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5.1 一般规定
5.1.1 GRC外墙应按围护结构设计,应具有足够的承载力、抗裂性、刚度、稳定性和相对于主体结构的位移能力。
5.1.2 GRC构件与主体结构应采用柔性连接。当采用螺栓连接时,应有可靠的防松、防滑措施;当采用短槽后置挂件连接时,应有可靠的防脱、防滑措施。
5.1.3 GRC外墙结构设计应按弹性方法计算作用效应,并应按本标准第5.4节的规定进行作用效应组合。作用效应应符合下列规定:
1 非抗震设计时,应计算重力荷载、风荷载和温湿度作用效应;
2 抗震设计时,应计算重力荷载、风荷载、地震作用效应和温湿度作用效应。
5.1.4 GRC构件结构设计尚应分别计算生产、施工阶段的作用效应,并应分别进行作用效应组合。
2 抗震设计时,应计算重力荷载、风荷载、地震作用效应和温湿度作用效应。
5.1.4 GRC构件结构设计尚应分别计算生产、施工阶段的作用效应,并应分别进行作用效应组合。
5.1.5 GRC外墙结构构件应按各效应组合中的最不利组合进行设计。
5.1.6 对于承载力极限状态,GRC外墙结构构件应按下列规定验算承载力:
1 无地震作用效应组合时,承载力应符合下式要求:
2 有地震作用效应组合时,承载力应符合下式要求:
式中:
S——荷载效应按基本组合的设计值;
SE——地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值;
R——GRC构件及其他结构构件的抗力设计值;
γ0——GRC构件及其他结构构件重要性系数,取不小于1.0;
γRE——GRC构件及其他结构构件承载力抗震调整系数,取1.0。
5.1.7 对于正常使用极限状态,荷载应按标准组合,GRC构件应验算抗裂承载力和挠度,其他结构构件应验算挠度,并应符合下列规定:
S——荷载效应按基本组合的设计值;
SE——地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值;
R——GRC构件及其他结构构件的抗力设计值;
γ0——GRC构件及其他结构构件重要性系数,取不小于1.0;
γRE——GRC构件及其他结构构件承载力抗震调整系数,取1.0。
5.1.7 对于正常使用极限状态,荷载应按标准组合,GRC构件应验算抗裂承载力和挠度,其他结构构件应验算挠度,并应符合下列规定:
1 GRC构件抗裂承载力应符合下式要求:
式中:
Sγ——荷载效应按标准组合的设计值;
Rγ——GRC构件抗裂承载力设计值。
2 GRC构件或其他结构构件的挠度应符合下式要求:
Sγ——荷载效应按标准组合的设计值;
Rγ——GRC构件抗裂承载力设计值。
2 GRC构件或其他结构构件的挠度应符合下式要求:
式中:
u——GRC构件或其他结构构件在风荷载标准值作用下或在风荷载标准值与永久荷载标准值共同作用下产生的挠度值;
ulim——GRC构件或其他结构构件的挠度限值。
3 双向受弯的杆件,两个方向的挠度应分别符合公式(5.1.7-2)的规定。
5.1.8 根据锚固连接破坏后果的严重程度,GRC构件的预埋锚固设计或后锚固设计应按本标准表5.1.8的规定确定相应的安全等级,且不应低于GRC构件自身的安全等级。
u——GRC构件或其他结构构件在风荷载标准值作用下或在风荷载标准值与永久荷载标准值共同作用下产生的挠度值;
ulim——GRC构件或其他结构构件的挠度限值。
3 双向受弯的杆件,两个方向的挠度应分别符合公式(5.1.7-2)的规定。
5.1.8 根据锚固连接破坏后果的严重程度,GRC构件的预埋锚固设计或后锚固设计应按本标准表5.1.8的规定确定相应的安全等级,且不应低于GRC构件自身的安全等级。
表5.1.8 预埋锚固连接与后锚固连接的安全等级
1 无地震作用效应组合,预埋锚固连接或后锚固连接的承载力应符合下式要求:
2 有地震作用效应组合,预埋锚固连接和后锚固连接的承载力应分别符合下列公式要求:
预埋锚固连接:
后锚固连接:
式中:
γA——预埋锚固连接或后锚固连接重要性系数,对一级、二级的锚固安全等级,分别取1.2、1.1,且γA≥γ0;对有地震作用效应组合取1.0;
S——无地震作用效应或有地震作用效应的基本组合设计值,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定进行计算;
R——锚固承载力设计值;
k——地震作用下锚固承载力降低系数,按表5.1.9确定;
γRE——锚固承载力抗震调整系数,取1.0。
预埋锚固连接:
γA——预埋锚固连接或后锚固连接重要性系数,对一级、二级的锚固安全等级,分别取1.2、1.1,且γA≥γ0;对有地震作用效应组合取1.0;
S——无地震作用效应或有地震作用效应的基本组合设计值,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009和《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定进行计算;
R——锚固承载力设计值;
k——地震作用下锚固承载力降低系数,按表5.1.9确定;
γRE——锚固承载力抗震调整系数,取1.0。
表5.1.9 地震作用下锚固承载力降低系数k
5.1.10 GRC构件的结构设计也可采用有限元法进行计算。
条文说明
5.1.1、5.1.2 GRC外墙是建筑物的围护结构,只承受自身重力荷载和作用其上的风荷载、地震作用以及温湿度作用等,不分担主体结构承受的荷载和地震作用。为此,GRC构件与主体结构间应具有一定的相对位移能力,以免当主体结构因外荷载作用产生变形时,使GRC构件产生不能承受的内力和变形。GRC构件面板厚度通常为10mm~20mm,一旦出现开裂,极易产生贯穿性裂缝而影响结构的安全度和装饰效果,因此,GRC构件在正常使用条件下还应有优良的抗裂性。对于抗震设计的GRC外墙,在多遇地震作用下,GRC外墙不允许破坏,应保持完好;在设防裂度地震作用下,GRC外墙不应有严重破坏,一般允许局部破碎,经修理后可继续使用;在罕遇地震作用下,GRC外墙必然破坏严重,面板破碎,但骨架不应脱落,倒塌。
5.1.3 在通常情况下,GRC构件在弹性范围内工作,因此,其内力与变形应按弹性方法分析计算。但对于短期使用的GRC构件,当进行承载力设计时,其应力可能在比例极限强度以上的塑性区段,此种情况下,GRC构件的内力和变形根据具体受力情况,按其他非线性方法分析计算。
GRC外墙结构设计应区分是否有抗震要求。对于非抗震设防地区,只需考虑风荷载、重力荷载以及温湿度作用;对于抗震设防地区,除考虑上述荷载和作用外,还应考虑地震作用。
5.1.4 GRC构件在生产和施工阶段如出现过载或产生过大变形,则无法通过安装验收和交付正常使用。因此,对GRC构件在生产和施工阶段可能产生的荷载和作用进行分析计算是必要的。一般情况下,在生产阶段应分析计算GRC构件的自重荷载和脱模吸附力作用;在施工阶段,应分析计算GRC构件的自重荷载和吊装惯性力作用(或其他施工荷载)。
5.1.6、5.1.7 GRC外墙应根据实际受力情况分别计算自重荷载、风荷载、地震作用以及温湿度作用。承载力极限状态设计时,应考虑作用效应的基本组合。正常使用极限状态设计时,应考虑作用效应的标准组合,GRC构件除与其他结构构件一样需进行挠度验算外,还应进行抗裂承载力验算。本标准公式(5.1.6-1)、公式(5.1.6-2)和公式(5.1.7-1)分别为承载力设计表达式和抗裂设计表达式的通用形式,作用效应设计值S、SE和S,可以是内力,也可以是应力;抗力设计值R和R,可以是承载力设计值,也可以是材料强度设计值。
5.1.8、5.1.9 GRC构件的预埋锚固连接或后锚固连接的安全等级及本标准公式(5.1.9-1)、公式(5.1.9-3)的规定依照国家现行标准《建筑抗震设计规范》GB50011和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145的有关规定确定。
5.1.10 本标准第6章~第8章对常用的三种GRC外墙板结构设计及验算进行了规定。随着GRC外墙的发展,GRC构件的板形和构造形式会越来越复杂,结构设计的计算工作量也会越来越大,采用有限元法进行计算也是一种选择。
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