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5.2 抗风荷载设计

5.2.1 岩棉外保温工程抗风荷载承载力应符合下式规定：

式中：

w_k—风荷载标准值（kN/m²）；

R—岩棉外保温工程抗风荷载承载力标准值（kN/m²）；

K—岩棉外保温工程抗风荷载安全系数。

5.2.2 风荷载标准值ux应按下式计算：

式中：

w_k—风荷载标准值（kN/m²）；

β_gz—高度z处的阵风系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的离地面10m高度处取值；

μ_sl—风荷载局部体型系数，按表5.2.2取值；

μ_z—风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009取值；建筑物高度一半及以上部位的离地面高度取建筑物离地面最大高度，建筑物高度一半以下部位取建筑物离地面最大高度的一半；建筑物高度指室外地面至建筑物主要屋面的高度，不包括突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度：

w₀—基本风压，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范）GB50009规定的重现期R为50年的值取用(kN/m²)。

表5.2.2 风荷载局部体型系数μ_sl取值类别

5.2.3 岩棉外保温工程的抗风荷载承载力标准值R_k，应符合下列规定：

1 计算岩棉条外保温工程的抗风荷载承载力时，应仅计人系统有效粘结面积部分的抗拉承载力；

2 计算岩棉板外保温工程的抗风荷载承载力时，应仅计人锚栓的抗拉承载力。

5.2.4 岩棉条外保温工程的抗风荷载承载力标准值R_k，应按下式计算：

式中：

R_k—岩棉外保温工程抗风荷载承载力标准值（kN/m²)：

σ_T—岩棉条抗拉强度标准值，取80kN/m²；

ρ_A—岩棉条有效粘结面积率，取70％。

5.2.5 岩棉板外保温工程的抗风荷载承载力标准值R_k应符合下列规定：

1 岩棉板外保温工程的抗风荷载承载力标准值R_k应按下式计算：

式中：

R_k—岩棉外保温工程抗风荷载承载力标准值（kN/m²）；

F_p—单个锚栓抗拉承载力取值，按表5.2.5—1取值(kN)：

n_A—单位面积岩棉板外保温系统锚栓数量（个/m²）；

η_N—锚栓群锚折减系数，按表5.2.5—2取值。

表5.2.5-1 单个锚栓抗拉承载力取值F_p（kN）

表5.2.5-2 锚栓群锚折减系数η_N

2 当岩棉板外保温系统的组成材料发生变化时，可按本标准附录B和附录C的试验方法，得出单个锚栓在系统内的承载力标准值R_p，并与锚栓抗拉承载力标准值F_k相比较，取两者中的较低值，作为单个锚栓抗拉承载力取值F_p，根据公式（5.2.5）计算岩棉板外保温工程的抗风荷载承载力标准值R_k。同时，应对岩棉板外保温工程抗风荷载安全系数K进行校核。试验结果和经校核后的岩棉板外保温工程抗风荷载安全系数K应进行分析论证。

5.2.6 岩棉外保温工程抗风荷载安全系数K取值应符合表5.2.6的规定。

表5.2.6 岩棉外保温工程抗风荷载安全系数

5.2.7 抗风荷载设计资料应包括抗风荷载设计计算书、系统构造详图和系统各组成材料性能检测报告。

条文说明

5.2.1 岩棉外保温工程的抗风荷载承载能力采用工程结构设计的单一安全系数法进行分析计算。

5.2.2 作用在岩棉外保温系统上的风荷载标准值wk的计算，应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009 有关围护结构风荷载的计算规定。

当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，由于旋涡的相互干扰，房屋某些部位的局部风压会显著增大，设计时应予注意。考虑到目前中国城市中高层建筑较为密集，虽然使用的外保温系统仅为一种非承重围护构件但其对旋涡干扰较为敏感，容易产生局部破坏。从实际的工程破坏案例中也可看出，外保温系统的破坏往往位于建筑物外立面改变的转折、有高低差的部位。考虑到在我国的实际工程中，特别是城市的居住建筑小区，群集的高层建筑较多，相互间距较近。此时，由于旋涡的相互干扰，导致气流在建筑物的不同部位变化较大，某些部位的局部风荷载会显著增大，因此应计入风力相互干扰的群体效应。本标准编制时对现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中规定的风压高度变化系数和阵风系数，做了适当的提高。

从工程安全角度出发，考虑工程的可操作性和设计人员方便计算，在征求相关标准主编人员和大量结构设计专业人士意见后，采取建筑物地面以上高度的一半作为风压高度变化系数u_z取值计算的分界线；阵风系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定的离地面10m高度处数值取用。

本条中的建筑不同部位的风荷载局部体型系数u1取值均为负值，表示主要考虑的是风吸力对外保温系统的影响，在实际计算时可采用正值参与计算。

5.2.3 岩棉条外保温系统为粘结系统，以粘为主、以锚为辅；岩棉板外保温系统为机械锚固系统，以锚为主、以粘为辅；锚固和粘结的作用在抗风荷载承载力的计算中均不应叠加。岩棉条外保温系统和岩棉板外保温系统采用的锚栓应符合本标准第4.2.6条的规定。

5.2.4 在实际使用中，岩棉条外保温系统的抗风荷载承载力标准值由系统的粘结性能决定，当有效粘结面积率满足标准要求时，系统的粘结性能主要受到岩棉条垂直于板面方向抗拉强度、岩棉条和胶粘剂、抹面层之间的拉伸粘接强度的影响。岩棉条抗拉强度取值为80kPa，有效粘结面积率为70％时，考虑安全系数为11.7，系统抗风荷载承载力可取为，可以适用于绝大部分地区200m以下的建筑。

5.2.5 本条所提供的方法是参照ETAG004得出的。

（1）在欧洲，岩棉外保温工程抗风荷载承载力标准值计算时所需参数是以实际构造的大量试验数据为基础的。本标准编制时，为简化设计计算过程，标准采用了单一安全系数计算法。同时，考虑到机械固定类型岩棉板外保温系统的承载力受到锚栓数量、锚栓类型及其排列方式、基层墙体类型、安装条件、系统整体受力、材料离散性等诸多因素的影响，并非是单个锚栓承载力值的叠加，因此对计算公式进行了相应修正。这些经验公式系数和影响因素的修正值是通过附录B与附录C的一系列试验研究得到的。试验中所采用的岩棉外保温系统组成材料的各项性能均满足本标准第4.1节和第4.2节的规定。岩棉板规格以静态泡沫块试验所用的1200mm×600mm为基准，厚度为50mm。试验中所采用的锚栓符合本标准第3.2.3条及第4.2.6条规定，锚栓数量取6个/m²、8个/m²、10个/m²、12个/m²、14个/m²。另外，表5.2.5-1、表5.2.5-2所列出的各参数值是根据本标准附录B与附录C试验结果计算，并考虑试验方法、试样、样品破坏状态等的影响综合得出的，已经包含了单个锚栓位置、锚栓抗拉承载力标准值与系统破坏的较小值。

在计算岩棉外保温工程抗风荷载承载力标准值Rk时，需要对锚栓群锚相互干扰产生的单个锚栓承载力值衰减进行评估，采用锚栓群锚折减系数n、表示，表5.2.5-2取值为经过试验后的统计均值。

（2）近年来，我国的岩棉工业得到快速的发展，产量和质量均得到大幅度的提升。岩棉板的各项性能也不断得到提升。已经有许多企业开始研制生产质量更轻、导热系数更低、抗拉强度更高的岩棉板；同时为了改善岩棉的透汽性能，也正在研发能与岩棉板外保温系统相匹配的透汽材料，等等。为了给适用的、具有创新性的岩棉板外保温系统提供可发展的空间，促进技术的进步，当实际工程中所应用的岩棉板外保温系统的系统组成材料与本标准的规定不完全相同时，本标准提供了一系列的试验和计算方法，用于确定新型岩棉板外保温系统的抗风荷载承载力标准值。采用该试验和计算方法的前提条件是：所试验系统的构造应符合本标准第3章规定的岩棉外保温系统的构造；锚栓、胶粘剂、玻纤网等系统组成材料性能应符合本标准第4章的相关规定，试验结果和经校核后的安全系数K还应进行分析论证。

确定该类岩棉板外保温工程抗风荷载承载力标准值的试验和计算步骤可参考下列规定：

1）制备所试验的岩棉板外保温系统试样，按本标准附录B的要求测定极限破坏条件下的载荷，测试5个试样，记录承载力试验值X，计算出单个锚栓在系统内的承载力标准值R_p。

图2 静态泡沫块试验试样尺寸与锚栓排布示意