建筑推拉外窗抗风压性能计算书

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 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/T8478-2003II、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:

2、 窗宽W(mm):3900 窗高H(mm):22001 风荷载标准值计算:Wk = gz*S1*Z*w0 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 2006版 -2)1.1 基本风压 W0=550N/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0.3KN/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

3、安装高度； 3)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； 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*(68/10)(-0.22)*2) =1.66845 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 2006版规定)1.3 风压高度变化系数z: 1)A类地区：Z=1.379 * (z /

4、 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类 有密集建筑群的城市市区取值。 Z=0.616*(68/10)0.44 =1.43181 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 2006版 规定)1.4 局部风压体型系数s1的计算： s1：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)第条：验算围护构件及其连接的

5、强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数s1： 一、外表面 1. 正压区 按表采用； 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s1(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s1(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s1(A)可按面积的对数线性插值，即：s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 支撑结构局部风压体型系数s1的计算： 受

6、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 s1(4.392)=s1(1)+s1(10)-s1(1)*logA =0.8+0.8*0.8-0.8*0.64266 =0.6971744 s1=s1(4.392)+0.2 =0.6971744+0.2 =0.8971744 因此：支撑结构局部风压体型系数s1取：0.8971744 面板材料的局部风压体型系数s1的计算：

7、 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 s1(1.281)=s1(1)+s1(10)-s1(1)*logA =0.8+0.8*0.8-0.8*0.10755 =0.782792 s1=s1(1.281)+0.2 =0.782792+0.2 =0.982792 因此：面板材料局部风压体型系数s1取：0.9827921.5 风荷载标准值计算: 支撑结构风荷载标准值计算: Wk(N/m2)=gz*Z*S1*w0 =1.66845*1

8、.43181*0.8971744*550 =1178.795 面板材料风荷载标准值计算: Wk(N/m2)=gz*Z*S1*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<=1/12

9、0 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.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

10、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

11、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

12、：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.mm2)=E*I=2200*273828.4=602422480 85堆拉框的剪切刚度计算 D(N.mm2)=G*F=2060*1012.5=2085750 2.85堆拉框的弯曲刚度计算 D(N.mm2)=E*I=2200*273828.4=602422480 85堆拉框的剪切刚度计算 D(N.mm2)=G*F=2060*

13、1012.5=2085750 3.85框钢衬的弯曲刚度计算 D(N.mm2)=E*I=206000*2757.84=568115040 85框钢衬的剪切刚度计算 D(N.mm2)=G*F=79000*101.28=8001120 4.85框钢衬的弯曲刚度计算 D(N.mm2)=E*I=206000*2757.84=568115040 85框钢衬的剪切刚度计算 D(N.mm2)=G*F=79000*101.28=8001120 5.85框的组合受力杆件的总弯曲刚度计算 D(N.mm2)=602422480+602422480+568115040+568115040=2341075040 85框的

14、组合受力杆件的总剪切刚度计算 D(N.mm2)=2085750+2085750+8001120+8001120=201737402.1.2 85框的受荷面积计算 1.左上的受荷面积计算(梯形) A(mm2)=(2800-915)*915/4=431193.75 2.左下的受荷面积计算(梯形) A(mm2)=(2000-915)*915/4=248193.75 3.右上的受荷面积计算(梯形) A(mm2)=(2800-915)*915/4=431193.75 4.右下的受荷面积计算(梯形) A(mm2)=(2000-915)*915/4=248193.75 5.85框的总受荷面积计算 A(mm2

15、)=431193.75+248193.75+431193.75+248193.75=13587752.1.3 85框所受均布荷载计算 Q(N)=Wk*A =1178.795*1358775/1000000 =1601.7172.1.4 85框在均布荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算.1 在均布荷载作用下的挠度计算 1.85堆拉框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:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =1601.717*(602422480/2341075040) =412.165 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

16、.8*D) =412.165*24003/(76.8*602422480) =123.15 2.85堆拉框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:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =1601.717*(602422480/2341075040) =412.165 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) =412.165*24003/(76.8*602422480) =123.15 3.85框钢衬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:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =1601

17、.717*(568115040/2341075040) =388.693 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) =388.693*24003/(76.8*568115040) =123.15 4.85框钢衬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:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =1601.717*(568115040/2341075040) =388.693 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) =388.693*24003/(76.8*568115

18、040) =123.15.2 在均布荷载作用下的弯矩计算 1.85堆拉框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:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =1601.717(602422480/2341075040) =412.165 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*412.165 =577.031 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 =577.031*2400/8 =173109.3 2.85堆拉框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:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =1

19、601.717(602422480/2341075040) =412.165 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*412.165 =577.031 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 =577.031*2400/8 =173109.3 3.85框钢衬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:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =1601.717(568115040/2341075040) =388.693 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*388.693 =544.1702 本窗型在风荷载作用下

20、，可简化为承受矩形均布荷载 Mmax(N.mm)=Q*L/8 =544.1702*2400/8 =163251.06 4.85框钢衬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:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =1601.717(568115040/2341075040) =388.693 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*388.693 =544.1702 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 =544.1702*2400/8 =163251.06.3 在均布荷载作用下的剪力计算 1.85堆拉框在均布荷载作

21、用下的剪力计算 按剪切刚度比例分配荷载 分配荷载:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =1601.717*(2085750/20173740) =165.600 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*165.6 =231.84 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 =231.84/2 =115.92 2.85堆拉框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:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =1601.717*(2085750/20173740) =165.600 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q

22、=1.4*165.6 =231.84 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 =231.84/2 =115.92 3.85框钢衬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:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =1601.717*(8001120/20173740) =635.258 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*635.258 =889.3612 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 =889.3612/2 =444.68 4.85框钢衬在均布荷载作用下的剪力计

23、算 按剪切刚度比例分配荷载 分配荷载:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =1601.717*(8001120/20173740) =635.258 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*635.258 =889.3612 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 =889.3612/2 =444.682.1.5 85框在集中荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算.1左上产生的集中荷载对85框作用产生的挠度、弯矩、剪力计算 1.受荷面积计算 A(mm2)=(915*915/2)/2=209306.25 =209306.25 2.该分格传递到

24、主受力杆件上的全部集中荷载 通过下边杆件传递到主受力杆件上的集中荷载计算 P(N)=(wk*A)/2 =(1178.795*209306.25)/2/1000000 =123.365 3.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度 (1)85堆拉框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:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =123.365*(602422480/2341075040) =31.745 该分格下部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算 Fmax(mm)=P*L1*L2*(L+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2)/(27*D*L

25、) =31.745*1400*1000*(2400*1000)*sqrt(3*1400*(2400+1000)/(27*602422480*2400) =14.63 该分格下部任意点处的集中荷载，产生的跨中挠度计算 Fmax(mm)=P*L2*(3*L2-4*L22)/(48*D) =31.745*1000*(3*24002+4*10002)/(48*602422480) =14.58 (2)85堆拉框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:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =123.365*(602422480/2341075040) =31.745 该分

26、格下部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算 Fmax(mm)=P*L1*L2*(L+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2)/(27*D*L) =31.745*1400*1000*(2400*1000)*sqrt(3*1400*(2400+1000)/(27*602422480*2400) =14.63 该分格下部任意点处的集中荷载，产生的跨中挠度计算 Fmax(mm)=P*L2*(3*L2-4*L22)/(48*D) =31.745*1000*(3*24002+4*10002)/(48*602422480) =14.58 (3)85框钢衬在集中荷载作用下产生的跨中挠度 按弯曲刚

27、度比例分配荷载 分配荷载:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =123.365*(568115040/2341075040) =29.937 该分格下部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算 Fmax(mm)=P*L1*L2*(L+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2)/(27*D*L) =29.937*1400*1000*(2400*1000)*sqrt(3*1400*(2400+1000)/(27*568115040*2400) =14.63 该分格下部任意点处的集中荷载，产生的跨中挠度计算 Fmax(mm)=P*L2*(3*L2-4*L22)/(48*D) =29.

28、937*1000*(3*24002+4*10002)/(48*568115040) =14.58 (4)85框钢衬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:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =123.365*(568115040/2341075040) =29.937 该分格下部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算 Fmax(mm)=P*L1*L2*(L+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2)/(27*D*L) =29.937*1400*1000*(2400*1000)*sqrt(3*1400*(2400+1000)/(27*568115040

29、*2400) =14.63 该分格下部任意点处的集中荷载，产生的跨中挠度计算 Fmax(mm)=P*L2*(3*L2-4*L22)/(48*D) =29.937*1000*(3*24002+4*10002)/(48*568115040) =14.58 4.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总弯矩 (1)85堆拉框在集中荷载作用下产生的弯矩 按弯曲刚度比例分配荷载 分配荷载:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =123.365*(602422480/2341075040) =31.745 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*31.745 =44.443 该分格下部任意点

30、集中荷载对受力杆件产生的弯矩计算 Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L =44.443*1400*1000/2400 =25925.08 (2)85堆拉框在集中荷载作用下产生的弯矩 按弯曲刚度比例分配荷载 分配荷载:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =123.365*(602422480/2341075040) =31.745 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*31.745 =44.443 该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的弯矩计算 Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L =44.443*1400*1000/2400 =25925.08 (3)85框钢衬在集

31、中荷载作用下产生的弯矩 按弯曲刚度比例分配荷载 分配荷载:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =123.365*(568115040/2341075040) =29.937 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*29.937 =41.9118 该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的弯矩计算 Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L =41.9118*1400*1000/2400 =24448.55 (4)85框钢衬在集中荷载作用下产生的弯矩 按弯曲刚度比例分配荷载 分配荷载:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =123.365*(568115040/23410750

32、40) =29.937 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*29.937 =41.9118 该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的弯矩计算 Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L =41.9118*1400*1000/2400 =24448.55 5.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总剪力 (1)85堆拉框在集中荷载作用下产生的总剪力 按剪切刚度比例分配荷载 分配荷载:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =123.365*(2085750/20173740) =12.755 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*12.755 =17.857 该分格下部

33、任意点集中荷载对受力杆件产生的剪力计算 Qmax(N)=P*L1/L =17.857*1400/2400 =10.42 (2)85堆拉框在集中荷载作用下产生的总剪力 按剪切刚度比例分配荷载 分配荷载:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =123.365*(2085750/20173740) =12.755 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*12.755 =17.857 该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的剪力计算 Qmax(N)=P*L1/L =17.857*1400/2400 =10.42 (3)85框钢衬在集中荷载作用下产生的总剪力 按剪切刚度比例分配荷载 分配荷

34、载:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =123.365*(8001120/20173740) =48.928 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*48.928 =68.4992 该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的剪力计算 Qmax(N)=P*L1/L =68.4992*1400/2400 =39.96 (4)85框钢衬在集中荷载作用下产生的总剪力 按剪切刚度比例分配荷载 分配荷载:Q85框钢衬=Q总*(D85框钢衬/D总) =123.365*(8001120/20173740) =48.928 所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q =1.4*48.928 =68.4

35、992 该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的剪力计算 Qmax(N)=P*L1/L =68.4992*1400/2400 =39.96.2左下产生的集中荷载对85框作用产生的挠度、弯矩、剪力计算 1.受荷面积计算 A(mm2)=(915*915/2)/2=209306.25 =209306.25 2.该分格传递到主受力杆件上的全部集中荷载 通过上边杆件传递到主受力杆件上的集中荷载计算 P(N)=(wk*A)/2 =(1178.795*209306.25)/2/1000000 =123.365 通过下边杆件传递到主受力杆件上的集中荷载计算 P(N)=(wk*A)/2 =(1178.795*2

36、09306.25)/2/1000000 =123.365 3.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度 (1)85堆拉框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:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =123.365*(602422480/2341075040) =31.745 该分格上部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算 Fmax(mm)=P*L1*L2*(L+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2)/(27*D*L) =31.745*1400*1000*(2400*1000)*sqrt(3*1400*(2400+1000)/(27*602

37、422480*2400) =14.63 该分格上部任意点处的集中荷载，产生的跨中挠度计算 Fmax(mm)=P*L2*(3*L2-4*L22)/(48*D) =31.745*1000*(3*24002+4*10002)/(48*602422480) =14.58 (2)85堆拉框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:Q85堆拉框=Q总*(D85堆拉框/D总) =123.365*(602422480/2341075040) =31.745 该分格上部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算 Fmax(mm)=P*L1*L2*(L+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2)/(27*D*L) =31.745*1400*1000*(2400*1000)*sqrt(3*1400*(2400+1000)/(27*602422480*2400) =14