建筑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*)1/120中立的挠度不符合要求。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 中立抗弯曲强度校核2.1.7.1.1 中立总弯矩计算 M总=M均布+M集中 =123783.66+73353.28+220059.84 =417196.782.1.7.1.2 中立弯曲应力计算 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 =417196.78/1360.16 =306.726306.72685.5中立的抗弯强度不满足要求。2.1.

7、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 中立抗剪切强度校核2.1.8.1.1 中立总剪力计算 Q总=Q均布+Q集中 =275.07+122.24+366.76 =764.072.1.8.1.2 中立剪切应力计算 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 =764.07*1485.45/(35364.15*1.2) =26.74526.745=p0=137.537(N) Nv=932.66(N)=P0=137.537(N) 中横端部连接螺栓的抗剪和承压能力都

8、能满足要求。2.1.9 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/120=(q*A)*L3/(76.8*D) q(N/mm2)=76.8*D/(L2*120*A) =76.8*2475490500/(18002*120*540000)*1000 =0.91(kPa)3 该门窗的综合抗风压能力为:Qmax=0.91N/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=P34.0

9、4.0=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立18000.01890.0083否306.72685.5否26.74549.6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

10、计值计算： w=1.4*Wk 风荷载标准值Wk(N/m2):727.712 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*750 =10503 上左玻璃强度校核：3.1 玻璃弯矩系数计算： 玻璃短边长度a(mm):600 玻璃长边长度b(mm):600 玻璃短边/长边a/b=600/600=1 根据a/b系数，用插入法查表取得弯矩系数m=0.04423.2 玻璃折减系数计算：3.2.1 参数计算： 玻璃短边长度a(mm):600 风荷载标准值Wk(N/m2):750 玻璃弹性模量E(N/mm2)=72000 =Wk*

11、a4/E/t4 =750*6004/72000/54/1000000 =2.163.2.2 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):1050 玻璃厚度t(mm):5 玻璃应力折减系数:1 max=6*m*W*a2/t2* =6*0.0442*1050*6002/52*1/1000000 =4.013.4 玻璃强度校核： max= 即:4.01=28 玻璃应力满足要求。4 下左玻璃强度校核：4.1 玻璃弯矩系数计算： 玻璃短边长度a(mm):600 玻璃长边长度b(mm):1200 玻璃短边/长边a/b=600/1200=0.5

12、根据a/b系数，用插入法查表取得弯矩系数m=0.14.2 玻璃折减系数计算：4.2.1 参数计算： 玻璃短边长度a(mm):600 风荷载标准值Wk(N/m2):750 玻璃弹性模量E(N/mm2)=72000 =Wk*a4/E/t4 =750*6004/72000/54/1000000 =2.164.2.2 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):1050 玻璃厚度t(mm):5 玻璃应力折减系数:1 max=6*m*W*a2/t2* =6*0.1*1050*6002/52*1/1000000 =9.0724.4 玻璃强度校核

13、： max= 即:9.072=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：单层(普通玻璃) 玻璃计算厚度t(mm)：5 玻璃类型调整系数a：1 风荷载标准值Wk(KN/m

14、2):0.75Amax(m2)=0.2*a*t1.8/Wk =0.2*1*51.8/0.75 =4.8 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左6006004.0128是0.364.8下左60012009.07228是0.724.8四、门窗连接计算 门窗连接件主要承受来自于风荷载的剪力， 按照材料力学要求需要对每个连接件进行抗剪和承压计算1 风荷载设计值计算： 风荷载标准值Wk(N/m2):750 w=1.4*Wk =10502 每个连接件需要承受的最小荷载计算： P0:每个连接件承受荷载的安全值(N) B:门窗宽度(mm):1800 H:门窗高度(mm):1800 n:连接件总数(个):12 W:风荷载设计值(N/m2):1050 P0(N)=W*B*H/n =1050*1800*1800/12/1000000 =283.53 每个连接件的抗剪能力计算： 连接件类型:C级螺栓(4.6级、4.8级) v连接件抗剪设计值(N/mm2)140 Jm每个连接件的承剪面(个):1 d连接件直径(mm):5 圆周率:3.1416 Nv(N)=Jm*d2*v/4 =1*3.1416*52*140/4 =2748.9 按照钢结构设计规范 GB 50017-2003 7.2.