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2024建筑幕墻結構計算標準PAGE4目次TOC\o1-2\h\z\u1總則 12術語和符號 22.1術語 22.2主要符號 33材料 13.1一般規(guī)定 13.2材料力學性能 13.3材料物理性能 114結構計算基本規(guī)定 134.1一般規(guī)定 134.2結構作用 164.3儲存、運輸、施工階段作用 204.4作用效應組合 224.5有限元數(shù)值分析 245面板 285.1一般規(guī)定 285.2線支承結構計算 406.1一般規(guī)定 406.2框支承結構 406.3肋支承結構 476.4索結構 556.5桁架結構 586.6膜結構 587特殊構造結構計算 627.1一般規(guī)定 627.2開啟構造計算 627.3與主體結構連接計算 637.4外挑裝飾連接計算 677.5防火封堵連接計算 697.6其他構造計算 708連接計算 728.1一般規(guī)定 728.2硅酮結構密封膠粘接計算 728.3緊固件連接 748.4焊縫連接 799結構計算表達 82附錄A穿條式隔熱鋁合金型材等效慣性矩計算 83附錄B開口鋁合金立柱強度折減系數(shù) 85附錄C面內受彎構件屈曲臨界彎矩計算方法 89附錄D槽式預埋件設計 92用詞說明 110引用標準名錄 111條文說明 112
1總則1.0.1為規(guī)范建筑幕墻結構計算,做到安全可靠、經濟合理、技術可行,滿足建設項目正常使用和綠色發(fā)展需要,制定本標準。條文說明:1.0.1【工程結構通用規(guī)范GB55001-2021】1.0.1……保障工程結構安全性、適用性、耐久性,滿足建設項目正常使用和綠色發(fā)展需要,制定本規(guī)范。適用時,采光頂、金屬屋面及雨篷等外圍護結構的計算,可參考本標準執(zhí)行。1.0.2本標準適用于各類功能性及裝飾性建筑幕墻的結構計算。對于具有特殊要求如防爆、防振動等的建筑幕墻結構,尚應按照國家現(xiàn)行標準《工程隔振設計標準》GB50463、《建筑振動荷載標準》GB/T51228和《民用建筑防爆設計標準》T/CECS736的有關要求補充結構計算。條文說明:1.0.2對適用高度的限制體現(xiàn)到5章一般規(guī)定中。適用范圍不再區(qū)分抗震烈度,特別項目應進行論證及抗震性能試驗驗證。本標準中的建筑幕墻,包括室外圍護結構及室內圍護結構的幕墻。1.0.3建筑幕墻結構應滿足強度、剛度、穩(wěn)定性要求,并具有相對于主體結構的相應位移能力。幕墻設計應合理選用材料、結構方案和構造措施,宜采用性能化設計方法。條文說明:1.0.3對復雜結構體系、桁架支承結構及其他大跨度鋼結構、大跨度玻璃肋等,應進行結構穩(wěn)定性驗算。1.0.4建筑幕墻設計時應合理選用材料及構造措施,結構方案宜采用性能化設計方法。條文說明:1.0.3對復雜結構體系、桁架支承結構及其他大跨度鋼結構、大跨度玻璃肋等,應進行結構穩(wěn)定性驗算。1.0.5創(chuàng)新性項目,超過現(xiàn)行標準或規(guī)范規(guī)定限制的項目,抗震設防烈度為9度及以上,抗震設防類別為特殊設防類、重點設防類的項目,除應進行結構計算外,尚應進行論證及振動臺抗震性能試驗驗證。1.0.6建筑幕墻結構計算除應符合本標準外,尚應符合國家現(xiàn)行有關標準和現(xiàn)行中國工程建設標準化協(xié)會有關標準的規(guī)定。
2術語和符號2.1術語2.1.1幕墻結構計算structuraldesignofcurtainwall幕墻面板、桿件、連接件等在永久作用、可變作用、偶然作用等荷載作用下的強度、剛度、穩(wěn)定性和變形協(xié)調設計。2.1.2強度strength構件截面材料或連接抵抗破壞的能力。強度計算是防止結構構件或連接因材料強度被超過而破壞的計算。2.1.3強度設計值designvalueofstrength材料或連接的強度標準值除以相應抗力分項系數(shù)后的數(shù)值。2.1.4承載能力load-carryingcapacity結構或構件不會因強度、穩(wěn)定等因素破壞所能承受的最大內力,或達到不適應與繼續(xù)承載的變形時的內力。2.1.5復合材料型材complexmaterialsection
不同材料間采用特殊工藝進行一體化成型,共同承擔拉彎剪荷載作用的型材。常見的復合材料型材包括隔熱鋁合金型材、共擠類復合型材等。2.1.6組合材料型材combinationmaterialssection
不同材料間采用抗剪連接件進行連接,組合體受彎時符合平截面假定的型材。常見的組合材料型材包括采用機械連接的型材組合等。2.1.7疊合材料型材laminatedmaterialsection
不同材料間沒有連接件,組合體受彎時各自沿自身截面中性軸產生撓曲,且撓度相等的型材。常見的疊合材料型材包括穿入鋼襯的鋁型材、卡裝式鋁型材等。2.1.9零狀態(tài)zerostate結構構件拼接后拉索未施加預張力的零應力狀態(tài)。2.1.10初始狀態(tài)initialstateofform索結構、膜結構在預張力施加完畢后的自平衡狀態(tài)。2.1.11工作狀態(tài)loadingstate索結構在外部荷載作用下的平衡狀態(tài)。2.2主要符號2.2.1作用及作用效應F——集中荷載M——彎矩N——軸力V——剪力R——構件截面承載力設計值S——作用效應組合的設計值df——撓度w——風荷載設計值wk——風荷載標準值Gk——重力荷載標準值σ——正應力τ——剪應力2.2.2計算指標E——材料彈性模量G——材料剪變模量f——材料強度設計值fc——材料抗壓強度設計值ft——材料抗拉強度設計值fv——材料抗剪強度設計值fc——材料抗壓強度設計值2.2.3幾何參數(shù)A——截面面積W——截面模量I——截面慣性矩S——截面面積矩d——直徑t——厚度cs——硅酮結構膠密封膠粘結厚度l——長度或跨度h——截面或板件的高度2.2.4計算系數(shù)n——連接處的螺釘/螺栓數(shù)β——多個緊固件連接的受力不均勻影響放大系數(shù)γ——塑性發(fā)展系數(shù)γ0——結構構件重要性系數(shù)γg——材料重力密度αmax——PAGE13材料3.1一般規(guī)定3.1.1建筑幕墻用材料應符合國家現(xiàn)行標準相關規(guī)定及設計要求,且應有出廠合格證。建筑幕墻用材料宜采用節(jié)能環(huán)保且經碳足跡分析評價的產品。3.1.2建筑幕墻用鋁合金材料、鋼材、不銹鋼、木材、玻璃、金屬板、天然石材、人造板材、膠類、緊固件、塑料等,均應符合國家、行業(yè)現(xiàn)行標準《建筑幕墻》GB/T21086、《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102、《建筑玻璃應用技術規(guī)程》JGJ113、《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133、《采光頂與金屬屋面技術規(guī)程》JGJ255、《索結構技術規(guī)程》JGJ257、《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ336、《點掛外墻板裝飾工程技術規(guī)程》JGJ321、《玻璃纖維增強水泥(GRC)建筑應用技術標準》JGJ/T423、《金屬夾芯板應用技術標準》JGJ/T453、《建筑金屬圍護系統(tǒng)工程技術標準》JGJ/T473、《膜結構技術規(guī)程》CECS158、《不銹鋼結構技術規(guī)程》CECS410等的相關規(guī)定。3.2材料力學性能3.2.1鋁合金型材的強度設計值應按表3.2.1采用。表3.2.1鋁合金型材強度設計值鋁合金牌號狀態(tài)壁厚(mm)強度設計值(N/mm2)抗拉、抗壓強度抗剪強度局部承壓強度焊接熱影響區(qū)抗拉、抗壓、抗彎強度焊接熱影響區(qū)抗剪強度6061T4所有0T6所有063T5所有T6所有3AT5≤545>040T6≤050>550條文說明:本條參照《鋁合金結構設計規(guī)范》GB50429-2017表4.3.4的相關規(guī)定制定,保留了幕墻常用的6061、6063和6063A鋁合金牌號。3.2.2熱軋鋼材強度設計值應按《鋼結構設計標準》GB50017規(guī)定采用。冷成型薄壁型鋼強度設計值應按《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》GB50018規(guī)定采用。Q235、Q355、Q390、Q420、Q460鋼的設計用強度指標見表3.2.2。表3.2.2鋼材的設計用強度指標(N/mm2)鋼材牌號厚度或直徑(mm)鋼材強度鋼材強度設計值鋼種牌號抗拉強度最小值屈服強度最小值抗拉、抗壓和抗彎抗剪端面承壓(刨平頂緊)碳素結構鋼(GB/T700)Q235≤20>16,≤>40,≤5低合金高強度結構鋼(GB/T1591)Q355≤00>16,≤>40,≤>63,≤>80,≤5Q390≤15>16,≤>40,≤>63,≤0Q420≤40>16,≤>40,≤>63,≤5Q460≤70>16,≤>40,≤>63,≤5建筑結構用鋼板(GB/T19879)Q345GJ>16,≤15>50,≤5條文說明:本條參照《鋼結構通用規(guī)范》GB55006-2021條文說明3.0.3表2的相關規(guī)定制定。3.2.3不銹鋼型材、棒材及板材的抗拉、抗壓強度設計值可按其屈服強度標準值σp0.2除以系數(shù)1.15采用,抗剪強度設計值可按抗拉強度設計值的0.58倍采用。不銹鋼材料的強度指標應按表3.2.3采用。表3.2.3不銹鋼材料強度指標(N/mm2)種類統(tǒng)一數(shù)字代號牌號不銹鋼強度標準值不銹鋼強度設計值縱向/橫向應變強化系數(shù)名義屈服強度抗拉極限強度抗拉、抗壓和抗彎強度抗剪強度端面承壓強度奧氏體型S3040806Cr19Nil06/8S30403022Cr19Ni06/8S3160806Cr17Ni12Mo07/9S31603022Cr17Ni12Mo7/9雙相型S22053022Cr23Ni5Mo3N5/5S22253022Cr22Ni5Mo3N5/53.2.4短期荷載作用下玻璃的強度設計值應按表3.2.4-1的規(guī)定采用,長期荷載作用下玻璃的強度設計值應按表3.2.4-2的規(guī)定采用。表3.2.4-1短期荷載作用下玻璃的強度設計值(N/mm2)種類厚度(mm)中部強度邊緣強度端面強度平板玻璃5~1228222015~1924191722~25201614半鋼化玻璃5~1256444015~1948383422~25403228鋼化玻璃5~1284675915~1972585122~25594742表3.2.4-2長期荷載作用下玻璃的強度設計值(N/mm2)種類厚度(mm)中部強度邊緣強度端面強度平板玻璃5~1286615~1976522~25654半鋼化玻璃5~1228222015~1924191722~25201614鋼化玻璃5~1242343015~1936292622~253024213.2.5單層鋁合金板抗拉強度設計值應按現(xiàn)行國家標準《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材第2部分:力學性能》GB/T3880.2規(guī)定的屈服強度標準值σp0.2除以系數(shù)1.286采用,抗剪強度設計值應按抗拉強度設計值的0.58倍采用,單層鋁合金板強度設計值應按表3.2.5采用。表3.2.5單層鋁合金板強度設計值鋁合金牌號狀態(tài)規(guī)定非比例延伸強度σp0.2強度設計值(N/mm2)抗拉強度抗剪強度1060H14,H0H14,H0H14,H3H141259756H04O6047275005H141209354H24,H52O6550293.2.6硅酮結構膠強度設計值按表3.2.6采用。表3.2.6硅酮結構膠強度設計值項目強度設計值(N/mm2)短期荷載作用下強度設計值f10.20長期荷載作用下強度設計值f20.013.2.7螺栓、焊縫等連接材料強度設計值應按《鋼結構設計標準》GB50017規(guī)定采用。后錨固錨栓強度設計值可按《混凝土結構后錨固技術規(guī)程》JGJ145采用。3.2.8木材的力學性能應符合現(xiàn)行國家標準《木結構設計標準》GB50005、《結構用集成材》GB/T26899的規(guī)定。集成材的強度等級不應低于現(xiàn)行國家標準《結構用集成材》GB/T26899-2011中規(guī)定的TCT21或TCYD18,具體強度等級及要求見表3.2.8-1、3.2.8-2。表3.2.8-1同等組合結構用集成材強度等級的抗彎強度標準值和抗彎彈性模量強度等級抗彎強度fmk(N/mm2)抗彎彈性模量E(N/mm2)TCT304012500TCT273611000TCT24329500TCT21288000TCT18246500TCT15205000表3.2.8-2對稱異等組合結構用集成材強度等級的抗彎強度標準值和抗彎彈性模量強度等級抗彎強度fmk(N/mm2)抗彎彈性模量E(N/mm2)TCYD304014000TCYD273612500TCYD243211000TCYD21289500TCYD18248000TCYD152065003.2.9鋁合金型材用隔熱材料中聚酰胺型材應符合國家現(xiàn)行標準《鋁合金建筑型材用隔熱材料第1部分:聚酰胺型材》GB/T23615.1和《建筑鋁合金型材用聚酰胺隔熱條》JG/T174規(guī)定。澆注型材中的聚氨酯隔熱膠應符合現(xiàn)行國家標準《鋁合金建筑型材用隔熱材料第2部分:聚氨酯隔熱膠》GB/T23615.2的規(guī)定。其他隔熱材料應符合現(xiàn)行國家標準相關規(guī)定及設計要求。3.2.10建筑幕墻開啟五金件常用材料應按現(xiàn)行國家標準《建筑門窗五金件通用要求》GB/T32223的要求,取值應按表3.2.10采用。表3.2.10建筑門窗五金件常用材料要求材料要求碳素鋼冷拉工藝部件不應低于《碳素結構鋼》GB/T700、《冷拉圓鋼、方鋼、六角鋼》GB/T905中Q235的規(guī)定;冷軋鋼板及鋼帶不應低于《碳素結構鋼》GB/T700、《碳素結構鋼冷軋鋼板及鋼帶》GB/T11253中Q235的規(guī)定;熱軋工藝部件不應低于《碳素結構鋼》GB/T700、《熱軋鋼棒尺寸》GB/T702中Q235的規(guī)定。鋅合金壓鑄鋅合金不應低于《壓鑄鋅合金》GB/T13818中YZZnAl4Cul的規(guī)定。鋁合金擠壓鋁合金不應低于《鋁合金建筑型材第1部分:基材》GB5237.1中6063T5的規(guī)定。壓鑄鋁合金不應低于《壓鑄鋁合金》GB/T15115中YZAlSil2的規(guī)定。鍛壓鋁合金不應低于《變形鋁及鋁合金化學成分》GB/T3190中7075的規(guī)定。不銹鋼不銹鋼冷軋鋼板不應低于《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》GB/T3280中0Cr18Ni9的規(guī)定。不銹鋼棒不應低于《不銹鋼棒》GB/T1220中0Cr18Ni9的規(guī)定。塑料ABS應采用彎曲強度不低于《丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂》GB/T12672中62MPa的材料。聚甲醛應不低于《塑料聚甲醛(POM)模塑和擠塑材料第3部分:通用產品要求》GB/T22271.3的規(guī)定。3.2.11干掛石材的強度應由法定檢測機構檢測,并符合《干掛飾面石材》GB/T32834的規(guī)定。石材面板的抗彎、抗剪強度設計值可根據(jù)其彎曲強度試驗的平均值按照表3.2.11中的安全系數(shù)計算得出。石材抗彎強度設計值、抗剪強度設計值應按下列公式計算:f(3.2.11-1)f(3.2.11-2)式中:f——石材面板抗彎強度設計值(N/mm2);f——石材面板抗剪強度設計值(N/mm2);f——石材面板彎曲強度試驗平均值(N/mm2);K——石材抗彎設計材料強度安全系數(shù);K——石材抗剪設計材料強度安全系數(shù)。表3.2.11不同石材的安全系數(shù)取值石材種類抗彎抗剪總安全系數(shù)材料強度安全系數(shù)材料強度安全系數(shù)花崗巖32.154.30大理石53.607.10石灰石64.308.60砂巖85.7011.40條文說明:本條參照《上海市建筑幕墻工程技術標準》DG/TJ08-56-2019第11.4.4條相關規(guī)定制定。3.2.12石材蜂窩板的強度應由法定檢測機構檢測,并符合《建筑裝飾用石材蜂窩復合板》JG/T328的規(guī)定。石材蜂窩板的石材面板抗彎強度標準值應根據(jù)整版的彎曲試驗結果,按下式計算值和抗彎強度試驗值的最小值fminf(3.2.12-1)式中:f——石材蜂窩板石材面板抗彎強度標準值(N/mm2);f——石材蜂窩板石材面板抗彎強度試驗平均值(N/mm2);f——石材蜂窩板石材面板抗彎強度試驗標準差(N/mm2)。石材蜂窩板石材面板的抗彎強度設計值可根據(jù)其彎曲強度標準值按照表3.2.12中的材料性能分項系數(shù)計算得出。石材蜂窩板石材面板抗彎強度設計值應按下列公式計算:f(3.2.12-2)式中:f——石材蜂窩板石材面板抗彎強度設計值(N/mm2);f——石材蜂窩板石材面板抗彎強度標準值(N/mm2);γ——石材蜂窩板石材面板材料性能分項系數(shù),應符合本規(guī)范表3.2.16條的規(guī)定。表3.2.12石材蜂窩板石材面板材料性能分項系數(shù)背板材質類型花崗石砂巖石灰石鋁蜂窩板鋼蜂窩板1.51.81.8玻纖蜂窩板1.82.152.15條文說明:本條參照《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ336-2016第5.2.6、5.2.7、5.2.8條相關規(guī)定制定。3.2.13蜂窩鋁板的強度設計值可根據(jù)廠家提供的強度標準值(或最小值)除以材料性能分項系數(shù)1.428采用,也可按表3.2.13采用。表3.2.13蜂窩鋁板強度設計值板厚t(mm)抗拉強度抗剪強度2010.51.4條文說明:本條參照《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133-2001第5.3.4條及其條文說明相關規(guī)定制定。3.2.14鋁塑復合板的力學性能應符合《建筑幕墻用鋁塑復合板》GB/T17748的規(guī)定,鋁塑復合板的強度設計值可根據(jù)廠家提供的強度標準值(或最小值)除以材料性能分項系數(shù)1.428采用,也可按表3.2.14采用。表3.2.14鋁塑復合板強度設計值板厚t(mm)抗拉強度抗剪強度47020條文說明:本條參照《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133-2001第5.3.3條及其條文說明相關規(guī)定制定。3.2.15瓷板的力學性能應符合《建筑幕墻用瓷板》JG/T217的規(guī)定,瓷板的強度設計值可根據(jù)廠家提供的強度標準值(或最小值)除以材料性能分項系數(shù)1.8采用,抗剪強度取抗彎強度的50%,也可按表3.2.15采用。表3.2.19瓷板強度設計值材料種類抗彎強度設計值抗剪強度設計值瓷板15.07.5條文說明:本條參照《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ336-2016第5.2.5條及其條文說明相關規(guī)定制定。3.2.16陶板的力學性能應符合《建筑幕墻用陶板》JG/T324的規(guī)定,陶板的強度設計值可根據(jù)廠家提供的強度標準值(或最小值)除以材料性能分項系數(shù)1.8采用,抗剪強度按抗彎強度的20%采用,也可按表3.2.16采用。表3.2.20陶板強度設計值材料種類抗彎強度設計值抗剪強度設計值陶板AⅠ類AⅡa類AⅡb類AⅠ類AⅡa類AⅡb類10.06.24.52.01.20.9條文說明:本條參照《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ336-2016第5.2.5條及其條文說明相關規(guī)定制定。3.2.17微晶玻璃的力學性能應符合《建筑裝飾用微晶玻璃》JC/T872的規(guī)定,微晶玻璃的強度設計值可根據(jù)廠家提供的強度標準值(或最小值)除以材料性能分項系數(shù)1.8采用,抗剪強度按抗彎強度的20%采用,也可按表3.2.17采用。表3.2.17微晶玻璃強度設計值材料種類抗彎強度設計值抗剪強度設計值微晶玻璃16.03.2條文說明:本條參照《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ336-2016第5.2.5條及其條文說明相關規(guī)定制定。3.2.18木纖維板的力學性能應符合《建筑幕墻用高壓熱固化木纖維板》JG/T260的規(guī)定,木纖維板的強度設計值可根據(jù)廠家提供的強度標準值(或最小值)除以材料性能分項系數(shù)1.5采用,也可按表3.2.18采用。表3.2.18木纖維板強度設計值材料種類抗彎強度設計值抗剪強度設計值木纖維板56.0-條文說明:本條參照《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ336-2016第5.2.5條及其條文說明相關規(guī)定制定。3.2.19纖維水泥板的力學性能應符合《外墻用非承重纖維增強水泥板》JG/T396的規(guī)定,且幕墻用纖維水泥板強度等級不宜低于Ⅲ級。纖維水泥板的強度設計值可根據(jù)廠家提供的強度標準值(或最小值)除以材料性能分項系數(shù)1.6采用,抗剪強度按抗彎強度的20%采用,也可按表3.2.19采用。表3.2.19纖維水泥板強度設計值材料種類抗彎強度設計值抗剪強度設計值纖維水泥板11.52.3條文說明:本條參照《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ336-2016第3.4.4條和第5.2.5條及其條文說明相關規(guī)定制定。3.2.20玻璃纖維增強水泥(GRC)外墻板的力學性能應符合《玻璃纖維增強水泥(GRC)外墻板》JC/T1057和《玻璃纖維增強水泥(GRC)建筑應用技術標準》JGJ/T423的規(guī)定。GRC材料強度等級應按GRC材料抗彎強度標準值確定,GRC材料抗彎強度標準值和比例極限強度標準值應按表3.2.20采用。表3.2.20GRC材料強度標準值強度種類強度等級8101518f5667f8101518GRC材料的抗拉強度標準值和抗拉初裂強度標準值按下列公式計算:f(3.2.20-1)f(3.2.20-2)式中:f——GRC材料抗拉強度標準值(N/mm2);f——GRC材料抗彎強度標準值(N/mm2);f——GRC材料抗拉初裂強度標準值(N/mm2);f——GRC材料抗比例極限強度標準值(N/mm2)。條文說明:本條參照《玻璃纖維增強水泥(GRC)建筑應用技術標準》JGJ/T423-2018第5.2.6、5.2.7條相關規(guī)定制定。3.2.21聚碳酸酯板原材料的力學性能應符合《聚碳酸酯(PC)實心板》JG/T347和《聚碳酸酯(PC)中空板》JG/T116的規(guī)定,也可按表3.2.21采用。表3.2.21聚碳酸酯板原材料強度標準值項目技術要求指標拉伸屈服強度/MPa≥60拉伸彈性模量/MPa≥2200彎曲強度/MPa≥60彎曲彈性模量/MPa≥2200條文說明:本條參照《聚碳酸酯(PC)實心板》JG/T347-2012第5.1條相關規(guī)定制定。3.2.22搪瓷板強度設計值可按表3.2.22采用。表3.2.22搪瓷板強度設計值材料抗彎強度設計值抗剪強度設計值單體搪瓷板215125復合搪瓷板6040條文說明:本條參照《上海市建筑幕墻工程技術標準》DG/TJ08-56-2019表3.2.11相關規(guī)定制定。3.2.23U型玻璃強度設計值應取17MPa,鋼化U型玻璃強度設計值應取51MPa。條文說明:本條參照《建筑玻璃應用技術規(guī)程》JGJ113-2015第11.2.2條相關規(guī)定制定。3.2.24彩鋼板、鈦及鈦合金板、銅及銅合金板等單層金屬板的抗拉強度設計值可按其屈服強度除以系數(shù)1.15采用。條文說明:本條參照《建筑幕墻工程技術標準》DB32∕T4065-2021(江蘇省地方標準)第6.2.22條相關規(guī)定制定。3.2.25不銹鋼飾面復合板、鈦鋅合金飾面復合板、銅飾面復合板等復合金屬板的抗拉強度設計值可根據(jù)其強度試驗平均值除以系數(shù)1.428取用。條文說明:本條參照《建筑幕墻工程技術標準》DB32∕T4065-2021(江蘇省地方標準)第6.2.23條相關規(guī)定制定。3.2.26膜結構用膜材的力學性能應符合《膜結構技術規(guī)程》CECS158和《膜結構用涂層織物》FZ/T64014的規(guī)定,可根據(jù)試驗方法進行試驗確定,也可按表3.2.26-1~表3.2.26-3采用。表3.2.26-1常用G類膜材強度標準值代號經/緯向極限抗拉強度標準值(N/5cm)絲徑(μm)厚度(mm)重量(g/m2)G33200/25003、4或60.25~0.45≥400G44200/40003、4或.60.40~0.60≥800G56000/50003、4或60.50~0.95≥1000G66800/60003、40.65~1.0≥1100G78000/70003、40.75~1.15≥1200G89000/80003、40.85~1.25≥1300表3.2.26-2常用P類膜材強度標準值代號經/緯向極限抗拉強度標準值(N/5cm)厚度(mm)重量(g/m2)P22200/20000.45~0.65≥500P33200/30000.55~0.85≥750P44200/40000.65~0.95≥900P55300/50000.75~1.05≥1000P66400/60001.00~1.15≥1100P77500/70001.05~1.25≥1300表3.2.26-3E類膜材強度標準值第一屈服強度標準值第二屈服強度標準值極限抗拉強度標準值16.322.536.8條文說明:本條參照《膜結構技術規(guī)程》CECS158:2015第4.1.3條、4.1.4條相關規(guī)定制定。3.3材料物理性能3.3.1建筑幕墻常用材料的物理力學性能指標可按表3.3.1采用。表3.3.1材料的物理力學性能指標材料彈性模量E(N/mm2)泊松比線×1050.3002.35鋼2.06×1050.3001.20不銹鋼1.80木材不銹鋼絞線.05×1050.300高強鋼絲1.95×1050.300鋼絲繩0.8×105~1.00×1050.300鋁塑復合板4mm0.2×1050.250≤4.06mm0.3×105蜂窩鋁板10mm0.35×1050.2502.4015mm0.27×10520mm0.21×105搪瓷板單體2.06×1050.3001.20復合1.20×1050.2500.90花崗石板0.80×1050.1250.80陶板0.20×1050.1300.70微晶玻璃0.81×1050.2000.61瓷板0.60×1050.2500.60木纖維板0.09×1050.3002.20纖維水泥板0.14×1050.2501.00玻璃纖維增強水泥(GRC)外墻板0.20×1050.2401.0~1.5聚碳酸酯板22000.386.5E類膜材6500.42/G類膜材經向1400/緯向600//P類膜材經向1000/緯向400//鋁鎂錳板3.3.2建筑幕墻常用材料的重力密度標準值可按表3.3.2的規(guī)定采用。表3.3.2材料的重力密度(kN/m3)材料玻璃25.6鋼材78.5鋁合金28.0礦棉1.2~1.5玻璃棉0.5~1.0巖棉0.5~2.5花崗巖28.0石灰?guī)r26.0砂巖24.0陶板20.0~24.0微晶玻璃27.0瓷板22.5~23.5鋁蜂窩芯0.38~0.39玻璃纖維增強水泥(GRC)外墻板18.0~20.0纖維水泥板14.7~17.6木纖維板12.7PAGE164結構計算基本規(guī)定4.1一般規(guī)定4.1.1結構計算原則根據(jù)現(xiàn)行國家標準《工程結構通用規(guī)范》GB55001和《建筑結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50068制定。建筑幕墻應按圍護結構設計目標要求,以滿足安全性作為評價指標,進行結構設計。4.1.2幕墻結構的設計基準期應為50年。建筑幕墻的設計工作年限不小于25年,其支承結構的設計工作年限不小于50年。條文說明:4.1.2根據(jù)《建筑結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50068-2018第3.3.1條,建筑結構的設計基準期應為50年。幕墻結構的設計基準期按照主體結構取50年。條文說明:4.1.2幕墻面板、膠、五金件和其他附件,屬于易更換件,其設計工作年限不小于25年;幕墻支承結構、連接件、埋件等主要結構構件,更換困難,故規(guī)定其設計工作年限不小于50年。當設計工作年限與設計基準期不一致時,根據(jù)《工程結構通用規(guī)范》GB55001-2021第3.1.16條的規(guī)定,雪荷載與風荷載的設計工作年限調整系數(shù)應按重現(xiàn)期與設計工作年限相同的原則確定。幕墻設計工作年限的調整系數(shù)可統(tǒng)一按50年取1.0。4.1.3幕墻結構宜采用以概率理論為基礎、以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計方法。當采用容許應力法進行結構設計時,結構在作用的標準組合或地震組合下的應力值不應超過材料的容許應力值。當采用安全系數(shù)法進行結構設計時,結構在作用標準組合或地震組合下的效應值乘以安全系數(shù)之后,不應超過結構或構件的抗力值。條文說明:4.1.3參《建筑結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50068-2018第1.0.4條、《工程結構通用規(guī)范》GB55001-2021第3.2.1、3.2.2條的規(guī)定。4.1.4幕墻結構設計應考慮永久作用、風荷載、地震作用,必要時還應考慮溫度作用和施工、清洗、維護荷載。與水平面夾角小于75°的建筑幕墻、金屬屋面、采光頂和雨篷結構尚應考慮雪荷載、活荷載或積灰荷載。條文說明:4.1.4大跨度空間幕墻結構、預應力幕墻結構應考慮溫度作用。當幕墻結構上預留清洗、維護所需固定裝置(如防風銷支座)或小于75度的建筑幕墻、金屬屋面、采光頂和雨篷結構有上人施工、檢修要求時,尚應考慮施工、清洗、維護荷載。4.1.5幕墻結構設計應區(qū)分以下設計狀況:1持久設計狀況,適用于幕墻結構正常使用時的情況;2短暫設計狀況,適用于幕墻結構施工和維修等臨時情況;3偶然設計狀況,適用于幕墻結構遭受火災、爆炸、非正常撞擊等罕見情況;4地震設計狀況,適用于幕墻結構遭受地震時的情況。4.1.6進行承載能力極限狀態(tài)設計時,采用的作用組合應符合下列規(guī)定:1持久設計狀況和短暫設計狀況應采用作用的基本組合;2偶然設計狀況應采用作用的偶然組合;3地震設計狀況應采用作用的地震組合。4.1.7進行正常使用極限狀態(tài)設計時,應采用作用的標準組合。4.1.8幕墻結構設計時選定的設計狀況,應涵蓋正常施工和使用過程中的各種不利情況。各種設計狀況均應進行承載能力極限狀態(tài)設計,持久設計狀況尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計。1承載能力極限狀態(tài)設計時,應符合下列規(guī)定:持久設計狀況、短暫設計狀況、偶然設計狀況時:γ(4.1.8-1)地震設計狀況時:S(4.1.8-2)式中:S——持久設計狀況、短暫設計狀況、偶然設計狀況時荷載效應組合設計值;S——地震設計狀況時荷載效應組合設計值;R——結構構件抗力設計值;γ——結構構件重要性系數(shù),按《工程結構通用規(guī)范》GB55001確定,且不小于1.0;γ——結構構件承載力抗震調整系數(shù),應取1.0。2正常使用極限狀態(tài)設計時,結構構件應符合下式規(guī)定:d(4.1.8-3)式中:d——結構構件的撓度值;d——結構構件的撓度限值。3雙向受彎構件,兩個方向的撓度均應符合本條第2款的規(guī)定。條文說明:4.1.8復雜的幕墻結構體系,可能在施工階段的荷載工況比完工后的荷載工況更不利,則需要對施工階段的安全性做補充驗算。4.1.9幕墻結構應根據(jù)傳力途徑對幕墻面板、支承結構、連接件與錨固件等進行計算,確保幕墻的安全適用。4.1.10幕墻結構受力構件的布置,應遵循下列原則:1構件間的荷載傳遞路徑,應力求簡捷、明確,減少不必要的傳遞環(huán)節(jié);2幕墻面板與其支承結構、支承結構與主體結構之間,應具有足夠的相對位移能力;3連接部位應具有一定的冗余度,避免因局部失效而對結構造成功能障礙。4.1.11幕墻結構計算,應符合下列規(guī)定:1計算模型應與構件連接的實際情況相符合,計算假定應與結構的實際工作性能相符合;2結構內力和變形可按彈性方法計算。當變形對結構內力和變形的影響不可忽略時,尚應考慮幾何非線規(guī)則構件可按解析或近似公式計算,具有復雜邊界或作用的構件可采用有限元方法計算;4對于桁架支承結構及其他大跨度鋼結構,尚應考慮結構和構件的穩(wěn)定性。條文說明:4.1.12對于玻璃面板、金屬面板以及索支承結構、膜結構等,由于結構體系剛度相對較小、變形較大,結構內力和變形計算時應考慮幾何非線幕墻結構設計應涵蓋最不利構件和節(jié)點在最不利工況時極限狀態(tài)的驗算。對建筑物轉角部位、平面或立面突變部位的構件和連接應作專項驗算。轉角部位的幕墻結構應考慮不同方向的風荷載組合,并分解至構件主軸上按構件強軸、弱軸分別驗算。條文說明:4.1.13轉角處幕墻構件通常45度布置,應將角部兩個方向的荷載分解至構件主截面上(即主軸上),然后按強軸和弱軸分別進行強度和撓度驗算。4.1.13幕墻施工過程分析計算應符合下列規(guī)定:各階段施工分析應計入施工過程的影響,否則應進行施工過程多工況的連續(xù)求解。施工階段的承載能力極限狀態(tài)驗算應根據(jù)現(xiàn)行國家標準《工程結構通用規(guī)范》GB55001的有關規(guī)定按短暫設計狀況進行并應根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)驗算。施工階段驗算應符合下列規(guī)定:當安全等級為一級,結構重要性系數(shù)不應小于1.1;當安全等級為二級,結構重要性系數(shù)不應小于1.0;當安全等級為三級,結構重要性系數(shù)不應小于0.9;臨時支撐結構的重要性系數(shù)不宜小于1.0。施工階段驗算應按現(xiàn)行國家標準《工程結構通用規(guī)范》GB55001、《鋼結構工程施工規(guī)范》GB50755和《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009的有關規(guī)定進行荷載取值和組合,同時應根據(jù)結構各施工階段的實際荷載情況及工程所處的地理位置及環(huán)境,綜合分析溫度、風、雪等荷載的影響,可忽略地震和偶然荷載的作用。施工階段計算模型中的結構構件、工裝構件、邊界條件、荷載條件和預應力作用等應與實際情況一致,同時驗算其強度、穩(wěn)定性和剛度,驗算結果應滿足設計要求及國家現(xiàn)行相關標準的規(guī)定。宜建立包含整體結構和施工措施的完整模型。牽引提升過程分析時,尚應包含施工設備、工裝等附加荷載的影響。施工全過程分析結果應滿足結構安全性要求,且主要構件應處于彈性應力狀態(tài)。根據(jù)施工過程分析得到的施工成形狀態(tài)與設計成形狀態(tài)的偏差應得到設計單位的認可。4.1.14對于節(jié)點的分析應符合下列要求:對于由基本類型組合而成的節(jié)點,除了應分別驗算節(jié)點各基本部分承載力外,尚應進行整體節(jié)點的承載力驗算,并應考慮節(jié)點變形的影響。對于構造和受力復雜的節(jié)點宜進行有限元數(shù)值模擬分析,其承載力和變形驗算應符合下列規(guī)定:數(shù)值分析模型應具有與實際節(jié)點相符的構造、形式、荷載及約束條件;節(jié)點承受多種荷載工況時,應對各種起控制作用的荷載組合進行計算;彈塑性有限元分析中,節(jié)點材料的應力-應變曲線可采用具有強化剛度的雙折線模型;節(jié)點極限承載力可根據(jù)彈塑性有限元分析得出的荷載-位移全過程曲線確定,節(jié)點承載力設計值不應大于彈塑性有限元分析所得極限承載力的1/2。節(jié)點中以受拉為主的焊縫質量等級宜為一級,其他焊縫的質量等級不宜低于二級。4.2結構作用4.2.1幕墻承受的風荷載標準值應按公式(4.2.1-1)、(4.2.1-2)計算:w(4.2.1-1)β(4.2.1-2)式中:w——作用在幕墻結構上的風荷載標準值(kN/m2);η——風向影響系數(shù),可取1.0;η——地形修正系數(shù),按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定采用且取值不得低于GB55001的要求;β——考慮風荷載脈動作用的放大系數(shù),不應小于1+0.7g——峰值因子,可取2.5;I——10m高名義湍流度,對應A、B、C和D類地面粗糙度,可分別取0.12、0.14、0.23和0.39;α——地面粗糙度指數(shù),對應A、B、C和D類地貌,可分別取0.12、0.15、0.22和0.30;μ——局部體型系數(shù),按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009中對圍護結構的規(guī)定采用。對于體型或風荷載環(huán)境復雜的幕墻結構,宜采用風洞試驗或數(shù)值風洞方法予以確定;μ——風壓高度變化系數(shù),按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定采用;w——基本風壓(kN/m2),按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定采用,且其取值不得低于0.30kN/m2。條文說明:4.2.1本條參照《工程結構通用規(guī)范》GB55001-2021第4.6節(jié)和《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012第8章的相關規(guī)定制定。與GB50009中8.1.12公式有變化,增加了地形修正系數(shù)和風向影響系數(shù)。地形修正系數(shù)結合GB55001中4.6.6和GB50009中8.2;GB55001中4.6.6(如下),GB50009中8.2.2~8.2.3(如下),風向影響系數(shù),取自GB55001中4.6.7第2款;(如下),4.2.2用于室外圍護結構時,建筑幕墻風荷載標準值不應小于1.0kN/m2。采光頂與金屬屋面,風荷載負壓標準值不應小于1.0kN/m2、正壓標準值不應小于0.5kN/m2。4.2.3建筑高度較高、體型不規(guī)則或風環(huán)境復雜的幕墻結構,按本規(guī)范4.2.1條難以確定風荷載標準值時,用風洞試驗或數(shù)值風洞方法確定。幕墻高度大于200m時應進行風洞試驗。條文說明:4.2.3幕墻高度大于300m時應由兩個非關聯(lián)單位各自提供獨立的風洞試驗結果相互驗證-。風洞試驗結果與數(shù)值風洞一致性分析。4.2.4風荷載局部體型系數(shù)應按以下規(guī)定確定:1應按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009中對圍護結構的規(guī)定采用;2建筑體型不規(guī)則,有較大凸出或凹口時,應按不規(guī)則程度將立面劃分為多個大面區(qū)和角部區(qū)。凹口寬度不大于3m,凹口深度不大于2m時,迎風面視為連續(xù),凹口正、側面均視為大面區(qū);3檐口、遮陽板、裝飾條等突出幕墻面的構件,負風荷載局部體型系數(shù)取-2.0,正風荷載局部體型系數(shù)取+1.0;4懸挑雨篷負風荷載局部體型系數(shù)取-2.0。正風荷載局部體型系數(shù)按懸挑長度確定,當懸挑長度小于1.0m時取+1.0,懸挑長度大于4.0m時取+1.4,懸挑長度在1.0m~4.0m之間時可線懸挑雨蓬正風荷載局部體型系數(shù)參照上海地標《建筑幕墻工程技術標準》DG/TJ08-56-2019取值。4.2.5幕墻構件同時承受兩個正交方向的風荷載作用時,強度計算應按1.0X+0.6Y和1.0Y+0.6X二種組合方式確定。其中X為構件橫截面主軸方向最大風荷載設計值,Y是與X正交方向的最大風荷載設計值。4.2.6對于滿足下列條件之一的幕墻結構,應通過風振響應分析確定風動力效應:1跨度大于25m的平面索網(wǎng)結構;2結構自振周期大于1.0s;3體型復雜且較為重要的幕墻結構。條文說明:4.2.6在機場、會展、體育場館等大跨空間中,幕墻結構跨度越來越大,加之建筑師對幕墻結構的輕巧性有較高的要求,在該類項目中多采用大跨度索網(wǎng)結構、大跨度鋼結構等結構剛度相對較低的結構形式,本條規(guī)定在此種情況下應對風動力效應進行較為細致地分析。當采用風振時程分析方法或隨機振動理論分析時,輸入的風荷載時程或功率譜宜根據(jù)風洞實驗確定。本條規(guī)定的結構自振周期大于1s是參考了美國、澳大利亞等國的荷載規(guī)范規(guī)定。4.2.7幕墻結構的地震作用標準值可按以下方法計算:1垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值可按下式計算:q(4.2.7-1)式中:q——垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(kN/m2);β——動力放大系數(shù),可取5.0;α——水平地震影響系數(shù)最大值,多遇地震時可按表4.2.7采用;G——幕墻面板和框架的重力荷載標準值(kN);A——幕墻平面面積(m2)。表4.2.7水平地震影響系數(shù)最大值抗震設防烈度6度7度8度9度α0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32注:7、8度時括號內數(shù)值分別用于設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。2平行于幕墻平面的集中水平地震作用標準值可按下式計算:P(4.2.7-2)式中:P——平行于幕墻平面的集中水平地震作用標準值(kN)。3金屬屋面及采光頂作用于水平方向的水平地震作用標準值可按式(4.2.7-2)計算;當計算豎向地震作用時,豎向地震影響系數(shù)最大值可取水平地震影響系數(shù)最大值的65%。4.2.8預制外掛墻板結構的作用及作用組合應根據(jù)國家現(xiàn)行標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009、《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011、《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3和《混凝土結構工程施工規(guī)范》GB50666等確定。4.3儲存、運輸、施工階段作用4.3.1幕墻板塊或裝配構件裝卸、吊裝過程中的動力系數(shù)可取1.1。條文說明:4.3.1根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012第5.6.2條,搬運和裝卸重物的動力系數(shù),可采用1.1~1.3。待查吊籃規(guī)范取值不同?4.3.2幕墻單元板塊吊裝前應進行下列結構受力驗算:1板塊的吊裝機具應進行專門設計,吊裝機具的承載能力應大于板塊吊裝施工中各種荷載和作用組合的設計值,吊裝板塊的豎向重力荷載應乘以動力系數(shù),可取1.05;2應對吊裝機具安裝位置的主體結構承載能力進行校核;吊裝機具應與主體結構可靠連接,并應采取限位、防止脫軌、防傾覆措施;3應對起重吊裝鋼絲繩進行校核,根據(jù)不同用途選用安全系數(shù);4應復核吊具與單元板塊間的連接承載力,吊點設置在頂橫梁上,還應校核橫梁與立柱的連接承載力;條文說明:裝卸及運輸過程中,應采用有足夠承載力和剛度的周轉架、襯墊,使單元板塊之間相互隔開并相對固定;4.3.3單元式幕墻板塊或裝配式構件裝卸、吊裝前,應進行承載能力極限狀態(tài)驗算,并符合下列規(guī)定:1按短暫設計狀況驗算,采用作用的基本組合;2裝卸、吊裝過程的動力影響通過將自重乘以動力系數(shù)的方法考慮,并按靜力學計算方法設計;3吊點數(shù)量不應少于2個,起吊板塊時,應使各吊點均勻受力,起吊過程應保持板塊平穩(wěn);4起吊板塊的重量不應超過吊具起重量和接料平臺的承載能力,并應進行試吊;5吊裝用鋼絲繩、吊鉤及輔助工裝等應具有足夠的承載能力,其安全系數(shù)不宜小于1.5;6當?shù)觞c設置在單元幕墻頂橫梁上時,還應校核單元板塊自重作用下頂橫梁及其與立柱連接的承載力;7板塊就位時,應先掛到主體結構的掛點上再進行其他工序,板塊未固定前不得拆除吊具;8應對吊裝機具進行抗傾覆驗算,并將吊裝機具對主體結構產生的反力提交設計單位,由設計單位進行主體結構承載能力復核。4.3.4預制外掛墻板吊裝前應進行下列驗算:1預制外掛墻板在翻轉、運輸、吊運、安裝等短暫設計狀況下的施工驗算,應將構件自重標準值乘以動力系數(shù)后作為等效靜力荷載標準值。構件運輸、吊運時,動力系數(shù)宜取1.5;構件翻轉及安裝過程中就位、臨時固定時,動力系數(shù)可取1.2。2預制外掛墻板件進行脫模驗算時,等效靜力荷載標準值應取構件自重標準值來以動力系數(shù)后與脫模吸附力之和,且不宜小于構件自重標準值的1.5倍。動力系數(shù)與脫模吸附力應符合下列規(guī)定:1)動力系數(shù)不宜小于1.2;2)脫模吸附力應根據(jù)構件和模具的實際狀況取用,且不宜小于1.5KN/m2。3預制外掛墻板脫模起吊時的混凝土強度應計算確定,且不宜小于15MPa。4.4作用效應組合4.4.1當作用效應計算考慮幾何非線性影響時,應首先進行作用的組合,再計算結構在作用組合下的效應。當作用效應采用線彈性方法計算時,可先計算各作用的效應,再進行作用效應的組合。4.4.2當作用效應采用線彈性方法計算時,幕墻構件承載能力極限狀態(tài)設計的作用效應組合應符合下列規(guī)定:1持久設計狀況、短暫設計狀況時:S(4.4.2-1)2偶然設計狀況時:S(4.4.2-2)3地震設計狀況時:S(4.4.2-3)式中:S——作用組合的效應設計值;S——永久作用的效應標準值;S——風荷載的效應標準值;S——水平地震作用的效應標準值;S——豎向地震作用的效應標準值;S——預應力作用的效應標準值;S——偶然作用的效應標準值;S——第1個可變作用(主導可變作用)的效應標準值;S——第i個可變作用(主導可變作用)的效應標準值;γ——永久荷載分項系數(shù);γ——風荷載分項系數(shù);γ——水平地震作用分項系數(shù);γ——第1個可變作用(主導可變作用)的分項系數(shù);γ——第i個可變作用(主導可變作用)的分項系數(shù);γ——預應力作用的分項系數(shù);
——風荷載的組合值系數(shù);
——第i個可變作用的組合值系數(shù);
——第1個可變作用的頻遇值系數(shù);
——第1個可變作用的準永久值系數(shù);
——第i個可變作用的準永久值系數(shù);γ——第1個和第i個考慮結構設計工作年限的荷載調整系數(shù)。3溫度作為可變作用,按幕墻類型和施工工況確定其組合;4雪荷載、不上人屋面活荷載可取兩者荷載標準值的較大值按幕墻類型確定其組合;5施工荷載或檢修荷載作為可變荷載,按幕墻類型和施工工況確定其組合。4.4.3進行幕墻構件的承載力設計時,作用(效應)分項系數(shù)按下列規(guī)定取值:1一般情況下,永久荷載、風荷載和地震作用的分項系數(shù)γG、γw、2永久荷載(效應)對構件有利時,分項系數(shù)γG3溫度作用、雪荷載、活荷載、施工或檢修荷載的分項系數(shù)γT、γS、γH條文說明:4.4.3地震作用的分項系數(shù)根據(jù)《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》GB55002-2021表4.3.2-2確定。其他作用的分項系數(shù)根據(jù)《工程結構通用規(guī)范》GB55001-2021第3.1.13條確定。4.4.4可變作用的組合值系數(shù)按下列規(guī)定采用:1風荷載的組合值系數(shù)
w2溫度作用的組合系數(shù)
T3雪荷載的組合系數(shù)
S4不上人屋面活荷載的組合系數(shù)
H5施工荷載、檢修荷載、欄桿荷載的組合系數(shù)
J4.4.5幕墻結構重力產生的地震作用可采用等效側力法計算,其水平地震作用標準值可按下式計算:F(4.5.1)式中:F——水平地震作用標準值(kN);γ——功能系數(shù),可取1.4;η——類別系數(shù),可取0.9;ξ——狀態(tài)系數(shù),可取2.0;ξ——位置系數(shù),建筑的頂點宜取2.0,底部宜取1.0,沿高度線性分布;α——水平地震影響系數(shù)最大值;G——自重荷載標準值(kN)。條文說明:本條參照《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)第13.2節(jié)內容,考慮幕墻結構在建筑不同高度位置的影響,計算得到的地震作用標準值約為按4.2.7條計算值的0.5~1倍。4.5有限元數(shù)值分析4.5.1幾何模型建立原則應符合下列規(guī)定:1結構分析采用的基本假定和計算模型應能合理描述所考慮的極限狀態(tài)下的結構反應;2根據(jù)結構的實際受載情況進行結構模型簡化,去掉非必要部分后,可采用三維計算模型進行結構分析,關鍵復雜的結構連接件、轉接件應采用有限元分析;3結構分析對幕墻結構、幕墻構件、幕墻構件之間的連接形式、幕墻構件的支座形式等所采用的各種簡化和力學假定,應和設計圖紙一致。4結構分析所采用的各種簡化或力學假定,應具有理論或試驗依據(jù),或經工程驗證可行。5應根據(jù)實際情況,定義幕墻結構中各種材料的力學參數(shù),如彈性模量、泊松比、熱膨脹系數(shù)等。條文說明:4.6.1在幕墻項目的設計工作中,容易出現(xiàn)幕墻結構設計工作和幕墻圖紙設計工作是由不同的人員來完成,為了保證幕墻設計圖紙和幕墻結構分析模型的一致性,充分保證幕墻結構安全,正文提出了結構分析的各種簡化和力學假定,應和設計圖紙一致。4.5.2有限元網(wǎng)格劃分原則應符合下列規(guī)定:1單元類型選擇應根據(jù)結構型式合理選擇單元類型,桿件宜采用梁單元,預應力拉桿結構宜采用桿單元,預應力索結構宜采用索單元,面板宜采用殼單元、實體單元,復雜連接件、轉接件宜采用實體單元;2單元階次選擇,結構形狀不規(guī)則、變形和應力分布復雜時宜選用高階單元;計算精度要求高的區(qū)域宜選用高階單元,精度要求低的可選用低階單元;不同階次單元的連接位置應使用過渡單元或多點約束等;3幕墻結構的網(wǎng)格剖分應考慮結構的幾何形態(tài)、受力狀態(tài)、材料特性和單元類型等因素,保證計算精度。在結構形態(tài)變化大、曲面曲率變化大、荷載變化大、不同材料連接部位和局部復雜部位應適當細化網(wǎng)格,以提高計算精度。4單元尺寸過渡宜平滑,粗細網(wǎng)格之間應有足夠的單元進行過渡,避免相鄰單元的質量和剛度差別太大;主要承載力方向的單元尺寸應較小,垂直于該方向的單元在滿足網(wǎng)格質量要求時可以將尺寸稍作放大;5應保留主要的幾何輪廓線,網(wǎng)格應與幾何輪廓保持基本一致;對于實體單元網(wǎng)格,在結構厚度方向上宜三層以上;對稱結構宜采用對稱網(wǎng)格;6二維和三維有限元模型混合建模時,應保證不同單元類型網(wǎng)格交界處,單元節(jié)點重合,并確保交界處遠離模型分析核心區(qū)域。4.5.3邊界條件設定原則應符合下列規(guī)定:1有限元模型約束施加應符合實際安裝條件,構件之間連接的力學假定、構件支座的自由度假定,應與實際安裝條件和設計圖紙相符。2應根據(jù)約束類型選擇施加方式,固定支座應選擇全部自由度約束;鉸支座應選擇平動自由度約束;對稱結構應選擇對稱或反對稱約束;3約束區(qū)域應能準確反映實際約束情況,應避免單點約束,以防應力集中;4若實際約束區(qū)域小于一個單元時,應局部細化網(wǎng)格。5對于邊界非線性的情況如支承條件的變化、接觸和摩擦、非均勻約束、阻尼彈簧等,應在有限元分析時選擇正確的單元類型和約束方式。4.5.4荷載施加原則應符合下列規(guī)定:1應根據(jù)實際情況,對幕墻結構進行荷載施加,包括永久荷載、風載荷、地震作用、活荷載和溫度作用等;2幕墻結構的荷載類型包含:集中點荷載、均布線荷載和均布面荷載,荷載的大小、方向、作用區(qū)域應符合實際情況;3幕墻結構承載力極限分析應采用荷載組合設計值,正常使用極限分析應采用荷載組合標準值;4計算面板時宜采用面荷載,計算桿件時宜采用均布線荷載或集中點荷載,有力偶時也應根據(jù)具體情況進行施加。條文說明:4.5.44不應以線荷載代替面荷載,也不應以集中荷載代替線荷載,應視實際情況合理選擇荷載類型。4.5.5靜力分析原則應符合下列規(guī)定:1靜力分析時應根據(jù)需要合理選擇相關參數(shù)求解設置;2在滿足收斂性、計算精度和計算機資源條件下,設置合理的計算時間步長;3當計算不能收斂時,應檢查邊界條件及網(wǎng)格劃分情況,調整后重新計算;4幕墻結構可按彈性靜力方法計算。對于預應力拉索、預應力拉桿、薄板等剛度較小的結構體系,應采用幾何非線對于空間網(wǎng)殼結構的穩(wěn)定性應采用考慮幾何非線性的有限元法(即荷載-位移全過程分析)進行計算,分析中可假定材料為彈性,也可考慮材料的彈塑性。對于大型和形狀復雜的網(wǎng)殼結構宜考慮材料彈塑性的全過程分析方法。4.5.6單元式幕墻考慮橫梁的拉接作用、玻璃面板通過結構膠與龍骨粘接的有效支撐作用而采用有限元方法整體建模分析時,計算模型宜符合下列規(guī)定:1單元式幕墻龍骨采用一維梁單元,等效斜撐采用連接單元;2公母立柱和頂?shù)讬M梁分開建模、分別定義截面屬性,公母立柱和頂?shù)讬M梁間的插接關系采用連接單元來模擬,實現(xiàn)插接構件間的協(xié)同變形;3各連接點的剛接、鉸接假設應與實際情況相符。橫梁立柱間直接由螺釘連接的節(jié)點視為鉸接,必要時宜增設輔助連接件加強。4四周與橫梁和立柱用結構膠粘接的玻璃板塊可視為單元構件的約束構件,可以采用等效斜撐來代替玻璃面板。條文說明:玻璃面板簡化為等效斜撐時,等效斜撐的剛度可以按下式計算:k(4.5.6-1)k(4.5.6-2)θ=(4.5.6-3)式中:B——玻璃面板寬度(mm);H——玻璃面板高度(mm);E——結構膠彈性模量(MPa);C——結構膠寬度(mm);t——結構膠厚度(mm)。PAGE425面板計算5.1一般規(guī)定5.1.1面板計算應根據(jù)面板材料、外形、截面形式和連接方式,采用合理的結構分析方法進行計算。非常規(guī)面板應采用數(shù)值模擬分析。面板計算應滿足規(guī)定的強度及剛度。幕墻面板與其支承結構應具有足夠的相對位移能力。【條文說明】5.1.1應根據(jù)面板選材、外觀形狀常規(guī)或異型、平面內外、面板截面復雜形式和面板的固定連接方式,綜合確定面板結構計算方法,可采用解析法、數(shù)值模擬分析法、實驗力學分析法。如曲面面板、異型面板等。5.1.2面板結構計算,應考慮永久作用、風荷載、地震荷載和溫度作用。與水平面夾角小于75度的面板,尚應考慮雪荷載、活荷載。【條文說明】5.1.2應考慮永久作用(結構自重、預應力、引起結構外加變形或約束變形的各種施工因素)、可變作用(風荷載、多遇地震、正常撞擊、溫度變化)、偶然作用(撞擊、爆炸、罕遇地震、龍卷風、火災、極嚴重的侵蝕、洪水作用)。5.1.3面板計算時,各種荷載(或作用)應按本標準4.4的規(guī)定組合,最大應力設計值不超過面板強度設計值。5.1.4面板與幕墻支承結構的連接,應能滿足各作用所產生幕墻平面內和平面外的變形要求。5.1.5面板的撓度應符合表5.1.5的規(guī)定。表5.1.5幕墻面板的撓度限值d幕墻結構類型面板種類撓度構件式玻璃幕墻單元式玻璃幕墻玻璃面板四邊支承:短邊距/60對邊支承:跨距/60光伏玻璃面板短邊距/120金屬板幕墻金屬面板短邊距/100石材幕墻石材面板—人造板材幕墻纖維水泥板計算跨度/250石材蜂窩板(背部襯板為鋁蜂窩板或鋼蜂窩板)長邊孔距/120石材蜂窩板(背部襯板為玻纖蜂窩板)長邊孔距/180木纖維板長邊孔距/60點支承玻璃幕墻玻璃面板長邊孔距/60全玻璃幕墻玻璃面板跨距/60金屬屋面鋁合金板跨距/180鋼板,坡度≤1/20跨距/250鋼板,坡度>1/20跨距/200金屬平板跨距/60聚碳酸酯板幕墻聚碳酸酯板四邊支承:短邊距/60對邊支承:跨距/60注:1、纖維水泥板的計算跨度,對邊通槽支承時取支承邊的距度,四點支承時取支承點長邊孔距。2、懸臂梁和伸臂梁構件的跨距可取其懸挑長度的2倍?!緱l文說明】玻璃:單層玻璃、夾層玻璃(不同膠片,PVB、SGP膠片)、中空玻璃、特殊玻璃(防火、隔聲、彎弧、U型玻璃、光伏玻璃等)金屬板:鋁板、鋼板、不銹鋼板、穿孔板、異形板等復合金屬板?銅及銅復合板單層鋁板、鋁塑復合板、蜂窩鋁板、彩色涂層鋼板、搪瓷涂層鋼板、鋅合金板、不銹鋼板、銅合金板、鈦合金板;鍍鋅鋼板或涂層鋼板石材:天然石材(花崗石、石灰石、大理石、洞石等)、合成石材(復合板等)、石材幕墻面板支承形式:嵌入、鋼銷、短槽、通槽、勾托、平掛、穿透、蝶形背卡、背栓木人造板材:復合金屬板、UHPC、PC板等;瓷板、陶板、微晶玻璃木質:屋面板:金屬屋面板-鋁鎂錳、不銹鋼、鋼采光頂:陽光板、亞克力板、合成樹脂膜(各種膜材)雙層幕墻面板:金屬面夾芯板——屋面板、墻面板壓型金屬板5.2線單片玻璃、夾層玻璃、中空玻璃抗風壓設計按《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102執(zhí)行;金屬與石材面板抗風壓設計按《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133執(zhí)行;人造板材抗風壓設計按《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ336執(zhí)行;采光頂與金屬屋面抗風壓設計按《采光頂與金屬屋面技術規(guī)程》JGJ255執(zhí)行。2四邊支承中空單面夾層玻璃按下列規(guī)定計算:作用于中空單面夾層玻璃上的風荷載標準值可按下列公式分配至三片玻璃上:1)直接承受風荷載作用的單片玻璃:2)不直接承受風荷載的夾層玻璃:式中——中空單片玻璃的厚度();、——夾層玻璃各單片玻璃的厚度()。3地震作用標準值,根據(jù)各單片玻璃的自重,按照《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102的規(guī)定計算。4三片玻璃可分別根據(jù)各自承受的荷載按下式進行應力計算:或式中——參數(shù);、——分別為風荷載、地震作用下玻璃截面的最大應力標準值();、——分別為垂直于玻璃幕墻平面的風荷載、地震作用標準值();——矩形玻璃面板短邊邊長();——玻璃的厚度();——玻璃的彈性模量();——彎矩系數(shù),由玻璃面板短邊與長邊邊長之比a/b按表5.2.1-1采用;——折減系數(shù),按表5.2.1-2采用。表5.2.1—1四邊支撐玻璃板的彎矩系數(shù)ma/b0.010.250.330.400.50.550.600.65m0.1250.1230.1180.11150.10000.09340.08680.0804a/b0.700.750.800.850.900.951.0—m0.07420.06830.06280.05760.05280.04830.0442—表5.2.1—2折減系數(shù)≤.000.960.920.840.780.730.00350≥4000.650.610.570.540.520.510.50表5.2.1—3四邊支撐板的撓度系數(shù)a/b0.000.200.250.330.50.013020.012970.012820.012230.01013a/b0.550.60.650.700.750.009400.008670.007960.007270.00663a/b0.800.850.900.951.000.006030.005470.004960.004490.004065玻璃撓度可采用等效厚度法或根據(jù)三片玻璃各自承受的荷載按下式進行計算:單片玻璃剛度D按下列公式計算:式中——玻璃剛度();——玻璃厚度();——泊松比。玻璃跨中撓度可按幾何非線性有限元方法計算,也可按下式計算:式中——風荷載標準值作用下?lián)隙茸畲笾担ǎ?;——垂直于面板的風荷載標準值();——撓度系數(shù),按表5.2.1—3采用;——折減系數(shù),按表5.2.1—2采用。玻璃的等效厚度可按下式計算:式中——中空單面夾層玻璃的等效厚度();——中空玻璃單片玻璃厚度();、——夾層玻璃各單片玻璃的厚度()。5.2.2其它支撐1對邊支撐及三邊支撐的最大許用跨度計算可按《建筑玻璃應用技術規(guī)程》JGJ113執(zhí)行;2其它異形的面板抗風壓設計可采用考慮幾何非線性的有限元法進行計算,且最大應力設計值不應超過短期荷載作用下玻璃強度設計值。5.3點支承5.3.1四點支承1在垂直于幕墻平面的風荷載和地震作用下,四點支撐玻璃面板的應力和撓度:1)可采用非線性有限元方法計算跨中最大應力、孔邊最大應力個跨中最大撓度。2)也可按《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102執(zhí)行,但此處應注意:式中——支撐點間玻璃面板長邊邊長();——彎矩系數(shù),按表5.3.1—1采用;——撓度系數(shù),按表5.3.1—2采用;——折減系數(shù),按本規(guī)范表5.2.1—2采用,計算時,此處公式中取長邊邊長;——按照玻璃等效厚度計算玻璃面板剛度。3)孔邊最大應力設計值不應超過玻璃邊緣強度設計值,跨中最大應力設計值應不超過玻璃中部強度設計值,撓度不超過表5.1.5的限值。表5.3.1—1四點支撐玻璃板的彎矩系數(shù)0.010.200.300.400.500.550.600.650.1250.1260.1270.1290.1300.1320.1340.1360.700.750.800.850.900.951.00—0.1380.1400.1420.1450.1480.1510.154—表5.3.1—2四點支撐玻璃板的撓度系數(shù)0.010.200.300.400.500.550.600.650.013030.013170.013350.013670.014170.014510.014960.015550.700.750.800.850.900.951.00-0.016300.017250.018420.019840.021570.023630.026603-5.3.2其它點支撐1其它支撐的點支承玻璃面板,其抗風壓及撓度可采用非線性有限元方法分析計算。2其它支撐的點支承非玻璃面板,其抗風壓可采用非線性有限元方法分析計算。5.3.3肋支撐1全玻璃幕墻玻璃肋的高度可按下列公式計算:(雙肋)(單肋)式中——玻璃肋截面高度();——風荷載設計值();——兩肋之間的玻璃面板跨度();——玻璃端面強度設計值();——玻璃肋截面厚度();——玻璃肋上下支點的距離,即計算跨度()。2全玻璃幕墻玻璃肋在風荷載標準值作用下的撓度可按下式計算:(雙肋)(單肋)式中——風荷載標準值();——玻璃彈性模量()5.4混合支承5.4.1混合支撐包括:三邊簡支和一邊固定,兩邊簡支和兩邊固定,兩臨邊簡支和兩臨邊固定等。5.4.2混合支承的單層面板彎曲應力按下列公式計算,取、較大者:式中——平行于方向面板的應力();——平行于方向面板中心點的彎矩(),按本標準表5.4.2采用;——面板厚度();——平行于方向面板的應力();——平行于方向面板中心點的彎矩(),按本標準表5.4.2采用;表5.4.2-1均布荷載作用下雙向矩形板的彎矩系數(shù)彎矩=表中系數(shù)式中用和中較小者0.500.09650.0174-0.12140.05840.00600.550.08920.0210-0.11880.05620.00830.600.08200.0243-0.11590.05380.01050.650.07500.0273-0.11260.05120.01270.700.06830.0298-0.10890.04850.01490.750.06190.0318-0.10500.04570.01680.800.05600.0334-0.10080.04280.01870.850.05060.0348-0.09650.04000.02050.900.04560.0359-0.09220.03720.02210.950.04100.0365-0.08800.03450.02341.000.03680.0368-0.08390.03180.02430.950.03650.0410-0.08810.03270.02820.900.03590.0456-0.09240.03300.03230.850.03480.0506-0.09670.03280.03690.800.03340.0560-0.10110.03240.04230.750.03180.0619-0.10550.03190.04850.700.02980.0683-0.10960.03090.05530.650.02730.0750-0.11330.02920.06270.600.02430.0820-0.11650.02690.07070.550.02100.0892-0.11920.02400.07920.500.01740.0965-0.12150.02040.0880表5.4.2-2均布荷載作用下雙向矩形板的彎矩系數(shù)彎矩=表中系數(shù)式中用和中較小者0.50-0.08450.04140.0017-0.1177-0.07820.05600.00790.55-0.08430.04080.0029-0.1136-0.07790.05290.01050.60-0.08370.04000.0043-0.1093-0.07760.04960.01300.65-0.08280.03910.0058-0.1047-0.07730.04620.01530.70-0.08160.03800.0073-0.0996-0.07680.04260.01710.75-0.08010.03660.0088-0.0940-0.07590.03900.01880.80-0.07840.03500.0103-0.0882-0.07460.03550.02030.85-0.07650.03350.0119-0.0825-0.07310.03220.02160.90-0.07440.03190.0134-0.0773-0.07140.02910.02260.95-0.07220.03020.0147-0.0724-0.06960.02620.02321.00-0.06980.02850.0158-0.0677-0.06770.02340.02340.95-0.07450.02970.0189-0.0696-0.07240.02320.02620.90-0.07960.03070.0225-0.0714-0.07730.02260.02910.85-0.08490.03140.0267-0.0731-0.08250.02160.03220.80-0.09020.03180.0316-0.0746-0.08820.02030.03550.75-0.09570.03200.0374-0.0759-0.09400.01880.03900.70-0.10110.03190.0442-0.0768-0.09960.01710.04260.65-0.10630.03100.0519-0.0773-0.10470.01530.04620.60-0.11110.02920.0604-0.0776-0.10930.01300.04960.55-0.11540.02660.0697-0.0779-0.11360.01050.05290.50-0.11910.02340.0790-0.0782-0.11770.00790.0560表5.4.2-3均布荷載作用下雙向矩形板的彎矩系數(shù)彎矩=表中系數(shù)式中用和中較小者0.50-0.0836-0.05630.04090.0028-0.0826-0.05600.04010.00380.55-0.0826-0.05640.03980.0041-0.0806-0.05610.03850.00550.60-0.0813-0.05660.03850.0059-0.0784-0.05620.03670.00760.65-0.0796-0.05690.03700.0075-0.0759-0.05650.03460.00960.70-0.0774-0.05720.03520.0091-0.0731-0.05680.03220.01140.75-0.0748-0.05710.03330.0107-0.0698-0.05640.02970.01290.80-0.0720-0.05680.03130.0123-0.0661-0.05580.02710.01430.85-0.0691-0.05640.02920.0138-0.0620-0.05500.02460.01560.90-0.0660-0.05600.02700.0151-0.0580-0.05400.02220.01670.95-0.0628-0.05560.02490.0161-0.0543-0.05270.01980.01731.00-0.0596-0.05510.02280.0167-0.0511-0.05110.01760.01760.95-0.0626-0.05990.02300.0193-0.0527-0.05430.01730.01980.90-0.0655-0.06520.02310.0222-0.0540-0.05800.01670.02220.85-0.0682-0.07100.02290.0254-0.0550-0.06200.01560.02460.80-0.0706-0.07730.02240.0289-0.0558-0.06610.01430.02710.75-0.0727-0.08390.02140.0327-0.0564-0.06980.01290.02970.70-0.0743-0.09070.01980.0368-0.0568-0.07310.01140.03220.65-0.0755-0.09780.01770.0411-0.0565-0.07590.00960.03460.60-0.0765-0.10460.01530.0452-0.0562-0.07840.00760.03670.55-0..01270.0492-0.0561-0.08060.00550.03850.50-0.0782-0.11400.00980.0535-0.0560-0.08260.00380.04015.5其他5.5.1在垂直于幕墻平面的風荷載和地震作用下,四點支承玻璃面板的應力和撓度:1可采用幾何非線性的有限元方法計算跨中最大應力、孔邊最大應力和跨中最大撓度。2也可按公式5.2.3~5.2.7條計算,但此處應注意:式中:a——支承點間玻璃面板長邊邊長(mm);m——彎矩系數(shù),按表5.2.8-1采用;μ——撓度系數(shù),按表5.2.8-2采用;η——折減系數(shù),按本規(guī)范表5.2.3-2采用,計算θ時,此處公式中a取長邊邊長;D——玻璃面板剛度,按照玻璃等效厚度計算。3孔邊最大應力設計值不應超過玻璃邊緣強度設計值,跨中最大應力設計值應不超過玻璃中部強度設計值,撓度不超過表5.1.3的限值。表5.2.8-1四點支承玻璃板的彎矩系數(shù)mφ0.010.200.300.400.500.550.600.65m0.1250.1260.1270.1290.130.1320.1340.136φ0.700.750.800.850.900.951.0—m0.1380.140.1420.1450.1480.1510.154—注:?表5.2.8-2四點支承玻璃板的撓度系數(shù)μφ0.010.200.300.400.500.550.600.65μ0.013030.013170.013350.013670.014170.014510.014960.01555φ0.700.750.80.850.90.951.0—μ0.01630.017250.018420.019840.021570.023630.02603—注:?5.5.2非四點支承的點支承玻璃面板,其應力和撓度可采用考慮幾何非線性的有限元方法分析計算。5.5.3全玻幕墻玻璃面板通過膠縫與玻璃肋連接時,可作為支承于玻璃肋的單向簡支板設計。面板為單片玻璃時,其應力與撓度可分別按本規(guī)范第5.2.3條和第5.2.4條的規(guī)定計算,公式中的a值應取為玻璃面板的跨度,系數(shù)m和μ可分別取為0.125和0.013;面板為夾層玻璃或中空玻璃時,尚應符合本規(guī)范第5.2.5條或5.2.6條的規(guī)定。5.5.4豎向隱框、半隱框玻璃幕墻中玻璃和鋁框之間硅硐結構密封膠的計算,應符合下列規(guī)定:1粘結寬度cs(非抗震設計時,可取第1、3款計算的較大值;抗震設計時,可取第2、3款計算的較大值。)1)在風荷載作用下,粘接寬度csc(5.5.4-1)式中:c——硅酮結構密封膠的粘接寬度(mm);w——作用在計算單元上的風荷載設計值(kN/m2);a——矩形玻璃板的短邊長度(mm);f——硅酮結構密封膠在風荷載或地震作用下的強度設計值,取0.2N/mm2。2)在風荷載和水平地震作用下,粘接寬度csc(5.5.4-2)式中:q——作用在計算單元上的地震作用設計值(kN/m2)。3)在永久荷載作用下,粘接寬度csc(5.5.4-3)式中:q——幕墻玻璃單位面積重力荷載設計值(kN/m2);a、b——分別為矩形玻璃板的短邊和長邊長度(mm);f——硅酮結構密封膠在永久荷載作用下的強度設計值,取0.01N/mm2。2粘結厚度ts圖9.2.1-1硅酮結構密封膠粘接厚度示意1—玻璃面板;2—雙面膠條;3—結構硅酮密封膠;4—窗框t(5.5.4-4)u(5.5.4-5)式中:t——硅酮結構密封膠的粘接厚度(mm);θ——風荷載或多遇烈度地震標準值作用下主體結構的樓層彈性層間位移角限值(rad);u——玻璃相對于窗框的位移(mm),
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