關于幕墻結構荷載系數的探討

孫長龍 路斌

摘 要：關于鋁型材幕墻結構荷載系數及材料系數，各國規范的選取及計算方法不同，本文以工程中常用的6063-T6型材為例，對比國標、英標及歐標，闡述新的規范 GB50068-2018更加符合國際形勢，使建筑結構安全度水平有了提高。

關鍵詞：幕墻;鋁型材;荷載系數;國標;英國標準;歐洲標準

鋁型材幕墻結構，外形美觀，受力合理，越來越多的被應該在國內外大中型樓宇的外裝飾。眾所周知，國內規范《建筑結構可靠性設計統一標準》GB50068-2018， 已于2019年4月1日起實施，目前國內很多主流計算軟件，已經對荷載系數及組合系數做了修改。本文通過國標，英國標準及歐洲標準進行對比，闡述主流荷載規范在鋁型材幕墻荷載系數方面的選取，幫助結構設計師分析國內外荷載規范，關于幕墻部分荷載系數選取的差別。

對于立面幕墻結構，主要的荷載就是恒載（自重，以下用符號 DL 代替）及可變荷載（風荷載，以下用符號 WL 代替），本文主要介紹此兩種荷載作用下的鋁型材幕墻的荷載系數選取。

1.? 國標 參考《建筑結構可靠性設計統一標準》GB50068-2018條款8.2.4及表8.2.9

國標中恒載的分項系數為1.3，活荷載分項系數為1.5。對于強度計算，荷載組合為：1.3DL+1.5WL。關于鋁合金型材的抗拉壓強度設計值，參見《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ 102-2003，表5.2.2，我們以6063-T6 型材為例：fa=140MPa。

2. 英標參考《BS 8118： Part 1： 1991》Structural use of aluminium Part 1：Code of practice for design.

關于荷載系數見下表，來自《BS 8118》

對于強度計算，荷載組合為：1.2DL+1.2WL。但是如何活荷載比如維修荷載為控制荷載（用符號LL 代替），鋁型材強度計算中荷載組合為：1.2DL+1.33LL。

關于屈服強度取值參加表2.1，對于6063-T6 型材，fy=160MPa ，但是BS8118 中鋁型材要考慮1.2 的材料系數。

3. 歐標參考《BS EN 1990： 2002》Eurocode — Basis of structural design Annex A1恒載的荷載系數為1.35，活荷載荷載系數為1.5。對于強度計算，荷載組合為：1.35DL+1.5WL。

對于6063-T6 型材，fy=170MPa 參見。關于材料系數，歐標也有同樣的要求，參加 表6.1，resistance of cross-sections in tension to fracture 取1.25

結論：

國標鋁型材強度值（以6063-T6 為例） 除以荷載系數為：140MPa/1.5=93.33MPa; 英標為： 160MPa/ （1.2x1.2）=111.11MPa; 歐標為：170MPa/（1.5x1.25）=90.67MPa。實際上采用新執行的GB 50068-2018，計算鋁型材強度，比英標更為保守，比歐標更為開放。采用此規范荷載組合，更符合國際形勢，更加安全可靠

參考文獻：

[1《] 建筑結構可靠性設計統一標準》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