《建筑铝合金窗抗风压性能计算书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑铝合金窗抗风压性能计算书（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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 G
2、B 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 5237.6-2008II、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 W1470 mm 门窗高度 H1500 mm 6)门
3、窗样式图：1 风荷载标准值计算:W k = gz*S1*Z*W 0(按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 2006 版 7.1.1-2)1.1 基本风压 W 0= 450 N/m2(按建筑结构荷载规范GB 50009-20012006 版规定,采用 50年一遇的风压，但不得小于 0.3 KN/m21.2 阵风系数 gz 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)
4、C类地区：gz=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；安装高度 z5 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。gz=0.85*(1+2f) f=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
5、2006 版7.5.1 规定)1.3 风压高度变化系数 z 计算:1)A类地区：z=1.379 * (z / 10) 0.24,z 为安装高度；2)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.有密集建筑群的城市市区 取值。z=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 s1 的计算：s1：局部风
6、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 s1： 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 s1(1)是适用于围护构件的从属面积 A1m 2的情况，当围护构件的从属面积 A10m 2时，局部风压体型系数 s1(10)可乘以折减系数 0.8，当构件的从属面积 A10m 2而1m 2时，局部风压体型系数
7、s1(A)可按面积的对数线性插值，即：s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(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 A10 m 2,且 A1 m 2LogA=Log(2.250)=0.352s1(2.250)=s1(1)+s1(10)-s1(1)*logA=.8+(.8*0.8-.8)*0.352=0.744s1=s1(2.250)+0.2=0.744+0.2=0.944因此：支撑结构局部风压体型系数 s1 取：0.9441.4.2 面板材料的局部风压体型系数
8、 s1 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 m 2)来计算：面板材料的构件从属面积 A1 m 2s1(0.750)=.8s1=s1(0.750)+0.2 =.8+0.2 =1.000因此：面板材料局部风压体型系数 s1 取：1.0001.5 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)=gz*z*S1*W0=1.921*0.836*0.944*450=682.2101.5.2 面板材料风荷载标准值计算:Wk(N/m2)=gz*z*S1*W0=1.921*0.836*1.000*450=722.6802 风荷载设计
9、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=955.0942.2 面板结构风荷载设计值计算：W(N/m2)=1.4*Wk =1.4*722.680=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 mm1.2 弯曲应力校验依据：max=M/W=:材料的抗弯曲应力(
10、N/mm 2)max: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：max=(Q*S)/(I*)=:材料的抗剪允许应力(N/mm 2)max: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):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
11、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： 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
12、.67面积矩：2565.44截面面积：464.39腹板厚度：1.42.1.1 【中横】的刚度计算(1) 63平开窗中梃的弯曲刚度计算 D(N.mm2)=E*I=70000*89269.59=624887130063平开窗中梃的剪切刚度计算 D(N.mm2)=G*F=26000*464.39=120741402.【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=120741402.1.2 【中横】的受荷面积计算1.上亮的受荷面积计算(梯形)A(mm2)=(500/2*500/
13、2)+(1500-500)*500/2=3125002.左扇的受荷面积计算(三角形)A(mm2)=(750/2*750)/2=1406253.右扇的受荷面积计算(三角形)A(mm2)=(750/2*750)/2=1406254.【中横】的总受荷面积A(mm2)=312500+140625+140625=5937502.1.3 【中横】所受均布荷载计算Q(N)=Wk*A=682.210*593750/1000000=405.0622.1.4 【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
14、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)=405.062*(6248871300/6248871300)=405.062本受力杆件在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Fmid(mm)=5*Q*L3/(384*D)=5*405.062*15003/(384*6248871300)=2.8492.1.4.2 在均布荷载作用下的弯矩计算1.63平开窗中梃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:Q63 平开窗中梃=Q 总*(D63 平开窗中梃/D 总)=405.062*(6248871300/6248871300)=405.062所受荷载的
15、设计值计算:Q=1.4*Q=1.4* 405.062=567.087本受力杆件在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Mmax(N.mm)=Q*L/8=567.087*1500/8=106328.8002.1.4.3 在均布荷载作用下的剪力计算1.63平开窗中梃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:Q63 平开窗中梃=Q 总*(D63 平开窗中梃/D 总)=405.062*(12074140/12074140)=405.062所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4* 405.062=567.087本受力杆件在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Qmax(N)=Q/2=567.087/2=283.5442.1.5 【中横】 在集中荷载作用下的中点挠度、弯矩、剪力计算2.1.5.1 左扇产生的集中荷载对【中横】作用产生的中点挠度、弯矩、剪力计算1.受荷面积计算:A(mm2)=(750/2*750/2)+(1000-750)*750/2=2343752.该分格传递到主受力杆件上的全部集中荷载P(N)=(wk*A)/2=(682.210*234375)/2/1000000=79.9463.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度(1)63平开窗中
