关于幕墙结构荷载系数的探讨
2020-10-20孙长龙路斌
孙长龙 路斌
摘 要：關于铝型材幕墙结构荷载系数及材料系数，各国规范的选取及计算方法不同，本文以工程中常用的6063-T6型材为例，对比国标、英标及欧标，阐述新的规范 GB50068-2018更加符合国际形势，使建筑结构安全度水平有了提高。
关键词：幕墙;铝型材;荷载系数;国标;英国标准;欧洲标准
铝型材幕墙结构，外形美观，受力合理，越来越多的被应该在国内外大中型楼宇的外装饰。众所周知，国内规范《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018， 已于2019年4月1日起实施，目前国内很多主流计算软件，已经对荷载系数及组合系数做了修改。本文通过国标，英国标准及欧洲标准进行对比，阐述主流荷载规范在铝型材幕墙荷载系数方面的选取，帮助结构设计师分析国内外荷载规范，关于幕墙部分荷载系数选取的差别。
对于立面幕墙结构，主要的荷载就是恒载（自重，以下用符号 DL 代替）及可变荷载（风荷载，以下用符号 WL 代替），本文主要介绍此两种荷载作用下的铝型材幕墙的荷载系数选取。
1. 国标 参考《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018条款8.2.4及表8.2.9
国标中恒载的分项系数为1.3，活荷载分项系数为1.5。对于强度计算，荷载组合为：1.3DL+1.5WL。关于铝合金型材的抗拉压强度设计值，参见《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003，表5.2.2，我们以6063-T6 型材为例：fa=140MPa。
2. 英标参考《BS 8118： Part 1： 1991》Structural use of aluminium Part 1：Code of practice for design.
关于荷载系数见下表，来自《BS 8118》
对于强度计算，荷载组合为：1.2DL+1.2WL。但是如何活荷载比如维修荷载为控制荷载（用符号LL 代替），铝型材强度计算中荷载组合为：1.2DL+1.33LL。
关于屈服强度取值参加表2.1，对于6063-T6 型材，fy=160MPa ，但是BS8118 中铝型材要考虑1.2 的材料系数。
3. 欧标参考《BS EN 1990： 2002》Eurocode — Basis of structural design Annex A1恒载的荷载系数为1.35，活荷载荷载系数为1.5。对于强度计算，荷载组合为：1.35DL+1.5WL。
对于6063-T6 型材，fy=170MPa 参见
结论：
国标铝型材强度值（以6063-T6 为例） 除以荷载系数为：140MPa/1.5=93.33MPa; 英标为： 160MPa/ （1.2x1.2）=111.11MPa; 欧标为：170MPa/（1.5x1.25）=90.67MPa。实际上采用新执行的GB 50068-2018，计算铝型材强度，比英标更为保守，比欧标更为开放。采用此规范荷载组合，更符合国际形势，更加安全可靠
参考文献：
[1《] 建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068-2018
[2]< BS 8118： Part 1： 1991 > Structural use of aluminium Part 1： Code of practice for design.
[3]< BS EN 1990： 2002> Eurocode — Basis of structural design
[4]< BS EN 755-2： 1997> Aluminium and aluminium alloys- Extrudedrod/bar， tube and profiles Part 2. Mechanical properties
[5]< BS EN1999-1-1：2007> Eurocode 9： Design of aluminium structures-Part 1-1： General structural rules
