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/T8478-2003 II、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
2、样式 : 6)窗型尺寸 : 窗宽 W(mm):1500 窗高 H(mm):1500 1 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*
3、35(1.8*(0)*(z/10)( -0.16),z为安装高度； 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： 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
4、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)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 )
5、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 =1.68657*1.24833*1.2*350 =884.266 2 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/
6、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
7、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
8、“ 中横 ” 的各受荷单元基本情况如下图： (此处放置 “ 中横 ” 的风压分析图 ) 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).塑钢 :中滑 截面参数如下： 惯性矩： 127392.74 抵抗矩： 3698.19 面积矩： 3510.7 截面面积： 512.83 腹板厚度： 1.4 2.1.1 中横的刚度计算 1.中滑的弯曲刚度计算 D(N.mm2)=E*I=2200*127392.74=280264028 中滑的剪切刚度计算 D(N.mm2)=G*F=2060*512.83=1056429.8 2.中横的组合受力杆件的总弯曲刚
9、度计算 D(N.mm2)=280264028=280264028 中横的组合受力杆件的总剪切刚度计算 D(N.mm2)=1056429.8=1056429.8 2.1.2 中横的受荷面积计算 1.上亮的受荷面积计算 (梯形 ) A(mm2)=(3000-500)*500/4=312500 2.左扇的受荷面积计算 (三角形 ) A(mm2)=(750*750/2)/2=140625 3.右扇的受荷面积计算 (三角形 ) A(mm2)=(750*750/2)/2=140625 4.中横的总受荷面积计算 A(mm2)=312500+140625+140625=593750 2.1.3 中横所受均布荷
10、载 计算 Q(N)=Wk*A =884.266*593750/1000000 =525.033 2.1.4 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.中滑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 中滑 =Q 总 *(D 中滑 /D 总 ) =525.033*(280264028/280264028) =525.033 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) =525.033*15003/(76.8*280264028) =82.33 2.1.4.2 在均布荷载作用下
11、的弯矩计算 1.中滑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 中滑 =Q 总 *(D 中滑 /D 总 ) =525.033(280264028/280264028) =525.033 所受荷载的设计值计算 :Q=1.4*Q =1.4*525.033 =735.0462 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 =735.0462*1500/8 =137821.16 2.1.4.3 在均布荷载作用下的剪力计算 1.中滑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 中滑 =Q 总 *(D 中滑 /D 总 ) =
12、525.033*(1056429.8/1056429.8) =525.033 所受荷载的设计值计算 :Q=1.4*Q =1.4*525.033 =735.0462 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 =735.0462/2 =367.52 2.1.5 中横在集中荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算 2.1.5.1 左扇产生的集中荷载对中横作用生产的挠度、弯矩、剪力计算 1.受荷面积计算 A(mm2)=(1000*2 - 750)*750/4 =234375 2.该分格传递到主受力杆件上的全部集中荷载 通过左侧杆件传递到主受力杆件上的集中荷载计算 P(N)=(wk*A)/2 =(884.266*234375)/2/1000000 =103.625 通过右侧杆件传递到主受力杆件上的集中荷载计算
