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《玻璃纤维增强水泥(GRC)建筑应用技术标准》JGJ/T 423-2018
住房和城乡建设部
实施时间:2018-10-01
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5.4 作用效应组合
5.4.1 GRC外墙结构构件、预埋件、连接件按承载力极限状态设计时,沿垂直于板面方向的荷载与作用效应按下列规定进行组合:
    1 无地震作用效应组合时,应按下式进行:
    2 有地震作用效应组合时,应按下式进行:
式中:
    S——荷载和作用效应按基本组合的设计值;
    SGk——永久荷载效应标准值;
    SWk、SEk、STMk——分别为风荷载、地震作用和温湿度作用效应标准值(按不同的组合情况,三者分别作为第一个、第二个和第三个可变荷载和作用效应);
    γG、γW、γE、γTM——各荷载和作用的分项系数,按本标准第5.4.3条的规定取值;
    ψW、ψE、ψTM——分别为风荷载、地震作用和温湿度作用的组合值系数,按本标准第5.4.4条的规定取值。
5.4.2 GRC构件应按荷载和作用效应的最不利组合进行设计。
5.4.3 荷载和作用的分项系数应按下列规定确定:
    1 永久荷载分项系数γG:当其效应对结构不利时,应取1.2;当其效应对结构有利时,应取1.0;
    2 风荷载分项系数γW应取1.4;
    3 地震作用分项系数γE应取1.3;
    4 温湿度作用分项系数γTM应取1.2。
5.4.4 当有两个及两个以上可变荷载或作用(风荷载、地震作用和温湿度作用)效应参与组合时,第一个可变荷载或作用效应的组合值系数可取1.0;第二个可变荷载或作用效应的组合值系数可取0.6;第三个可变荷载或作用效应的组合值系数可取0.2。
5.4.5 对于水平安装或水平倒挂的GRC构件,可不考虑地震作用效应的组合。
5.4.6 当GRC构件进行抗裂验算时,其荷载与作用效应组合应按标准组合,并应按下列规定计算:
    1 对于GRC竖直外墙,沿垂直于板面方向的荷载与作用效应组合应按下式计算:
    2 对于倾斜安装的GRC外墙,沿垂直于板面方向的荷载与作用效应组合应按下列公式计算:
当重力荷载对结构有利时:
当重力荷载对结构不利时:
式中:
    S——荷载与作用按标准组合设计值;
    SGk、SWk、STMk——分别为重力荷载、风荷载、温湿度作用效应标准值;
    γG、γW、γTM——分别为重力荷载、风荷载和温湿度作用效应的分项系数,取1.0。
5.4.7 GRC构件及其他结构构件进行挠度验算时,其荷载与作用效应按标准组合,且应符合下列规定:
    1 对于GRC竖直外墙,GRC构件及其支承结构沿垂直于板面方向的荷载与作用效应组合值应按下式计算:
    2 对于倾斜安装的GRC外墙,GRC构件及其支承结构沿垂直于板面方向的荷载与作用效应组合值应按下列公式计算:
当重力荷载对结构有利时:
当重力荷载对结构不利时:
式中:
    S——荷载与作用按标准组合设计值;
    SGk、SWk——分别为重力荷载、风荷载标准值;
    γG、γW——分别为重力荷载、风荷载的分项系数,取1.0。

条文说明
5.4.1~5.4.5 在对GRC构件进行承载力极限状态设计计算时,作用在GRC构件上的自重荷载、风荷载、地震作用以及温湿度作用的组合值计算,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定进行计算。
    GRC构件广泛用于个性化的建筑,其安装倾角(即GRC构件外表面与水平面间的夹角)可能是任意角度。为了满足不同安装倾角GRC构件的作用效应计算,本标准公式(5.4.1-1)和公式(5.4.1-2)中的重力荷载和地震作用可分别采用垂直于GRC构件板面方向的相应分量来代替。则公式(5.4.1-1)和公式(5.4.1-2)可合并为如下公式:
式中:θ——GRC构件安装倾角。
    对于竖直安装的GRC构件,θ=90°,公式(6)可简化为:
    对于水平倒挂的GRC构件,θ=0°,公式(6)可简化为:
    对于水平安装的GRC构件,θ=180°,公式(6)可简化为:
    公式(9)仅仅是作用效应组合值计算的一般内力表达式,式中第一项中的负号仅表示重力荷载的方向与风荷载作用方向相反,此种情形下,自重荷载对结构是有利的。为安全起见,现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定,其自重荷载分项系数取1.0,不考虑负号的影响。
    作用于GRC构件上的风荷载、地震作用、温湿度作用,同时到达最大值的可能性极小。因此,在进行作用效应组合时,第一项可变作用效应按100%考虑(组合值系数取1.0),第二项和第三项可变作用效应应适当折减。为此,本标准根据我国现行行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133的规定,对本标准公式(5.4.1-1)和公式(5.4.1-2)中的第一、第二、第三可变荷载组合值系数分别规定为1.0、0.6和0.2。
    GRC构件的自重是经常作用的永久荷载,所有的基本组合情况中都包括此项。但在计算永久荷载作用效应时,其参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载;GRC构件的自重一般小于1.0kN/㎡,明显低于风荷载,因此通常情况下是风荷载作用效应起控制作用。在此种情况下,《建筑结构荷载规范》GB 50009规定:永久荷载分项系数γG,当对结构有利时取1.0(该情形适用于水平安装的情况);当对结构不利时取1.2(该情形适用于水平倒挂的情况)。极少出现永久荷载效应起控制作用的情形。当然,当此情形出现时,永久荷载分项系数γg取1.35。
    对于水平安装的GRC构件,通常情况下,GRC构件自重荷载与风荷载的效应组合值应大于GRC构件自重荷载与雪荷载效应的组合值,因此,本节没有考虑雪荷载(或施工荷载)参与组合的情况。但在极个别地区和特定条件下出现上述相反的情形时,则应考虑雪荷载效应参加基本组合。
5.4.6 GRC构件按正常使用极限状态进行抗裂验算。在正常使用情况下,GRC构件主要承受重力荷载、风荷载和温湿度作用。根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定,上述荷载与作用效应组合值应按标准组合计算。
    对于GRC竖直外墙,由于风荷载与重力荷载相互垂直,因此,在验算GRC构件的抗裂性时,仅需按风荷载和温湿度作用考虑对其抗裂性的影响。
    对于倾斜安装的GRC外墙,当风荷载方向向上时,因GRC构件重力荷载沿垂直于板面方向分量的方向向下对结构是有利的;另一方面,我国现行建筑幕墙规范规定风荷载设计值不低于1.0kN/㎡,而GRC构件的自重一般均小于1.0kN/㎡,因此,在此种情形下,为计算偏于安全起见,在计算GRC构件的抗裂性时,不考虑重力荷载对结构的有利影响,其荷载设计值采用风荷载与温湿度作用的标准组合。反之,当风荷载方向向下时,则风荷载与GRC构件重力荷载沿垂直于板面方向分量的方向相同,此种情形下,在计算GRC构件的抗裂性时,其荷载设计值应采用自重荷载、风荷载以及温湿度作用的标准组合。
5.4.7 考虑到GRC构件的温湿度作用效应对其挠度无明显影响,故对于GRC构件及其支承结构的挠度计算,仅需考虑自重荷载和风荷载的影响即可。自重荷载与风荷载的作用效应按标准组合,其组合值计算与抗裂荷载组合值计算相同(但不考虑温湿度作用效应参与组合)。

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