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 《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：山东 2)工程所在城市：济南市
3)门窗安装最大高度z：20 米
4)门窗系列：山东华建铝材-GR63隔热内平开窗 5)门窗尺寸：
门窗宽度W＝1470 mm 门窗高度H＝1500 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) 1.1 基本风压 W0= 450 N/m2
(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版规定,采用50年一遇的风压，但
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米时的阵风系数取值。
本工程按： C.有密集建筑群的城市市区 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：μ 2)B类地区：μ 3)C类地区：μ 4)D类地区：μ
z=1.379 * (z / 10) ^ 0.24,z为安装高度； z=(z / 10) ^ 0.32,z为安装高度；
z=0.616 * (z / 10) ^ 0.44,z为安装高度； z=0.318 * (z / 10) ^ 0.6,z为安装高度；
2
本工程按： C.有密集建筑群的城市市区 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的计算：
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的强度时，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，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A≤1m2的情况，当围护构件的从属面积A≥10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构
件的从属面积A＜10m而＞1m时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA
受力杆件中从属面积最大的杆件为：横向杆件中的(中横)
其从属面积为A=上亮：0.750+左扇：0.750+右扇：0.750 =2.250 支撑结构的构件从属面积A＜10 m,且A＞1 m LogA=Log(2.250)=0.352
μs1(2.250)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]*logA =.8+(.8*0.8-.8)*0.352 =0.744 μs1=μs1(2.250)+0.2 =0.744+0.2
=0.944
因此：支撑结构局部风压体型系数μs1取：0.944
1.4.2 面板材料的局部风压体型系数μs1的计算：
面板材料的局部风压体型系数按面积最大的玻璃板块(即：1500x500=0.750 m2)来计算：
面板材料的构件从属面积A≤1 m2 μs1(0.750)=.8 μs1=μs1(0.750)+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: Wk(N/m2)=βgz*μz*μS1*W0 =1.921*0.836*0.944*450 =682.210
1.5.2 面板材料风荷载标准值计算: Wk(N/m2)=βgz*μz*μS1*W0 =1.921*0.836*1.000*450 =722.680
2 风荷载设计值计算：
2.1 支撑结构风荷载设计值计算： W(N/m2)=1.4*Wk =1.4*682.210 =955.094
2.2 面板结构风荷载设计值计算： W(N/m2)=1.4*Wk
=1.4*722.680
2
2
22
=1011.752
二、门窗主要受力杆件的挠度、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:双层玻璃，柔性镶嵌：校核依据 fmax/L ≤ 1/150 且 famx ≤ 20 mm 1.2 弯曲应力校验依据： σmax=M/W<=[σ]
[σ]:材料的抗弯曲应力(N/mm2)
σmax:计算截面上的最大弯曲应力(N/mm2) M:受力杆件承受的最大弯矩(N.mm) W:净截面抵抗矩(mm3) 1.3 剪切应力校验依据：
τmax=(Q*S)/(I*δ)<=[τ]
[τ]:材料的抗剪允许应力(N/mm2)
τmax:计算截面上的最大剪切应力(N/mm)
Q:受力杆件计算截面上所承受的最大剪切力(N) S:材料面积矩(mm3) I:材料惯性矩(mm4) δ:腹板的厚度(mm)
2 主要受力杆件的挠度、弯曲应力、剪切应力计算：
因建筑外窗在风荷载作用下，承受的是与外窗垂直的横向水平力，外窗各框料间构成的受荷单元，可视为四边铰接的简支板。在每个受荷单元的四角各作45度斜线，使其与平行于长边的中线相交。这些线把受荷单元分成4块，每块面积所承受的风荷载传递给其相邻的构件，每个构件可近似地简化为简支梁上呈矩形、梯形或三角形的均布荷载。这样的近似简化与精确解相比有足够的准确度，结果偏于安全，可以满足工程设计计算和使用的需要。由于窗的四周与墙体相连，作用在玻璃上的风荷载由窗框传递给墙体，故不作受力杆件考虑，只需对选用的中梃进行校核。
2.1 中横的挠度、弯曲应力、剪切应力计算:
构件【中横】的各受荷区域基本情况如下图：
2
构件【中横】的由以下各型材(衬钢)组合而成，它们共同承担【中横】上的全部荷载： (1) 铝合金 - 63平开窗中梃
截面参数如下： 惯性矩：89269.59 抵抗矩：2479.67 面积矩：2565.44 截面面积：464.39
腹板厚度：1.4
2.1.1 【中横】的刚度计算
(1) 63平开窗中梃的弯曲刚度计算 D(N.mm)=E*I=70000*89269.59=6248871300 63平开窗中梃的剪切刚度计算
D(N.mm)=G*F=26000*464.39=12074140
2.【中横】的组合受力杆件的总弯曲刚度计算 D(N.mm2)=6248871300=6248871300
【中横】的组合受力杆件的总剪切刚度计算 D(N.mm2)=12074140=12074140 2.1.2 【中横】的受荷面积计算
1.上亮的受荷面积计算(梯形)
2
A(mm)=(500/2*500/2)+(1500-500)*500/2=312500 2.左扇的受荷面积计算(三角形) A(mm)=(750/2*750)/2=140625 3.右扇的受荷面积计算(三角形) A(mm2)=(750/2*750)/2=140625 4.【中横】的总受荷面积
A(mm2)=312500+140625+140625=593750 2.1.3 【中横】所受均布荷载计算 Q(N)=Wk*A
=682.210*593750/1000000 =405.062
2.1.4 【中横】在均布荷载作用下的中点挠度、弯矩、剪力计算 2.1.4.1 在均布荷载作用下的中点挠度计算
1.63平开窗中梃在均布荷载作用下的中点挠度计算 按弯曲刚度比例分配荷载
分配荷载:Q63平开窗中梃=Q总*(D63平开窗中梃/D总)
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建筑铝合金窗抗风压性能计算书
