既有幕墻安全評定的設計風荷載

    (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、屋頂的工程，當時無行業標準及技術規范，結構膠的保證時大部已超過十年以上，由于先天性缺陷的存在，這些年來都曾發生過許多類型、原因、程度的不同事故，造成了人員傷亡和經濟財產的損失。隨著“老齡化”的繼續，今后幾年可能幕墻、屋頂事故高發期。這些既有建筑幕墻安全檢查工作己迫在眉睫；檢查中應按照《技術規范》中有關條款對玻璃幕墻的建筑設計、結構設計進行復核。要全面核對幕墻施工圖及計算書：所有技術資料應符合存檔備查條件。結構計算書中必須按《技術規范》的規定，對玻璃、橫梁、立柱、結構硅酮膠及預埋件進行計算，需要按照實際情況，確定今后規定使用期內安全承載力，由于建造年代、使用年限、遭受不同自然災害等因素影響，既有建筑幕墻的實際承載力產生不同程度變化，對于既有建筑幕墻的實際承載力的設計風荷載如何確定呢？本文對此進行一點探討與研究。


    (二)、幕墻與門窗設計使用年限與設計基準期

    1)設計使用年限

    GB 50068-2001對建筑結構的設計使用年限規定分為4類見表1

    參照以上結構及構件的設計使用年限規定，考慮幕墻及門窗是重要的持久性非結構構件，  因此幕墻的設計使用年限應為25年。


    2)設計基準期

    設計基準期是為確定結構所受的可變荷載及作用和與時間有關的材料性能取值而選用的時間參數，它不等同于結構的設計使用年限。玻璃幕墻與門窗是輕質、薄壁的建筑外圍護結構與構件，易受瞬間風的破壞，為確保其安全使用，均應按設計基準期為50年確定，即能承受50年重現期可變荷載及作用的最大值。


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

  

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


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


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

  W_X= W₁₀+( W₁₀₀－W₁₀ )(lnX/ln10－1)

    式中：

    W_X——X年重現期基本風壓值
    W₁₀——10年重現期基本風壓值，按GB50009附表D.4選用。

    W₁₀₀—100年重現期基本風壓值，按GB50009附表D.4選用。


例：1)北京地區已使用10年既有建筑幕墻安全檢查的基本風壓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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