 面积(m2) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 面积系数μ3 0.95 1.00
52、1.04 1.07 1.09 1.10 1.12 1.14 1.15 嵌缝材料系数 μ4 表5.4.4 - 4 镶嵌玻璃的边缘材料 嵌缝材料系数μ4 玻璃幕墙 金属幕墙 弹性镶嵌缝材料 非泡沫嵌缝条 0.55 0.65 泡沫嵌缝条 0.40 0.50 气密性嵌缝条 0.38 0.48 注:嵌缝条如果采用深色材料,考虑吸热,可按上述数值乘以0.9采用。 5.5 横梁和立柱的设计原则 5.5.1 玻璃幕墙构件的荷载应按实际支承条件传递到铝合金立柱上,并计入横梁和立柱的自重。 5.5.2玻璃幕墙的横梁截面承载力应按下式要求
53、: Mx/γ/Wx +My/γ/Wy≤fa (5.5.2) 式中 Mx、My ─── 横梁绕X轴(幕墙平面内方向)和绕Y轴( 幕墙平面外方向) 的弯矩设计值(N·mm); Mx、My── 横梁截面绕X轴(幕墙平面内方向)和绕Y 轴(垂直于幕墙平面方向)的截面抵抗矩(mm3); γ──塑性发展系数,可取为1.05; fa──铝型材受弯强度设计值(N/mm2);可按本规范 5.3.2条规定采用。 5.5.3 偏心受拉的幕墙立柱截面承载力应符合下列要求: N/A+M/γ/W ≤ fa (5.5.3)
54、 式中 N── 立柱拉力设计值 (N); M── 立柱弯矩设计值 (N·mm); Ao── 立柱的净截面面积 (mm2); W── 在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3); γ── 塑性发展系数,可取为1.05; fa── 铝型材的强度设计值 (N/mm2),可按本规范5.3.2条规定 5.5.4 偏心受压的幕墙立柱截面承载力可按下式计算: N/(ψ1Ao) +M/(γW) ≤fa 式中ψ1──轴心
55、受压构件的稳定系数,铝合金立柱的ψ1 值可通过试验确定。 5.5.5 横梁和立柱的挠度应根据其幕墙平面外的支承条件, 按简支梁或连续梁计算。 横梁和立柱的最大挠度应符合下式要求,并且不应大于20mm ; u≤l/180 (5.5.5) 式中 u──横梁和立柱的最大挠度 (mm); l──跨度(mm)。 5.5.6 斜玻璃幕墙应按荷载的实际作用方向计算其截面内力。 5.5.7 横梁和立柱等主要受力构件, 其截面受力部分的壁厚不应小于3mm。 5.5.8 全玻幕墙肋的截面高度lb可按下列公式计算:(图5.5.8),并不得小于100m
56、m: lb=(3ωbh2/(8000fgt))1/2 (双肋) (5.5.8-1) lb=(3ωbh2/(4000fgt))1/2 (单肋) (5.5.8-2) 式中 lb── 玻璃肋截面高度 (mm); ω── 风荷载设计值 (KN/m2); b── 两肋之间的距离 (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
57、肋上、下支点的距离 (mm)。 初估玻璃肋截面尺寸时,也可参照附录A进行。 5.5.9 立柱应带有活动接头,接头应通过芯管连接上下柱。上下柱之间应留有空隙,立柱与芯管应为可动 配合。上下柱的空隙宽度应考虑温度变化、永久荷载和准永久荷载产生的主体结构轴向变形和加工误 差的影响。空隙宽度不宜小于10mm。 a. 单 肋 b. 双 肋 l-玻璃肋 2-幕墙玻璃 5.6 结构硅酮密封胶的强度验算 5.6.1 玻璃幕墙构件的下列部位必须采用与接触材料相容的结构硅酮密封胶密封粘结,其粘结宽度及厚度 应满足强度
58、要求: 半隐框、隐框幕墙使用的中空玻璃的两层玻璃周边; 半隐框、隐框幕墙构件的玻璃与铝合金框之间的部位。 5.6.2 结构硅酮密封胶的粘结宽度由计算决定,但不得小于7mm。 5.6.3. 结构硅酮密封胶中的应力可由所承受的短期或长期荷载和作用计算, 并应分别符合以下条件: σk1或τk1≤f1 σk2或τk2≤f2 (5.6.3) 式中 σk1── 短期荷载或作用在结构硅酮密封胶中产生的拉应力标准值 (N/mm2); τk1── 短期荷载或作用在结构硅酮密封胶中产生的剪应力标准值 (N/mm2);
59、 σk2── 长期荷载在结构硅酮密封胶中产生的拉应力标准值(N/mm2); τk2 ── 长期荷载在结构硅酮密封胶中产生的剪应力标准值(N/mm2); f1── 结构硅酮密封胶短期强度允许值,按0.14N/mm2采用; f2── 结构硅酮密封胶长期强度允许值,按0.007/mm2采用。 5.6.4 竖直隐框、半隐框玻璃幕墙构件玻璃与铝合金框之间结构硅酮密封胶的粘结宽度cS 可分别按下列 两种情况计算,在风荷载作用下, 结构硅酮密封胶的粘结宽度cS应 按下式计算: cS=ωkα/(2000f1)
60、 (5.6.4-1) 式中 cS── 结构硅酮密封胶粘结宽度 (mm); ωk── 风荷载标准值 (KN/m2); α── 玻璃的短边长度(mm); f1── 胶的短期强度允许值,可按5.6.3条规定采用。 5.6.4.2 在玻璃自重作用下, 结构硅酮密封胶的粘结宽度cS 应按下列计算: cS=qGkab/ (2000(a+b)f2) (5.6.4-2) 式中 cS──结构硅酮密封胶的粘结
61、宽度( mm); qGk──玻璃单位面积重量(KN/m2); a、b──玻璃的短边和长边长度(mm); f2──胶的长期强度允许值,可按5.6.3条规定采用。 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: cS=ωkα/(2000f1)+qGkab/(2000(a+b)f2) (5.6.5) 式中符号同 5.6.3 条和 6.5.4 条 5.6.6 结构硅酮密封胶的粘结厚度tS应符合以下要求: 5.6.6.1 粘结厚
62、度应按下式计算: tS >uS/(δ(2+δ))1/2 (5.6.6-1) 式中 tS──结构硅酮密封胶的粘结厚度 (mm) δ──结构硅酮密封胶的变位承受能力(%); uS──幕墙玻璃的相对位移量 (mm)。 5.6.6.2 玻璃与金属框之间的粘结厚度tS 不应小于 6mm 且不应大于12mm (见图5.6.6)。 图5.6.7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 隐框或横向半隐框幕墙,每个分格块的玻璃下端应设两个铝合金或
63、不锈钢托条,其长度不应小于 100mm,厚度不应小于2mm,高度不应超出玻璃外表面。倒挂式玻璃顶宜在玻璃四角设置不锈钢安全件。 5.7 幕墙与主体结构的连接 5.7.1 玻璃幕墙与主体结构的边接应能承受玻璃的重力荷载、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 连接件与主体结构的锚固强度应大于连接件本身承载力设计值。 5.7.4 与连接件直接相连的主体结构构件,其承载力承载力应大于连接件承载力; 与幕墙立柱相连的主 体混凝土构件的混凝土强度不宜低于C30。 5.7.5 连接件的焊缝、
64、螺栓和局部挤压,应按照现行《钢结构设计规范》GBJ17的有关规定进行设计。 5.7.6 竖直玻璃幕墙的立柱应悬挂在主体结构上,使立柱处于受拉工作状态。 5.7.7 玻璃幕墙的立柱宜直接连接在主体结构上。 当立柱与主体结构间留有较大间距时,可在幕墙与主 体结构之间设置过渡钢桁架,钢桁架与主体结构应可靠连接,幕墙与钢桁架也应可靠连接。铝合金立 柱与钢桁架连接,应考虑温度变化时两者变形差异产生的影响。 5.7.8 玻璃幕墙构件与钢结构的连接, 宜按现行《钢结构设计规范》GBJ17的规定进行设计。 5.7.9 玻璃幕墙立柱与混凝土结构宜通过预埋件连接, 预埋件必
65、须在主体结构混凝土施工 时埋入。当没 有条件采用预埋件连接时,应采用其它可靠的连接措施,并通过试验决定其承载力。 5.7.10 由锚板和对称配置的直锚筋所组成的受力预埋件, 其锚筋的总截面面积 AS 应按下列公式计算 (图5.7.10); 图5.7.10 由秒锚板和直锚筋组成的预埋件 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,并取其中的较大值。 AS≥V/(αrαvfy)+N/(0.8αbfy)+M/(1.3αrαbfyz) (5.7.10 - 1)
66、 AS≥N/(0.8αbfy)+M/(0.4αrαbfyz) (5.7.10 - 2) 5.7.10.2 当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时, 应按下列两公式计算并取其中的较大值。 AS≥(V-0.3 N)/( αrαvfy)+(M-0.4Nz)/( 1.3αrαbfyz) (5.7.10 - 3) AS≥(M-0.4Nz)/(0.4αrαbfyz) (5.7.10 - 4) 当M< 0.4Nz时, 取 M-0.4Nz=0。 5.7.10.3 上述公式中的系数, 应按下列公式计算: aV=(4.0-0.08d)(fC /fy)1/2 (5.7.10 - 5) 当aV大于0.7时, 取aV =0.7。 αb=0.6+0.25 t/d (5.7.10 - 6) 当采取措施防止锚板弯曲变形时, 可取αb= 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
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