建筑门窗抗风压性能计算书
I、计算依据:
《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ 113-2009 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003
《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001 2006版 《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料门》 JG/T 180-2005 《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料窗》 JG/T 140-2005 《铝合金门窗》 GB/T 8478-2008
《铝合金结构设计规范 GB 50429-2007》 《建筑门窗术语 GB/T 5823-2008》
《建筑门窗洞口尺寸系列 GB/T 5824-2008》
《建筑外门窗保温性能分级及检测方法 GB/T 8484-2008》
《建筑外门窗空气声隔声性能分级及检测方法 GB/T 8485-2008》
《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106-2008》 《铝合金建筑型材 第一部分:基材 GB 5237、1-2008》
《铝合金建筑型材 第二部分:阳极氧化型材 GB 5237、2-2008》 《铝合金建筑型材 第三部分:电泳涂漆型材 GB 5237、3-2008》 《铝合金建筑型材 第四部分:粉末喷涂型材 GB 5237、4-2008》 《铝合金建筑型材 第五部分:氟碳漆喷涂型材 GB 5237、5-2008》 《铝合金建筑型材 第六部分:隔热型材 GB 5237、6-2008》 II、详细计算 一、风荷载计算
1)工程所在省市:安徽 2)工程所在城市:安庆市
3)门窗安装最大高度z:20 米 4)门窗系列:栋梁铝材-115平开窗 5)门窗尺寸:
门窗宽度W=6000 mm 门窗高度H=5000 mm 6)门窗样式图:
1 风荷载标准值计算:Wk = βgz*μS1*μZ*W0
(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版 7、1、1-2)
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1、1 基本风压 W0= 400 N/m
(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版规定,采用50年一遇得风压,但
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不得小于0、3 KN/m
1、2 阵风系数βgz 计算:
1)A类地区:βgz=0、92*(1+2μf)
其中:μf=0、5*35^(1、8*(-0、04))*(z/10)^(-0、12),z为安装高度; 2)B类地区:βgz=0、89*(1+2μf)
其中:μf=0、5*35^(1、8*(0))*(z/10)^(-0、16),z为安装高度; 3)C类地区:βgz=0、85*(1+2μf)
其中:μf=0、5*35^(1、8*(0、06))*(z/10)^(-0、22),z为安装高度; 4)D类地区:βgz=0、80*(1+2μf)
其中:μf=0、5*35^(1、8*(0、14))*(z/10)^(-0、30),z为安装高度; 安装高度z<5米时,按5米时得阵风系数取值。 本工程按: C、有密集建筑群得城市市区 取值。
βgz=0、85*(1+2μf) μf=0、5*35^(1、8*(0、06))*(z/10)^(-0、22) =0、85*(1+2*(0、5*35^(1、8*(0、06))*(20/10)^(-0、22))) =1、921
(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版 7、5、1规定) 1、3 风压高度变化系数μz计算:
1)A类地区:μz=1、379 * (z / 10) ^ 0、24,z为安装高度;
2)B类地区:μz=(z / 10) ^ 0、32,z为安装高度;
3)C类地区:μz=0、616 * (z / 10) ^ 0、44,z为安装高度; 4)D类地区:μz=0、318 * (z / 10) ^ 0、6,z为安装高度; 本工程按: C、有密集建筑群得城市市区 取值。 μz=0、616 * (20 / 10) ^ 0、44 =0、836
(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版 7、2、1规定 ) 1、4 局部风压体型系数μs1得计算:
μs1:局部风压体型系数,根据计算点体型位置取0、8;
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7、3、3条:验算围护构件及其连接得强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数μs1: ● 外表面
1、 正压区 按表7、3、1采用; 2、 负压区
- 对墙面, 取-1、0 - 对墙角边, 取-1、8 ● 内表面
对封闭式建筑物,按表面风压得正负情况取-0、2或0、2。
2
另注:上述得局部体型系数μs1(1)就是适用于围护构件得从属面积A≤1m得情况,
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当围护构件得从属面积A≥10m时,局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0、8,当
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构件得从属面积A<10m而>1m时,局部风压体型系数μs1(A)可按面积得对数线性插值,即:μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA
受力杆件中从属面积最大得杆件为:横向杆件中得(C、有密集建筑群得城市市区) =0、000
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支持结构得构件从属面积A≤1 m μs1(0、000)=、8
μs1=μs1(0、000)+0、2 =、8+0、2 =1、000
因此:支撑结构局部风压体型系数μs1取:1、000 1、4、2 面板材料得局部风压体型系数μs1得计算:
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面板材料得局部风压体型系数按面积最大得玻璃板块(即:=0、000 m)来计算:
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面板材料得构件从属面积A≤1 m μs1(0、000)=、8
μs1=μs1(0、000)+0、2 =、8+0、2 =1、000
因此:面板材料局部风压体型系数μs1取:1、000 1、5 风荷载标准值计算:
1、5、1 支撑结构风荷载标准值计算:
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Wk(N/m)=βgz*μz*μS1*W0
=1、921*0、836*1、000*400 =642、382
1、5、2 面板材料风荷载标准值计算:
Wk(N/m)=βgz*μz*μS1*W0
=1、921*0、836*1、000*400 =642、382 2 风荷载设计值计算:
2、1 支撑结构风荷载设计值计算:
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W(N/m)=1、4*Wk
=1、4*642、382 =899、335
2、2 面板结构风荷载设计值计算:
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W(N/m)=1、4*Wk
=1、4*642、382 =899、335
二、门窗主要受力杆件得挠度、弯曲应力、剪切应力校核: 1 校验依据:
1、1 挠度校验依据:
1)单层玻璃,柔性镶嵌: 2)双层玻璃,柔性镶嵌: 3)单层玻璃,刚性镶嵌:
其中:fmax:为受力杆件最在变形量(mm) L:为受力杆件长度(mm)
本窗型选用:单层玻璃,柔性镶嵌:校核依据 fmax/L ≤ 1/100 且 famx ≤ 20 mm 1、2 弯曲应力校验依据: σmax=M/W<=[σ]
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[σ]:材料得抗弯曲应力(N/mm)
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σmax:计算截面上得最大弯曲应力(N/mm) M:受力杆件承受得最大弯矩(N、mm)
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W:净截面抵抗矩(mm) 1、3 剪切应力校验依据:
τmax=(Q*S)/(I*δ)<=[τ]
2
[τ]:材料得抗剪允许应力(N/mm)
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τmax:计算截面上得最大剪切应力(N/mm)
Q:受力杆件计算截面上所承受得最大剪切力(N)
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S:材料面积矩(mm)
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I:材料惯性矩(mm) δ:腹板得厚度(mm)
2 主要受力杆件得挠度、弯曲应力、剪切应力计算: 因建筑外窗在风荷载作用下,承受得就是与外窗垂直得横向水平力,外窗各框料间构成得受荷单元,可视为四边铰接得简支板。在每个受荷单元得四角各作45度斜线,使其与平行于长边得中线相交。这些线把受荷单元分成4块,每块面积所承受得风荷载传递给其相邻得构件,每个构件可近似地简化为简支梁上呈矩形、梯形或三角形得均布荷载。这样得近似简化与精确解相比有足够得准确度,结果偏于安全,可以满足工程设计计算与使用得需要。由于窗得四周与墙体相连,作用在玻璃上得风荷载由窗框传递给墙体,故不作受力杆件考虑,只需对选用得中梃进行校核。 3、整窗抗风压等级计算
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通过以上构件得综合抗风压能力计算(如果P3<1 kpa ,取P3=1 kpa),做出如下取值: P3=10000、00 (kpa) ,结合下表,进行整窗得抗风压等级计算:
建筑外窗抗风压性能分级表 允许校核弯曲许用值 结果 应力 值 分级1≤P31、2≤P32、3≤P33、指标<1、5 5≤P3<2、5 5≤P3<3、5 5≤P3值P3 <2 <3 <4 说明:第9级应在分级后同时注明具体检测压力差值。
杆件 长度 挠度 校核剪切结果 应力 4≤P34、<4、5 5≤P3<5 许用值 P3≥5、0 通过查询《建筑外窗抗风压性能分级表》,可知该门窗得抗风压性能达到 9 (10000、
0 kpa ) 级
全部受力杆得挠度、抗弯能力、抗剪能力校核结果一览表
三、玻璃计算
3、1 本门窗中面积最大得玻璃就是: 区域得玻璃 宽度:0 mm 高度:0 mm
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面积:0、000 m 厚度:5 mm 3、2 最大许用面积计算
据《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113-2009 4、2、2 ①当玻璃厚度t ≤6mm时,
②当玻璃厚度t >6mm时,
式中 ωk —风荷载标准值,kPa
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Amax —玻璃得最大许用面积,m t —玻璃得厚度,mm;
钢化、半钢化、夹丝、压花玻璃按单片玻璃厚度进行计算; 夹层玻璃按总厚度进行计算;
中空玻璃按两单片玻璃中薄片厚度进行计算; α —抗风压调整系数,由玻璃类型决定取值;
若夹层玻璃工作温度超过70°C,调整系数应为0、6; 钢化玻璃得抗风压调整系数应经实验确定,建议取2、0;