建筑门窗抗风压性能计算书

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 《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 GB 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 5237.6-2008》 II、详细计算 一、风荷载计算 1)工程所在省市：安徽 2)工程所在城市：安庆市 3)门窗安装最大高度z：20 米 4)门窗系列：栋梁铝材-115平开窗 5)门窗尺寸： 门窗宽度W＝6000 mm 门窗高度H＝5000 mm 6)门窗样式图： 1 风荷载标准值计算:Wk = βgz*μS1*μZ*W0 (按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版 7.1.1-2) 1.1 基本风压 W0= 400 N/m2 (按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 2006版规定,采用50年一遇的风压，但不得小于0.3 KN/m2 1.2 阵风系数βgz 计算:

1)A类地区：βgz=0.92*(1+2μf) 其中：μf=0.5*35^(1.8*(-0.04))*(z/10)^(-0.12),z为安装高度； 2)B类地区：βgz=0.89*(1+2μf) 其中：μf=0.5*35^(1.8*(0))*(z/10)^(-0.16),z为安装高度； 3)C类地区：βgz=0.85*(1+2μf) 其中：μf=0.5*35^(1.8*(0.06))*(z/10)^(-0.22),z为安装高度； 4)D类地区：βgz=0.80*(1+2μf) 其中：μf=0.5*35^(1.8*(0.14))*(z/10)^(-0.30),z为安装高度； 安装高度z＜5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。 βgz=0.85*(1+2μf) μf=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 2006版 7.5.1规定)

1.3 风压高度变化系数μz计算:

1)A类地区：μz=1.379 * (z / 10) ^ 0.24,z为安装高度； 2)B类地区：μz=(z / 10) ^ 0.32,z为安装高度； 3)C类地区：μz=0.616 * (z / 10) ^ 0.44,z为安装高度； 4)D类地区：μz=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。 μz=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μs1的计算：

μs1：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μs1： ● 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μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A≤1m2的情况，当围护构件的从属面积A≥10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积A＜10m2而＞1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA 受力杆件中从属面积最大的杆件为：横向杆件中的(C.有密集建筑群的城市市区) =0.000 支持结构的构件从属面积A≤1 m2 μs1(0.000)=.8 μs1=μs1(0.000)+0.2 =.8+0.2 =1.000 因此：支撑结构局部风压体型系数μs1取：1.000 1.4.2 面板材料的局部风压体型系数μs1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：=0.000 m2)来计算： 面板材料的构件从属面积A≤1 m2 μs1(0.000)=.8 μs1=μs1(0.000)+0.2 =.8+0.2 =1.000 因此：面板材料局部风压体型系数μs1取：1.000

1.5 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)=βgz*μz*μS1*W0 =1.921*0.836*1.000*400 =642.382 1.5.2 面板材料风荷载标准值计算: Wk(N/m2)=βgz*μz*μS1*W0 =1.921*0.836*1.000*400 =642.382

2 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*642.382 =899.335 2.2 面板结构风荷载设计值计算： W(N/m2)=1.4*Wk =1.4*642.382 =899.335

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:单层玻璃，柔性镶嵌：校核依据 fmax/L ≤ 1/100 且 famx ≤ 20 mm 1.2 弯曲应力校验依据： σmax=M/W<=[σ] [σ]:材料的抗弯曲应力(N/mm2) σmax: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： τmax=(Q*S)/(I*δ)<=[τ] [τ]:材料的抗剪允许应力(N/mm2) τmax: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) δ: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，只需对选用的中梃进行校核。

3.整窗抗风压等级计算

通过以上构件的综合抗风压能力计算(如果P3＜1 kpa ，取P3＝1 kpa)，做出如下取值: P3=10000.00 (kpa) ，结合下表，进行整窗的抗风压等级计算： 建筑外窗抗风压性能分级表 杆件 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

分级指标值P3 1≤P3＜1.5 1.5≤P3＜2 2≤P3＜2.5 2.5≤P3＜3 3≤P3＜3.5 3.5≤P3＜4 4≤P3＜4.5 4.5≤P3＜5 P3≥5.0

说明：第9级应在分级后同时注明具体检测压力差值。 通过查询《建筑外窗抗风压性能分级表》,可知该门窗的抗风压性能达到 9 (10000.0

kpa ) 级

全部受力杆的挠度、抗弯能力、抗剪能力校核结果一览表

三、玻璃计算 3.1 本门窗中面积最大的玻璃是： 区域的玻璃 宽度：0 mm 高度：0 mm 面积：0.000 m2 厚度：5 mm 3.2 最大许用面积计算