建筑推拉外窗抗风压性能计算书.doc

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 JGJ 113-2003》《钢结构设计规范 GB 50017-2003》《建筑外窗抗风压性能分级表 GB/T7106-2002》《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》《铝合金窗 GB/T8479-2003》《铝合金门 GB/T8478-2003》II、设计计算一、风荷载计算 1)工程所在省市：江苏省 2)工程所在城市：连运港市 3)门窗安装最大高度z(m)：38 4)门窗类型:推拉窗 5)窗型样式: 6)窗型尺寸: 窗宽W(mm):3900 窗高H(mm):22001 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=550N/m^2 (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0.3KN/m^2)1.2 阵风系数计算: 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； 本工程按：C类 有密集建筑群的城市市区取值。

安装高度<5米时,按5米时的阵风系数取值 βgz=0.85*(1+(0.734*(68/10)^(-0.22))*2) =1.66845 (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: 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类 有密集建筑群的城市市区取值 μZ=0.616*(68/10)^0.44 =1.43181 (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： 一、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 二、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小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2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)]logA1.4.1 支撑结构局部风压体型系数μs1的计算： 受力杆件中从属面积最大的杆件为：竖向杆件中的<85框> 　　　　　　　　　其从属面积为A=左上:1.281+左下:0.915+右上:1.281+右下:0.915=4.392 支撑结构的构件从属面积A<10平方米,且>1平方米 LogA=Log(4.392)=0.64266 μs1(4.392)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]*logA =0.8+[0.8*0.8-0.8]*0.64266 =0.6971744 μs1=μs1(4.392)+0.2 =0.6971744+0.2 =0.8971744 因此：支撑结构局部风压体型系数μs1取：0.89717441.4.2 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：915*1400=1.281平方)来计算： 面板材料的构件从属面积A<10平方米,且>1平方米 LogA=Log(1.281)=0.10755 μs1(1.281)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]*logA =0.8+[0.8*0.8-0.8]*0.10755 =0.782792 μs1=μs1(1.281)+0.2 =0.782792+0.2 =0.982792 因此：面板材料局部风压体型系数μs1取：0.9827921.5 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/m^2)=βgz*μZ*μS1*w0 =1.66845*1.43181*0.8971744*550 =1178.7951.5.2 面板材料风荷载标准值计算: Wk(N/m^2)=βgz*μZ*μS1*w0 =1.66845*1.43181*0.982792*550 =1291.2872 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*1178.795 =1650.3132.2 面板结构风荷载设计值计算： W(N/m2)=1.4*Wk =1.4*1291.287 =1807.8018二、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：fmax/L<=1/120 2)双层玻璃，柔性镶嵌：fmax/L<=1/180 3)单层玻璃，刚性镶嵌：fmax/L<=1/160 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/mm^2) σmax:计算截面上的最大弯曲应力(N/mm^2) M:受力杆件承受的最大弯矩(N.mm) W:净截面抵抗矩(mm^3)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/mm^2) τmax:计算截面上的最大剪切应力(N/mm^2) 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(mm^3) 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 85框的挠度、弯曲应力、剪切应力计算: 构件“85框”的各受荷单元基本情况如下图： 构件“85框”的由以下各型材(衬钢)组合而成，它们共同承担“85框”上的全部荷载： (1).塑钢:85堆拉框 截面参数如下： 惯性矩：273828.4 抵抗矩：9738.78 面积矩：7119.6 截面面积：1012.5 腹板厚度：2.5 (2).塑钢:85堆拉框 截面参数如下： 惯性矩：273828.4 抵抗矩：9738.78 面积矩：7119.6 截面面积：1012.5 腹板厚度：2.5 (3).衬钢:85框钢衬 截面参数如下： 惯性矩：2757.84 抵抗矩：223.04 面积矩：228.78 截面面积：101.28 腹板厚度：1.5 (4).衬钢:85框钢衬 截面参数如下： 惯性矩：2757.84 抵抗矩：223.04 面积矩：228.78 截面面积：101.28 腹板厚度：1.52.1.1 85框的刚度计算 1.85堆拉框的弯曲刚度计算 D(N.mm^2)=E*I=2200*273828.4=602422480 85堆拉框的剪切刚度计算 D(N.mm^2)=G*F=2060*1012.5=2085750 2.85堆拉框的弯曲。