建筑外窗抗风压性能计算书(1)

[长风软件]建筑外窗抗风压性能计算书I、计算依据《建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009》《钢结构设计规范GB50017-2003》《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008》《建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006版)》《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料门JG/T180-2005》《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料窗JG/T140-2005》《建筑门窗术语GB/T5823-2008》《建筑门窗洞口尺寸系列GB/T5824-2008》《建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T8484-2008》《建筑外门窗空气声隔声性能分级及检测方法GB/T8485-2008》《铝合金结构设计规范GB50429-2007》《铝合金门窗GB/T8478-2008》《铝合金建筑型材第一部分：基材GB5237.1-2008》《铝合金建筑型材第二部分：阳极氧化型材GB5237.2-2008》《铝合金建筑型材第三部分：电泳涂漆型材GB5237.3-2008》《铝合金建筑型材第四部分：粉末喷涂型材GB5237.4-2008》《铝合金建筑型材第五部分：氟碳漆喷涂型材GB5237.5-2008》《铝合金建筑型材第五部分：隔热型材GB5237.6-2004》《聚氯乙烯(PVC-U)门窗增强型钢JG/T131-2000》《门、窗用未增聚氯乙烯(PVC-U)型材GB/T8814-2004》II、设计计算一、风荷载计算1)工程所在省市：安徽2)工程所在城市：滁县3)所在地类型：C类(有密集建筑群的城市市区)4)门窗安装最大高度z(m)：30米5)建筑平面形状：正多边形平面(包括矩形)6)门窗安装位置：墙面7)建筑的体形类别：封闭式的建筑[长风软件]8)门窗类型:推拉窗型材厂家:海螺门窗系列:88系列玻璃厂家:玻璃规格:6+9+69)窗型样式:10)窗型尺寸:窗宽W(mm):1800窗高H(mm):19001围护结构的风荷载标准值计算:(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.1.1-2)Wk=βgz*μsl*μZ*w0Wk:风载荷标准值βgz:阵风系数μsl:局部风压体形系数μZ:风压高度变化系数w0:基本风压1.1基本风压(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)规定,采用50年一遇的风压，但不得小于0.3KN/m²)经软件计算，基本风压W0=0.35kN/m²1.2阵风系数(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.5.1)经软件计算，阵风系数βgz=1.82989221034328[长风软件]1.3风压高度变化系数(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.2.1)经软件计算，变化系数μZ=11.4风荷载体型系数(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.3.3)当建筑为封闭式时，其体形系数=外表面体形系数+内表面体形系数当建筑为敞开式时，其体形系数=外表面体形系数外表面系数=外表面正压+外表面负压正压区(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.3.1)负压区——对墙面，取1.0；——对墙角边，取1.8；——对屋面局部部位(周边和屋面坡度大于10°的屋脊部位)，取2.2；——对檐口、雨篷、遮阳板等突出构件，取2.0。注：对墙角边和屋面局部部位的作用宽度为房屋宽度的0.1或房屋平均高度的0.4，取其小者，但不小于1.5m。经软件计算，风载荷体形系数μsl=0.9145558230310181.5风荷载标准值计算Wk=βgz*μsl*μZ*w0经软件计算，风荷载标准值Wk=0.5862围护结构的风荷载设计值计算(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)3.2.5)分项系数一般情况下取1.4,对标准值大于4kN/m²的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3W=分项系数*Wk经软件计算，风荷载设计值W=0.82二、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：根据JGJ103-2008塑料门窗工程技术规程及条文说明1)单层玻璃，夹层玻璃：fmax=L/120[长风软件]2)双层玻璃，中空玻璃：fmax=L/180其中：fmax:为受力杆件最在变形量(mm)L:为受力杆件长度(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/mm²)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(mm^4)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横梃的挠度、弯曲应力、剪切应力计算:构件“横梃”的各受荷单元基本情况如下图：[长风软件]构件“横梃”的由以下各型材(衬钢)组合而成，它们共同承担“横梃”上的全部荷载：(1).塑钢:T88BZ-88截面参数如下：惯性矩：795543.16抵抗矩：26285.00面积矩：10543.31截面面积：670.55腹板厚度：2.5(2).衬钢:钢衬/T88/60BZ-88截面参数如下：惯性矩：83946.26抵抗矩：29635.08面积矩：1461.92截面面积：206.25腹板厚度：1.52.1.1横梃的刚度计算1.T88BZ-88的弯曲刚度计算D(N.mm²)=E*I=2200*795543.160=1750194952.000T88BZ-88的剪切刚度计算D(N.mm²)=G*F=2060*670.550=1381333.0002.钢衬/T88/60BZ-88的弯曲刚度计算D(N.mm²)=E*I=206000*83946.260=17292929560.000钢衬/T88/60BZ-88的剪切刚度计算D(N.mm²)=G*F=79000*206.250=16293750.000[长风软件]3.横梃的总弯曲刚度计算D(N.mm²)=19043124512.000横梃的总剪切刚度计算D(N.mm²)=17675083.0002.1.2横梃的受荷面积计算1.上左的受荷面积计算A(mm²)=(1800-700)*700/4=192500(梯形)2.上右的受荷面积计算A(mm²)=(1800-700)*700/4=192500(梯形)3.上左的受荷面积计算A(mm²)=900*900/4=202500(三角形)4.上右的受荷面积计算A(mm²)=900*900/4=202500(三角形)5.横梃的总受荷面积计算A(mm²)=7900002.1.3横梃所受均布荷载计算Q(N)=Wk*A=0.586*790000/1000=462.9402.1.4横梃在均布荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算2.1.4.1在均布荷载作用下的挠度计算1.T88BZ-88在均布荷载作用下的挠度计算按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:QT88BZ-88=Q总*(DT88BZ-88/D总)=462.940*(1750194952.000/19043124512.000)=42.547本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Fmax(mm)=5Q*L³/(384*D)=5*42.547*1800³/(384*1750194952.000)=1.8462.钢衬/T88/60BZ-88在均布荷载作用下的挠度计算按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:Q钢衬/T88/60BZ-88=Q总*(D钢衬/T88/60BZ-88/D总)=462.940*(17292929560.000/19043124512.000)=420.392[长风软件]本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Fmax(mm)=5Q*L³/(384*D)=5*420.392*1800³/(384*17292929560.000)=1.8462.1.4.2在均布荷载作用下的弯矩计算1.T88BZ-88在均布荷载作用下的弯矩计算按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:QT88BZ-88=Q总*(DT88BZ-88/D总)=462.940*(1750194952.000/19043124512.000)=42.547所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*42.547=59.566本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Mmax(N.mm)=Q*L/8=59.566*1800/8=13402.3502.钢衬/T88/60BZ-88在均布荷载作用下的弯矩计算按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:Q钢衬/T88/60BZ-88=Q总*(D钢衬/T88/60BZ-88/D总)=462.940*(17292929560.000/19043124512.000)=420.392所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*420.392=588.549本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Mmax(N.mm)=Q*L/8=588.549*1800/8=132423.5252.1.4.3在均布荷载作用下的剪力计算1.T88BZ-88在均布荷载作用下的剪力计算按剪切刚度比例分配荷载分配荷载:QT88BZ-88=Q总*(DT88BZ-88/D总)[长风软件]=462.940*(1381333.000/17675083.000)=36.179所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*36.179=50.651本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Qmax(N)=±Q/2=50.651/2=25.3252.钢衬/T88/60BZ-88在均布荷载作用下的剪力计算按剪切刚度比例分配荷载分配荷载:Q钢衬/T88/60BZ-88=Q总*(D钢衬/T88/60BZ-88/D总)=462.940*(16293750.000/17675083.000)=426.761所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*426.761=597.464本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Qmax(N)=±Q/2=597.464/2=298.7322.1.5横梃在集中荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算2.1.5.1上左产生的集中荷载对受力杆作用生产的挠度、弯矩、剪力计算1.上左的受荷面积A(mm²)=1925002.该单元传递到主受力杆件上的全部集中荷载P(N)=(wk*A)/2=(0.586*192500)/2/1000=56.4023.该单元产生的集中荷载对主受力杆件跨中产生的总挠度(1)T88BZ-88在集中荷载作用下产生的跨中挠度按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:QT88BZ-88=Q总*(DT88BZ-88/D总)[长风软件]=56.402*(1750194952.000/19043124512.000)=5.183该单元的跨中集中荷载对主受力杆件跨中产生的挠度计算Fmax(mm)=P*L³/(48*D)=5.183*1800³/(48*1750194952.000)=0.359(2)钢衬/T88/60BZ-88在集中荷载作用下产生的跨中挠度按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:Q钢衬/T88/60BZ-88=Q总*(D钢衬/T88/60BZ-