关于被动式双层幕墙荷载计算

　一、计算说明　（本段为该幕墙的大概介绍），被动式双层幕墙的主要特点是，外层完全可开启，内层封闭。当外层开启时，内、外层幕墙同时承受到自身承受到的最大荷载，此时，我们需要计算内、外层幕墙承受的最大风荷载。该处幕墙的最大计算标高为50 m。层高为3.5 m。

　　二、外层玻璃幕墙的自重荷载计算
　　1、玻璃幕墙自重荷载标准值计算
GAK：玻璃面板自重面荷载标准值
玻璃面板采用TP8 mm厚的钢化玻璃
GAK=8×10-3×25.6=0.31 KN/m2
GGK：考虑龙骨和各种零部件等后的玻璃幕墙重力荷载标准值
GGK=0.45 KN/m2

　　2、玻璃幕墙自重荷载设计值计算
rG：永久荷载分项系数，取rG=1.2
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条
GG：考虑龙骨和各种零部件等后的玻璃幕墙重力荷载设计值
GG=rG·GGK=1.2×0.45=0.54 KN/m2

　　三、外层玻璃幕墙承受的水平风荷载计算　　
1、水平风荷载标准值计算
βgz：阵风系数，取βgz=2.098
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.5.1
μS：风荷载体型系数，取μS=-1.
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第7.3.3条
该体型系数是双层玻璃幕墙在受力最不利时的体型系数，在该情况下，双层幕墙的内层幕墙处于开启状态，外界风压为负风压。该体型的计算方法是，外层玻璃幕墙除要承受正常的负风压（体形系数1.0）外，还要承受风压作用到双层幕墙内部时，对外层玻璃幕墙产生的压力差。由于内外的压力差，在经过双层玻璃幕墙中间层的时候，会因为内层玻璃幕墙的开口条件，而产生折减，所以，我们需要对内压产生的体型系数进行折减。根据我们现在设计此双层玻璃幕墙的开口形式，而得到的实验结果来看，内压的折减系数为0.2。所以我们最后得到的外层幕墙的体型系数为
-1.0-1.0×0.2=-1.2
μZ：风压高度变化系数，取μZ=0.74
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.2.1
W0：作用在幕墙上的风荷载基本值 0.45 KN/m2
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附表D.4（按50年一遇）
WK：作用在幕墙上的风荷载标准值
WK=βgz·μS·μZ·W0=2.098×（-1.0）×0.74×0.45=-0.838 KN/m2（表示负风压）
|WK|=0.924 KN/m2＜1.0 KN/m2
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3.2条
取WK=1.0 KN/m2
　　2、水平风荷载设计值计算
rW：风荷载分项系数，取rW=1.4
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条
W：作用在幕墙上的风荷载设计值
W=rW·WK=1.4×1.0=1.4 KN/m2
　　四、外层玻璃幕墙承受的水平地震荷载计算　　1、玻璃幕墙承受的水平地震荷载标准值计算
αmax：水平地震影响系数最大值，取αmax=0.16
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3.4条
βE：动力放大系数，取βE=5.0
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3.4条
qEK：作用在幕墙上的地震荷载标准值计算
qEK=αmax·βE·GGK=0.16×5.0×0.45=0.36 KN/m2
　　2、玻璃幕墙承受的水平地震荷载设计值计算
rE：地震作用分项系数，取rE=1.3
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条
qE：作用在幕墙上的地震荷载设计值
qE=rE·qEK=1.3×0.36=0.468 KN/m2
　　五、外层荷载组合　　1、风荷载和水平地震作用组合标准值计算
ψW：风荷载的组合值系数，取ψW=1.0
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.3条
ψE：地震作用的组合值系数，取ψE=0.5
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.3条
qK=ψW·WK+ψE·qEK=1.0×1.0+0.5×0.36=1.18 KN/m2
　　2、风荷载和水平地震作用组合设计值计算
q=ψW·W+ψE·qE=1.0×1.4+0.5×0.468=1.668 KN/m2
　　六、内层玻璃幕墙的自重荷载计算　　1、玻璃幕墙自重荷载标准值计算
GAK：玻璃面板自重面荷载标准值
玻璃面板采用TP6+12A+TP6 mm厚的钢化玻璃
GAK=（6+6）×10-3×25.6=0.31 KN/m2
GGK：考虑龙骨和各种零部件等后的玻璃幕墙重力荷载标准值
GGK=0.45 KN/m2
　　2、玻璃幕墙自重荷载设计值计算
rG：永久荷载分项系数，取rG=1.2
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条
GG：考虑龙骨和各种零部件等后的玻璃幕墙重力荷载设计值
GG=rG·GGK=1.2×0.45=0.54 KN/m2
　　七、内层玻璃幕墙承受的水平风荷载计算　　1、水平风荷载标准值计算
βgz：阵风系数，取βgz=2.098
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.5.1
μS：风荷载体型系数，取μS=0.4
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第7.3.3条
该体型系数是双层玻璃幕墙在受力最不利时的体型系数，在该情况下，双层幕墙的内层幕墙处于开启状态。该体型的计算方法是，内层玻璃幕墙除要承受正常的内外压差外，还要承受通风时产生的压力差，由于内外的压力差，在经过双层玻璃幕墙中间层的时候，会因为内层玻璃幕墙的开口条件，而产生折减，所以，我们需要对内压产生的体型系数进行折减。根据我们现在设计此双层玻璃幕墙的开口形式，而得到的实验结果来看，内压的折减系数为0.2。所以我们最后得到的外层幕墙的体型系数为
0.2+1.0×0.2=0.4
μZ：风压高度变化系数，取μZ=0.74
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.2.1
W0：作用在幕墙上的风荷载基本值 0.45 KN/m2
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附表D.4（按50年一遇）
WK：作用在幕墙上的风荷载标准值
WK=βgz·μS·μZ·W0=2.098×0.4×0.74×0.45=0.838 KN/m2
　　2、水平风荷载设计值计算
rW：风荷载分项系数，取rW=1.4
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条
W：作用在幕墙上的风荷载设计值
W=rW·WK=1.4×1.0=1.4 KN/m2
　　八、内层玻璃幕墙承受的水平地震荷载计算　　1、玻璃幕墙承受的水平地震荷载标准值计算
αmax：水平地震影响系数最大值，取αmax=0.16
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3.4条
βE：动力放大系数，取βE=5.0
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3.4条
qEK：作用在幕墙上的地震荷载标准值计算
qEK=αmax·βE·GGK=0.16×5.0×0.45=0.36 KN/m2
　　2、玻璃幕墙承受的水平地震荷载设计值计算
rE：地震作用分项系数，取rE=1.3
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条
qE：作用在幕墙上的地震荷载设计值
qE=rE·qEK=1.3×0.36=0.468 KN/m2
　　九、内层荷载组合　　1、风荷载和水平地震作用组合标准值计算
ψW：风荷载的组合值系数，取ψW=1.0
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.3条
ψE：地震作用的组合值系数，取ψE=0.5
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.3条
qK=ψW·WK+ψE·qEK=1.0×1.0+0.5×0.36=1.18 KN/m2
　　2、风荷载和水平地震作用组合设计值计算
q=ψW·W+ψE·qE=1.0×1.4+0.5×0.468=1.668 KN/m2