建筑外窗抗风压性能报告书

1、建筑外窗抗风压性能报告书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：甘肃省 2)工程所在城市：天水市 3)门窗安装最大高度z(m)：20 4)门窗类型:推拉窗 5)窗型样式: 6)窗型尺寸: 窗宽W(mm

2、):1500 窗高H(mm):15001 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=350N/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：g

3、z=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：B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房层比较稀疏的乡镇和城市郊区取值。安装高度5米时,按5米时的阵风系数取值。 gz=0.89*(1+(0.5*(20/10)(-0.16)*2) =1.68657 (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)

4、 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：B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房层比较稀疏的乡镇和城市郊区取值。 Z=(20/10)0.32 =1.24833 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 7.2.1规定)1.4 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

5、=1.68657*1.24833*1.2*350 =884.2662 风荷载设计值计算： W(N/m2)=1.4*Wk =1.4*884.266 =1237.9724二、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/mm

6、2) 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： max=(Q*S)/(I*)1/180中滑的挠度不符合要求。2.1.7 中横在均布荷载和集中荷载共同作用下的抗弯曲强度校核2.1.7.1 中滑抗弯曲强度校核2.1.7.1.1 中滑总弯矩计算 M总=M均布+M集中 =137821.16+108806.24 =246627.42.1.7.1.2 中滑弯曲应力计算 max=M/W max:计算截面上的最大弯曲应力 M:受力杆件承受的最大弯矩 W:净截面抵抗矩 =246627.4/3698.19 =66.68966.68937中滑的抗弯强度不满足要求。

7、2.1.8 中横在均布荷载和集中荷载共同作用下的抗剪切强度校核2.1.8.1 中滑抗剪切强度校核2.1.8.1.1 中滑总剪力计算 Q总=Q均布+Q集中 =367.52+145.08 =512.62.1.8.1.2 中滑剪切应力计算 max=(Q*S)/(I*) max:计算截面上的最大剪切应力 Q:受力杆件计算截面上所承受的最大剪切力 S:材料面积矩 I:材料惯性矩 :腹板的厚度 =512.6*3510.7/(127392.74*1.4) =10.0910.09=p0=183.762(N) Nv=932.66(N)=P0=183.762(N) 中横端部连接螺栓的抗剪和承压能力都能满足要求。2

8、.1.9 中横综合抗风压能力计算 该受力杆件在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载 根据:L/180=(q*A)*L3/(76.8*D) q(N/mm2)=76.8*D/(L2*180*A) =76.8*280264028/(15002*180*593750)*1000 =0.09(kPa)2.2 竖扇的挠度、弯曲应力、剪切应力计算: 构件“竖扇”的各受荷单元基本情况如下图： 构件“竖扇”的由以下各型材(衬钢)组合而成，它们共同承担“竖扇”上的全部荷载： (1).铝合金:勾企 截面参数如下： 惯性矩：32604.61 抵抗矩：1806.57 面积矩：1278.7 截面面积：235.25 腹板

9、厚度：1.22.2.1 竖扇的刚度计算 1.勾企的弯曲刚度计算 D(N.mm2)=E*I=70000*32604.61=2282322700 勾企的剪切刚度计算 D(N.mm2)=G*F=26000*235.25=6116500 2.竖扇的组合受力杆件的总弯曲刚度计算 D(N.mm2)=2282322700=2282322700 竖扇的组合受力杆件的总剪切刚度计算 D(N.mm2)=6116500=61165002.2.2 竖扇的受荷面积计算 1.右扇的受荷面积计算(梯形) A(mm2)=(2000-750)*750/4=234375 2.左扇的受荷面积计算(梯形) A(mm2)=(2000-

10、750)*750/4=234375 3.竖扇的总受荷面积计算 A(mm2)=234375+234375=4687502.2.3 竖扇所受均布荷载计算 Q(N)=Wk*A =884.266*468750/1000000 =414.52.2.4 竖扇在均布荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算2.2.4.1 在均布荷载作用下的挠度计算 1.勾企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勾企=Q总*(D勾企/D总) =414.5*(2282322700/2282322700) =414.500 本窗型在风荷载作用下，可简化为承受梯形均布荷载 Fmax(mm)=Q*L3/(61.05*

11、D) =414.5*10003/(61.05*2282322700) =2.972.2.4.2 在均布荷载作用下的弯矩计算 1.勾企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勾企=Q总*(D勾企/D总) =414.5(2282322700/2282322700) =414.500 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*414.5 =580.3 本窗型在风荷载作用下，可简化为承受梯形均布荷载 Mmax(N.mm)=Q*L/6.165 =580.3*1000/6.165 =94128.142.2.4.3 在均布荷载作用下的剪力计算 1.勾企在均布荷载作用下的剪力计算

12、 按剪切刚度比例分配荷载 分配荷载:Q勾企=Q总*(D勾企/D总) =414.5*(6116500/6116500) =414.500 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*414.5 =580.3 本窗型在风荷载作用下，可简化为承受梯形均布荷载 Qmax(N)=Q*(1-a/L)/2 =580.3*(1-0.375)/2 =181.342.2.5 竖扇在集中荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算2.2.6 竖扇在均布荷载和集中荷载共同作用下的总挠度校核2.2.6.1 勾企总挠度校核2.2.6.1.1 勾企总变形计算 F总=F均布+F集中 =2.97 =2.972.2.6.1.2 勾企挠跨

13、比计算 挠跨比=F总/L =2.97/1000 =0.0030.003=1/180勾企的挠度符合要求。2.2.7 竖扇在均布荷载和集中荷载共同作用下的抗弯曲强度校核2.2.7.1 勾企抗弯曲强度校核2.2.7.1.1 勾企总弯矩计算 M总=M均布+M集中 =94128.14 =94128.142.2.7.1.2 勾企弯曲应力计算 max=M/W max:计算截面上的最大弯曲应力 M:受力杆件承受的最大弯矩 W:净截面抵抗矩 =94128.14/1806.57 =52.10352.103=85.5勾企的抗弯强度满足要求。2.2.8 竖扇在均布荷载和集中荷载共同作用下的抗剪切强度校核2.2.8.1

14、 勾企抗剪切强度校核2.2.8.1.1 勾企总剪力计算 Q总=Q均布+Q集中 =181.34 =181.342.2.8.1.2 勾企剪切应力计算 max=(Q*S)/(I*) max:计算截面上的最大剪切应力 Q:受力杆件计算截面上所承受的最大剪切力 S:材料面积矩 I:材料惯性矩 :腹板的厚度 =181.34*1278.7/(32604.61*1.2) =5.9275.927=p0=145.075(N) Nv=932.66(N)=P0=145.075(N) 竖扇端部连接螺栓的抗剪和承压能力都能满足要求。2.2.9 竖扇综合抗风压能力计算 该受力杆件在风荷载作用下，可简化为承受梯形均布荷载 根

15、据:L/180=(q*A)*L3/(61.05*D) q(N/mm2)=61.05*D/(L2*180*A) =61.05*2282322700/(10002*180*468750)*1000 =1.65(kPa)3 该门窗的综合抗风压能力为:Qmax=0.09N/mm2 (按建筑外窗抗风压性能分级表GB/T7106-2002) 建筑外窗抗风压性能分级表 分级代号12345678X.X分级指标1.0=P31.51.5=P32.02.0=P32.52.5=P33.03.0=P33.53.5=P34.04.0=P34.54.5=P3=5.0注：表中X.X表示用=5.0KPa的具体值，取分组代号。但

16、必须注明“已经超过8级。” 综合抗风压能力不足1级 各受力杆的挠度、抗弯能力、抗剪能力校核结果一览表名称长度挠度允许值校核结果弯曲应力许用值校核结果剪切应力许用值校核结果中滑15000.08960.0056否66.68937否10.0923是勾企10000.0030.0056是52.10385.5是5.92749.6是三、玻璃强度校核1 校验依据： max=6*m*W*a2/t2*= :玻璃的允许应力(N/mm2) max:玻璃板块所承最大应力(N/mm2) m:玻璃弯曲系数 a:玻璃短边尺寸(mm) W:风荷载设计值(N/m2) t:玻璃厚度(mm)2 风荷载设计值计算： w=1.4*Wk

17、风荷载标准值Wk(N/m2):884.266 风荷载标准值0.75KN/m2时,按0.75KN/m2计算。 根据建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113-2003 =1.4*884.266 =1237.97243 上亮玻璃强度校核：3.1 玻璃弯矩系数计算： 玻璃短边长度a(mm):500 玻璃长边长度b(mm):1500 玻璃短边/长边a/b=500/1500=0.33333 根据a/b系数，用插入法查表取得弯矩系数m=0.117693.2 玻璃折减系数计算：3.2.1 参数计算： 玻璃短边长度a(mm):500 风荷载标准值Wk(N/m2):884.266 玻璃弹性模量E(N/mm2)=720

18、00 =Wk*a4/E/t4 =884.266*5004/72000/64/1000000 =0.592283.2.2 折减系数计算： 根据参数，用插入法查表取得折减系数=13.3 玻璃应力计算： 风荷载设计值w(N/m2):1237.9724 内片玻璃厚度t(mm):5 外片玻璃厚度t(mm):5 玻璃计算厚度t(mm)=1.2*5=6 玻璃应力折减系数:1 max=6*m*W*a2/t2* =6*0.11769*1237.9724*5002/62*1/1000000 =6.0713.4 玻璃强度校核： max= 即:6.071=28 玻璃应力满足要求。4 左扇玻璃强度校核：4.1 玻璃弯矩

19、系数计算： 玻璃短边长度a(mm):750 玻璃长边长度b(mm):1000 玻璃短边/长边a/b=750/1000=0.75 根据a/b系数，用插入法查表取得弯矩系数m=0.06834.2 玻璃折减系数计算：4.2.1 参数计算： 玻璃短边长度a(mm):750 风荷载标准值Wk(N/m2):884.266 玻璃弹性模量E(N/mm2)=72000 =Wk*a4/E/t4 =884.266*7504/72000/64/1000000 =2.998414.2.2 折减系数计算： 根据参数，用插入法查表取得折减系数=14.3 玻璃应力计算： 风荷载设计值w(N/m2):1237.9724 内片玻

20、璃厚度t(mm):5 外片玻璃厚度t(mm):5 玻璃计算厚度t(mm)=1.2*5=6 玻璃应力折减系数:1 max=6*m*W*a2/t2* =6*0.0683*1237.9724*7502/62*1/1000000 =7.9274.4 玻璃强度校核： max= 即:7.927=28 玻璃应力满足要求。5 玻璃最大许用面积计算：5.1 校核依据：玻璃厚度t(mm)6时，按如下公式计算： Amax=a*(0.2*t1.6+0.8)/Wk Amax:最大许用面积(m2) Wk:风荷载标准值(KN/m2) t:玻璃计算厚度(mm) 夹层按双片厚度计算，中空按最薄一片的厚度计算 a:抗风压调整系数玻璃种类普通半钢化钢化夹层中空夹丝压花单片防火调整系数a1.01.62.0-3.00.81.51.50.63.0-4.55.2 最大许用面积计算： 玻璃类型：中空(浮法玻璃) 玻璃计算厚度t(mm)：5 玻璃类型调整系数a：1.5 风荷载标准值Wk(KN/m2):0.88427Amax(m2)=0.2*a*t1.8/Wk =0.2*1.5*51.8/0.88427 =6.1 该门窗玻璃的弯曲应力、最大面积校核结果一览表名称短边长边最大应力允许值校核结果面积许用面积上亮50015006.07128是0.756.1左扇7501