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1、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/T8478-2003II、设计计算一、风荷载计算 1)工程所在省市：山东省 2)工程所在城市：兖州 3)门窗安装最大高度z(m)：12 4)门窗类型:推拉窗 5)窗型样式: 6)窗型尺寸: 窗宽W(mm)
2、:1800 窗高H(mm):18001 风荷载标准值计算:Wk = gz*S*Z*w0 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 7.1.1-2)1.1 基本风压 W0=400N/m2 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001规定,采用50年一遇的风压，但不得小于0.3KN/m2)1.2 阵风系数计算: 1)A类地区：gz=0.92*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(-0.04)*(z/10)(-0.12),z为安装高度； 2)B类地区：gz=0.89*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(0)*(z/10)(-0.16),z为安装高度； 3)C类地区：gz
3、=0.85*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(0.06)*(z/10)(-0.22),z为安装高度； 4)D类地区：gz=0.80*(1+2f) 其中：f=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。 gz=0.85*(1+(0.734*(12/10)(-0.22)*2) =2.04874 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 7.5.1规定)1.3 风压高度变化系数z: 1)A类地区：Z=1.379 * (z / 10) 0.24,z为安装高度； 2
4、)B类地区：Z=(z / 10) 0.32,z为安装高度； 3)C类地区：Z=0.616 * (z / 10) 0.44,z为安装高度； 4)D类地区：Z=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。 Z=0.616*(12/10)0.44 =0.66745 按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 表7.2.1的规定，Z取最小值0.741.4 风荷载体型系数:s=1.2 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 表7.3.1规定)1.5 风荷载标准值计算: Wk(N/m2)=gz*S*Z*w0 =2.04874*0.74*1
5、.2*400 =727.7122 风荷载设计值计算： W(N/m2)=1.4*Wk =1.4*727.712 =1018.7968二、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： max=M/W= :材料的抗弯曲应力(N/mm2) max: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
6、.mm) W:净截面抵抗矩(mm3)1.3 剪切应力校验依据： max=(Q*S)/(I*)= :材料的抗剪允许应力(N/mm2) max: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(mm4) :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
7、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”的各受荷单元基本情况如下图： 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:中立 (此处放置“中立”的截面图) 截面参数如下： 惯性矩：35364.15 抵抗矩：1360.16 面积矩：1485.45 截面面积：297.9 腹板厚度：1.2
8、2.1.1 中横的刚度计算 1.中立的弯曲刚度计算 D(N.mm2)=E*I=70000*35364.15=2475490500 中立的剪切刚度计算 D(N.mm2)=G*F=26000*297.9=7745400 2.中横的组合受力杆件的总弯曲刚度计算 D(N.mm2)=2475490500=2475490500 中横的组合受力杆件的总剪切刚度计算 D(N.mm2)=7745400=77454002.1.2 中横的受荷面积计算 1.上左的受荷面积计算(三角形) A(mm2)=(600*600/2)/2=90000 2.上中的受荷面积计算(三角形) A(mm2)=(600*600/2)/2=9
9、0000 3.上右的受荷面积计算(三角形) A(mm2)=(600*600/2)/2=90000 4.下左的受荷面积计算(三角形) A(mm2)=(600*600/2)/2=90000 5.下中的受荷面积计算(三角形) A(mm2)=(600*600/2)/2=90000 6.下右的受荷面积计算(三角形) A(mm2)=(600*600/2)/2=90000 7.中横的总受荷面积计算 A(mm2)=90000+90000+90000+90000+90000+90000=5400002.1.3 中横所受均布荷载计算 Q(N)=Wk*A =727.712*540000/1000000 =392.9
10、642.1.4 中横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.中立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中立=Q总*(D中立/D总) =392.964*(2475490500/2475490500) =392.964 本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载 Fmax(mm)=Q*L3/(76.8*D) =392.964*18003/(76.8*2475490500) =12.052.1.4.2 在均布荷载作用下的弯矩计算 1.中立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中立=Q总*(D中立/D
11、总) =392.964(2475490500/2475490500) =392.964 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*392.964 =550.1496 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 =550.1496*1800/8 =123783.662.1.4.3 在均布荷载作用下的剪力计算 1.中立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中立=Q总*(D中立/D总) =392.964*(7745400/7745400) =392.964 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*392.964 =550.1496 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 =550.1496/2 =275.072.1.5 中横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中横作用产生的挠度、弯矩、剪力计
