隔热铝合金门窗抗风压性能的计算原理
断桥铝门窗抗风压标准
断桥铝门窗抗风压标准摘要：1.断桥铝门窗简介2.抗风压标准的重要性3.断桥铝门窗的抗风压性能4.抗风压标准的检测5.选择合适的断桥铝门窗正文：断桥铝门窗是一种具有优良抗风压性能的门窗类型。
它采用特殊的断桥铝结构，在门窗的内外两侧铝合金之间加入一层隔热材料，有效提高了门窗的保温、隔热、隔音和防盗性能。
因此，断桥铝门窗在市场上受到了广泛关注和应用。
抗风压标准是衡量门窗性能的重要指标之一。
在强风、台风等自然灾害面前，门窗的抗风压性能直接关系到建筑物的安全和居民的生命财产安全。
因此，了解断桥铝门窗的抗风压标准对于选购合适的门窗具有重要意义。
断桥铝门窗的抗风压性能主要表现在以下几个方面：1.高强度：断桥铝门窗采用铝合金型材作为框架，具有较高的强度和硬度，能承受较大的载荷。
2.良好的结构设计：断桥铝门窗的隔热材料和铝合金框架之间采用了特殊的结构设计，提高了门窗的抗风压性能。
3.良好的密封性能：断桥铝门窗采用了优质的密封胶条和密封结构，具有良好的气密性和水密性，有效防止风雨渗透。
抗风压标准的检测是确保断桥铝门窗性能的重要手段。
一般来说，门窗的抗风压性能检测包括抗风压变形检测、反复加压检测、定级检测或工程检测等。
通过这些检测，可以确保门窗在实际使用中具备良好的抗风压性能。
在选择合适的断桥铝门窗时，需要考虑以下几个方面：1.门窗的品牌和质量：选择知名品牌和质量可靠的断桥铝门窗，确保性能和售后服务。
2.门窗的尺寸和样式：根据建筑物的实际情况，选择合适的门窗尺寸和样式，以满足抗风压性能要求。
3.门窗的安装和维护：选择专业的安装队伍，确保门窗的安装质量和使用寿命。
同时，定期检查和维护门窗，确保其性能稳定。
总之，断桥铝门窗具有优良的抗风压性能，是建筑物的理想选择。
窗风压计算
目前很多的门窗、幕墙公司在计算隔热铝合金门窗抗风压性能方面，缺少理论计算方法的支持，因此，显得办法不多，很是无奈；于是“旁引”了一些不科学的计算公式进行计算，结果有两种可能：一种是质量不合格，因此而造成了工程质量的隐患；另一种是设计的安全系数过大造成不必要的浪费。
很多的业内朋友说：隔热铝合金门窗的抗风压性能强于塑钢门窗，在美国的众多摩天大楼成功应用了30年以上，市场占有率高于80%。
那些国外的门窗设计师是如何进行抗风压强度计算的呢？随着隔热铝合金门窗的大量应用，设计师们必须用他们所熟悉的计算方法和公式来合理设计，才能保证设计方案既安全、又经济。
本文将在下面进行浅析，有不正确的地方望朋友们指正！同时也希望对读过本文的各位专家在您的工作上有所帮助。
本文的问题是：隔热型材宽度为60毫米，竖中梃距两侧边框的距离均分，尺寸为1500×1500的固定窗（中空玻璃），在正风压为2500N/m2的情况下，其中梃的挠度是多少？当风压消失后，窗的中梃杆件是否为弹性变形？只有中梃杆件是弹性变形，才能保证门窗的水密性、气密性和保温性能。
此时的中梃受到两个相同的梯形载荷作用，中梃的挠度应为两个梯形载荷作用下的挠度迭加。
在实际工程计算中，均布载荷计算出来的结果较梯形载荷的安全系数稍大，且计算简便，故更多的使用均布载荷进行计算，其线载荷用W0表示（牛顿/毫米）。
1．隔热铝合金型材挠度和等效惯性矩的计算方法1.1计算原理本文是对于一个具有非均一截面的简支梁在均布载荷作用下，预算其等效惯性矩的方法。
这个模型是由相对硬面（如铝合金）与较软的核心材料（隔热聚氨酯胶）持续联结在一起的“复合”梁。
表面除了轴向强度之外还有具有抗弯曲的强度。
在这里，假定隔热材料仅抵抗剪切力。
需要说明的是：铝合金型材的杨氏模量比隔热胶的大很多，在考虑弯曲型变的计算时只选用了铝合金的，而省略了隔热胶的。
例如，隔热胶的杨氏模量为1650MPa，仅为铝合金型材（杨氏模量为70000MPa）的3%。
门窗-抗风压计算报告
抗风压计算书一、风荷载计算1)工程所在省市：江苏省2)工程所在城市：扬州市3)门窗安装最大高度z(m)：401 风荷载标准值计算:Wk = βgz*μS*μZ*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/m^2(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/m^2)1.2 阵风系数计算: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；本工程按：C类有密集建筑群的城市市区取值。
βgz=0.85*(1+(0.734*(50/10)^(-0.22))*2)=1.72573(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μz: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类有密集建筑群的城市市区取值。
μZ=0.616*(50/10)^0.44=1.25063(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:μs=1(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/m^2)=βgz*μS*μZ*w0=1.72573*1.25063*1*400=863.32 风荷载设计值计算：W(N/m2)=1.4*Wk=1.4*863.3=1208.62二、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<=1/1302)双层玻璃，柔性镶嵌：fmax/L<=1/1803)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)根据《建筑外窗抗风性能分级及其检测方法》及其附录GB7106-86 1.2 弯曲应力校验依据：σmax=M/W<=[σ][σ]:材料的抗弯曲应力(N/mm^2)σmax:计算截面上的最大弯曲应力(N/mm^2)M:受力杆件承受的最大弯矩(N.mm)W:净截面抵抗矩(mm^3)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/mm^2)τmax:计算截面上的最大剪切应力(N/mm^2)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(mm^3)I:材料惯性矩(mm^4)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：2.1 中梃的挠度、弯曲应力、剪切应力计算:2.1.1 中梃的刚度计算1.ZW50-03C的弯曲刚度计算D(N.mm^2)=E*I=70000*742717.7=51990239000ZW50-03C的剪切刚度计算D(N.mm^2)=G*F=26000*565.09=146923402.中梃的组合受力杆件的总弯曲刚度计算D(N.mm^2)=51990239000=51990239000中梃的组合受力杆件的总剪切刚度计算D(N.mm^2)=14692340=146923402.1.2 中梃的受荷面积计算1.左上的受荷面积计算(三角形)A(mm^2)=(875*875/2)/2=191406.252.左中的受荷面积计算(三角形)A(mm^2)=(875*875/2)/2=191406.253.左下的受荷面积计算(三角形)A(mm^2)=(950*950/2)/2=2256254.右上的受荷面积计算(三角形)A(mm^2)=(875*875/2)/2=191406.255.右中的受荷面积计算(三角形)A(mm^2)=(875*875/2)/2=191406.256.右下的受荷面积计算(三角形)A(mm^2)=(950*950/2)/2=2256257.中梃的总受荷面积计算A(mm^2)=191406.25+191406.25+225625+191406.25+191406.25+225625=1216875 2.1.3 中梃所受均布荷载计算Q(N)=Wk*A=863.3*1216875/1000000=1050.5282.1.4 中梃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.ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=1050.528*(51990239000/51990239000)=1050.528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*L^3/(76.8*D)=1050.528*2700^3/(76.8*51990239000)=5.182.1.4.2 在均布荷载作用下的弯矩计算1.ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=1050.528(51990239000/51990239000)=1050.528所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*1050.528=1470.7392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=1470.7392*2700/8=496374.482.1.4.3 在均布荷载作用下的剪力计算1.ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=1050.528*(14692340/14692340)=1050.528所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*1050.528=1470.7392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=1470.7392/2=735.372.1.5 中梃在集中荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算2.1.5.1左上产生的集中荷载对中梃作用产生的挠度、弯矩、剪力计算1.受荷面积计算A(mm^2)=(966*2 - 875)*875/4=231218.752.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=(863.3*231218.75)/2/1000000=99.8063.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(51990239000/51990239000)=99.806该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的挠度计算Fmax(mm)=P*L1*L2*(L1+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2))/(27*D*L)=99.806*1825*875*(1825*875)*sqrt(3*1825*(2700+875))/(27*51990239000*2700) =0.54.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总弯矩(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(51990239000/51990239000)=99.806所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*99.806=139.7284该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的弯矩计算Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L=139.7284*1825*875/2700=82640.295.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总剪力(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(14692340/14692340)=99.806所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*99.806=139.7284该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的剪力计算Qmax(N)=P*L1/L=139.7284*1825/2700=94.452.1.5.2左中产生的集中荷载对中梃作用产生的挠度、弯矩、剪力计算1.受荷面积计算A(mm^2)=(966*2 - 875)*875/4=231218.752.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=(863.3*231218.75)/2/1000000=99.806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=(863.3*231218.75)/2/1000000=99.8063.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(51990239000/51990239000)=99.806该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的挠度计算Fmax(mm)=P*L1*L2*(L1+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2))/(27*D*L)=99.806*1825*875*(1825*875)*sqrt(3*1825*(2700+875))/(27*51990239000*2700) =0.5该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的挠度计算Fmax(mm)=P*L1*L2*(L1+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2))/(27*D*L)=99.806*1750*950*(1750*950)*sqrt(3*1750*(2700+950))/(27*51990239000*2700) =0.524.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总弯矩(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(51990239000/51990239000)=99.806所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*99.806=139.7284该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的弯矩计算Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L=139.7284*1825*875/2700=82640.29该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的弯矩计算Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L=139.7284*1750*950/2700=86036.475.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总剪力(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(14692340/14692340)=99.806所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*99.806=139.7284该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的剪力计算Qmax(N)=P*L1/L=139.7284*1825/2700=94.45该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的剪力计算Qmax(N)=P*L1/L=139.7284*1750/2700=90.562.1.5.3左下产生的集中荷载对中梃作用产生的挠度、弯矩、剪力计算1.受荷面积计算A(mm^2)=(966*2 - 950)*950/4=2332252.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=(863.3*233225)/2/1000000=100.672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=(863.3*233225)/2/1000000=100.6723.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=100.672*(51990239000/51990239000)=100.672该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的挠度计算Fmax(mm)=P*L1*L2*(L1+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2))/(27*D*L)=100.672*1750*950*(1750*950)*sqrt(3*1750*(2700+950))/(27*51990239000*2700) =0.524.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总弯矩(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=100.672*(51990239000/51990239000)=100.672所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*100.672=140.9408该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的弯矩计算Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L=140.9408*1750*950/2700=86782.995.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总剪力(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=100.672*(14692340/14692340)=100.672所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*100.672=140.9408该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的剪力计算Qmax(N)=P*L1/L=140.9408*1750/2700=91.352.1.5.4右上产生的集中荷载对中梃作用生产的挠度、弯矩、剪力计算1.受荷面积计算A(mm^2)=(966*2 - 875)*875/4=231218.752.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=(863.3*231218.75)/2/1000000=99.806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=(863.3*231218.75)/2/1000000=99.8063.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(51990239000/51990239000)=99.806该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的挠度计算Fmax(mm)=P*L1*L2*(L1+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2))/(27*D*L)=99.806*1825*875*(1825*875)*sqrt(3*1825*(2700+875))/(27*51990239000*2700) =0.54.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总弯矩(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(51990239000/51990239000)=99.806所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*99.806=139.7284该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的弯矩计算Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L=139.7284*1825*875/2700=82640.295.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总剪力(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(14692340/14692340)=99.806所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*99.806=139.7284该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的剪力计算Qmax(N)=P*L1/L=139.7284*1825/2700=94.452.1.5.5右中产生的集中荷载对中梃作用生产的挠度、弯矩、剪力计算1.受荷面积计算A(mm^2)=(966*2 - 875)*875/4=231218.752.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=(863.3*231218.75)/2/1000000=99.806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=(863.3*231218.75)/2/1000000=99.8063.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(51990239000/51990239000)=99.806该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的挠度计算Fmax(mm)=P*L1*L2*(L1+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2))/(27*D*L)=99.806*1825*875*(1825*875)*sqrt(3*1825*(2700+875))/(27*51990239000*2700) =0.5该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的挠度计算Fmax(mm)=P*L1*L2*(L1+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2))/(27*D*L)=99.806*1750*950*(1750*950)*sqrt(3*1750*(2700+950))/(27*51990239000*2700) =0.524.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总弯矩(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(51990239000/51990239000)=99.806所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*99.806=139.7284该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的弯矩计算Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L=139.7284*1825*875/2700=82640.29该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的弯矩计算Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L=139.7284*1750*950/2700=86036.475.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总剪力(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=99.806*(14692340/14692340)=99.806所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*99.806=139.7284该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的剪力计算Qmax(N)=P*L1/L=139.7284*1825/2700=94.45该分格下部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的剪力计算Qmax(N)=P*L1/L=139.7284*1750/2700=90.562.1.5.6右下产生的集中荷载对中梃作用生产的挠度、弯矩、剪力计算1.受荷面积计算A(mm^2)=(966*2 - 950)*950/4=2332252.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=(863.3*233225)/2/1000000=100.6723.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=100.672*(51990239000/51990239000)=100.672该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的挠度计算Fmax(mm)=P*L1*L2*(L1+L2)*sqrt(3*L1*(L+L2))/(27*D*L)=100.672*1750*950*(1750*950)*sqrt(3*1750*(2700+950))/(27*51990239000*2700) =0.524.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总弯矩(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=100.672*(51990239000/51990239000)=100.672所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*100.672=140.9408该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的弯矩计算Mmax(N.mm)=P*L1*L2/L=140.9408*1750*950/2700=86782.995.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总剪力(1)ZW50-03C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:QZW50-03C=Q总*(DZW50-03C/D总)=100.672*(14692340/14692340)=100.672所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*100.672=140.9408该分格上部任意点集中荷载对受力杆件跨中产生的剪力计算Qmax(N)=P*L1/L=140.9408*1750/2700=91.352.1.6 中梃在均布荷载和集中荷载共同作用下的总挠度校核2.1.6.1 ZW50-03C总挠度校核2.1.6.1.1 ZW50-03C总变形计算F总=F均布+ΣF集中=5.18+0.5+0.5=6.182.1.6.1.2 ZW50-03C挠跨比计算挠跨比=F总/L=6.18/2700=0.00230.0023<=1/180ZW50-03C的挠度符合要求。
建筑门窗抗风压受力分析和强度计算
一、荷载标准值及基本风压风荷载是由于风压和热压的作用而形成的空气荷载。
风压的确定，大致分为平均风速风压制和瞬时风速风压制。
作用在建筑外窗上的平均风速风压制风荷载标准值应按下式计算：Wk=βgz*μs*μz*Wo式中：wk—风荷载标准值(kN/m2)βgz—高度z处的风振系数；μs—风荷载体型系数；按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009 –2001采用μz—风压高度变化系数；按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009 –2001采用Wo—基本风压(kN/㎡)。
按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009 –2001采用Wo值取《全国城市基本风压值》或《全国风压分布图》中数值乘以相应表中的调整系数。
如下表1、表2、表3、表4：对于平坦或稍有起伏的地形，风压、高度的变化系数应根据地面粗糙度类别按表1确定，地面粗糙度可分为A、B、C、D四类。
A类指近海、海面、海岛、海岸、湖岩及沙漠地区。
B类指田野、乡村、丛林、丘陵、以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。
C类指有密集建筑群的城市市区。
D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
当计算的风荷载标准值小于0.75Kpa时，应按0.75Kpa采用。
风荷载设计值W一般取标准值Wk 的1.4倍。
二、荷载分布建筑外窗在风荷载作用下，承受与外窗平面垂直的横向水平力。
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°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四块，每块面积所承受的风荷载传给其相临的构件，每个构件可以近似地简化为简支梁上呈矩形、梯形或三角形的均布荷载。
三、荷载计算建筑外窗在风荷载作用下，受力杆件上的总荷载（Q）为该构所受荷面积（A）与施加在该面积上的单位风荷载（W）之乘积，按下式计算：Q=A*W式中：Q 受力杆件所承受的总荷载A 受力杆件所承受的受荷面积W 施加在受荷面积上的单位风荷载四、截面特性建筑外窗的受力构件在材料、截面积和受荷状态确定的情况下，构件的承载能力主要取决于与截面形状有关的两个特性，即截面的惯性矩与抵抗矩。
高层建筑铝合金窗的抗风压计算方法及选用
高层建筑铝合金窗的抗风压计算方法及选用【摘要】湖南省核工业地质局地质调查院的业务用房，在建筑中，设计单位按中南标选定房屋外窗。
因业务用房为高层建筑，风压较大，同时选用了大面积落地窗，选用的结果不满足抗风压的要求，因此必须通过抗风压计算，确定铝合金的外窗型式及窗户框料，同时在对选择的外窗模型进行“三性”实验（抗风压强度、水密性、气密性），最终确定要选用的铝合金窗型式。
本文从高层建筑铝合金窗的抗风压性能的相关概念谈起，然后就高层建筑铝合金窗的三项性能的检测进行说明，最后就高层建筑铝合金窗的抗风压计算方法及选用进行剖析。
【关键词】高层建筑铝合金窗抗风压计算选用三项性能一、认识建筑铝合金窗的抗风压性能1、建筑铝合金窗的抗风压性能的概念建筑铝合金窗的抗风压性能就是指外门窗正常关闭状态时在风压作用下不发生损坏、和五金件松动、开启困难等功能障碍的能力。
其中，抗风压性能分级指标采用定级检测压力差值P3 为分级指标。
分级指标值P3见表1。
表1 建筑外门窗抗风压性能分级表2、建筑铝合金窗的抗风压性能设计要求（1）建筑铝合金窗所承受的风荷载应符合现行国家标准《建筑结构载荷规范》（GB50009）规定的维护结构风荷载标准值，且不应小于1.0KN/m2。
（2）建筑铝合金窗构件在风荷载标准值作用下产生的最大挠度应满足如下要求:fmax≤［f］。
式中：fmax为构件在外力作用下产生的最大挠度，［f］为构建的允许挠度。
二、建筑铝合金窗三项性能的检测（一）建筑铝合金窗抗风压性能的检测首先，检测压力逐级升、降。
每级升降压力差不超过250Pa，每级压力差稳定作用时间为10s。
不同类型试件变形检测时对应的最大面法线挠度（角位移值）应符合相关要求。
检测压力绝对值最大不宜超过2000Pa。
记录每级压力差作用下的面法线挠度值（角位移值），利用压力差和变形之间的相对线性关系求出变形检测时最大面法线挠度的对应压力差值，作为变形检测压力差值，标以±P1。
热铝合金门窗抗风压性能的计算原理
- F2e- x c )
w 0 L2 /8
DOORS WINDOWS CURTAIN-WALL INFORMATION
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Calculating Principles for performance of Resistance to Wind Pressure of Heat-insulating Aluminum Windows & Doors
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1.1Calculation Principles This article introduces a method for estimating equivalent inertia moment of a simply-supported beam which has nonuniform section, and when the beam is under evenly distributed load. This model is a compound beam connected by relative hard-surface (such as Aluminum alloy) and soft core material (heat-insulating polyurethane adhesive). The surface has axial strength and counter-bending strength. Here, it is assumed that the heat-insulating material is only resistant to shearing force. The following shall be noted: Young's modulus of Aluminum profile is much bigger than that of the heat-insulating glue, while the former is considered in calculation of blending deflection, and the latter is neglected. For example, Young's modulus of heat-insulating glue is 1650MPa, which accounts only 3% of the Aluminum profile (70000MPa). Polyurethane heat-insulating adhesive with a width of 12mm is equal to Aluminum alloy with a width of 0.39mm in effect. The key problem in calculation of heatinsulating aluminum profile is shearing deflection of heat-insulating materials. When calculate simply-supported beam which is made of full aluminum alloy profile and bears evenly-distributed load, the formula is: Bernoulli'sEuler's Equation (EIy"=M), while its shearing deflection is neglected. However, if there are soft heat-
关于铝合金门窗的性能数据介绍
门窗的六个主要性能：1、保温隔热性，也就是K值2、抗风压性3、水密性4、气密性5、采光性6、隔音降噪性什么是门窗的K值？1、概念：K值也叫传热系数，以往称总传热系数。
国家现行标准规范统一定名为传热系数。
传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度（K，℃），1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米•度（W/㎡•K）。
各种门窗材质的传热系数K（W/m2•K）普通铝合金型材：6.6隔热铝合金型材：4.0木窗框：1.85㎜白玻：5.5，（5+12A+5）mm中空白玻：2.8，（5+9A+5）㎜中空白玻：3.0 ，(5+6A+5)mm中空白玻：3.2。
门窗K值的简单计算方法（没考虑气密性）一般的门窗中，型材面积占比约为25%，玻璃面积占比约为75%，各类门窗的传热系数K值简单计算约为：普通铝合金型材门窗：K=6.6×25%+2.8×75%=3.75隔热铝合金型材门窗：K=4.0×25%+2.8×75%=3.10门窗热损失计算方法以传热系数K值为3.5W/（m2•K）、采暖室外温度0℃，采暖室内设计温度20℃计算该窗的总的热损失（注意：是不包括空气渗漏造成的热损失）：3.5×(1.2×1.5)×20=126W/h什么是门窗抗风压性？概念：抗风压性能是指关闭着的外（门）窗在风压作用下不发生损坏和功能障碍的能力。
该项指标是门窗三项基本物理性能中最重要的一项。
门窗抗风压性能设计按GB 50009 《建筑结构荷载规范》相关要求执行。
什么是门窗的水密性？水密性能是指关闭着的外（门）窗在风雨同时作用下，阻止雨水渗漏的能力。
该项指标是门窗三项基本物理性能中的一项。
什么是门窗的气密性？气密性能是指的外（门）窗在关闭状态下，阻止空气渗透的能力。
该项指标是门窗三项基本物理性能中的一项。
什么是门窗的采光性？概念：采光是指光线、日照的明亮程度。
铝合金卷帘门抗风压检测报告
铝合金卷帘门抗风压检测报告
1、气密性能：在风压和热压的作用下，气密性是保证建筑外窗
保温性能稳定的重要控制性指标，外窗的气密性能钟关系到外窗，气密性能等级越高，热损失越小。
2、水密性能：舰船船体浸水或舱、柜充水后，其结构和相应的
关闭设备等在一定水压作用下保持不透水的密闭性能、防止水渗漏
3、抗风压性：是指建筑的外门及窗在风压作用下，不发生损坏
和功能障碍的能力。
4、保温性能：门窗的保温性能以传热系数{w/(k)}为准，是阻隔室内长波辐射热的能力，冬季门窗的保温性要好；
门窗隔热性能是以遮阳系数为准，是阻隔室外短波辐射热的能力，夏季门窗隔热性能要好。
门窗一般占墙体的20%，散热量是墙筑物全部热损失的40%以上。
5、隔声性能：住宅建筑的体形、朝向和平面布置应有利于噪声
控制。
在住宅平面设计时，当卧室、起居室（厅）布置在噪声源一隔声降噪措施；当居住空间与可能产生噪声的房间相邻时，分隔墙和分隔楼板应采取隔声降噪措施；当内天井、凹天井中设置相邻取隔声降噪措施。
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《隔热铝合金门窗抗风压性能的计算原理》目前很多的门窗、幕墙公司在计算隔热铝合金门窗抗风压性能方面，缺少理论计算方法的支持，因此，显得办法不多，很是无奈；于是“旁引”了一些不科学的计算公式进行计算，结果有两种可能：一种是质量不合格，因此而造成了工程质量的隐患；另一种是设计的安全系数过大造成不必要的浪费。
很多的业内朋友说：隔热铝合金门窗的抗风压性能强于塑钢门窗，在美国的众多摩天大楼成功应用了30年以上，市场占有率高于80%。
那些国外的门窗设计师是如何进行抗风压强度计算的呢？随着隔热铝合金门窗的大量应用，设计师们必须用他们所熟悉的计算方法和公式来合理设计，才能保证设计方案既安全、又经济。
本文将在下面进行浅析，有不正确的地方望朋友们指正！同时也希望对读过本文的各位专家在您的工作上有所帮助。
本文的问题是：隔热型材宽度为60毫米，竖中梃距两侧边框的距离均分，尺寸为1500×1500的固定窗（中空玻璃），在正风压为2500N/m2的情况下，其中梃的挠度是多少？当风压消失后，窗的中梃杆件是否为弹性变形？只有中梃杆件是弹性变形，才能保证门窗的水密性、气密性和保温性能。
此时的中梃受到两个相同的梯形载荷作用，中梃的挠度应为两个梯形载荷作用下的挠度迭加。
在实际工程计算中，均布载荷计算出来的结果较梯形载荷的安全系数稍大，且计算简便，故更多的使用均布载荷进行计算，其线载荷用W0表示（牛顿/毫米）。
1．隔热铝合金型材挠度和等效惯性矩的计算方法1.1计算原理本文是对于一个具有非均一截面的简支梁在均布载荷作用下，预算其等效惯性矩的方法。
这个模型是由相对硬面（如铝合金）与较软的核心材料（隔热聚氨酯胶）持续联结在一起的“复合”梁。
表面除了轴向强度之外还有具有抗弯曲的强度。
在这里，假定隔热材料仅抵抗剪切力。
需要说明的是：铝合金型材的杨氏模量比隔热胶的大很多，在考虑弯曲型变的计算时只选用了铝合金的，而省略了隔热胶的。
例如，隔热胶的杨氏模量为1650MPa，仅为铝合金型材（杨氏模量为70000MPa）的3%。
12毫米宽的聚氨酯隔热胶仅相当于0.39毫米宽的铝合金。
计算隔热铝合金型材的关键问题是隔热材料的剪切形变。
在计算纯铝合金型材的简支梁受到均布载荷时，其公式为：伯努利－欧拉方程（EIy"=M) ，而将其剪切变形量忽略不计。
然而，当型材轴向上的立筋存在相对较软的隔热材料时，会导致“复合”梁的行为复杂化。
受到载荷时，“复合”梁的横截面尺寸会因隔热材料的剪切形变而产生变化。
隔热材料的剪切形变使得其形状由矩型变成平行四边型。
由于隔热材料位于两块铝合金型材之间，当其作为简支梁承受力的作用时，整个复合型材的变形量以及铝合金型材所受到的应力较纯铝合金型材都有所增加；相反在长度方向上所传递的剪切流（隔热胶的剪切应力乘以隔热胶的宽度b’）却减弱了很多。
在公式和图示中我们将用到以下参数：A= t w (h-g) —铝合金材料的剪切面积(mm2)A C —弹性体的总截面积(mm2)a1,a2 —铝型材表面1和2的面积(mm2)b=A C/D C —弹性体的平均宽度(mm)b’—两个凸点间的净宽度(mm)c11,c22,D —分别是形心轴线到两个铝合金型材外表面的距离，以及两形心轴线间的距离。
(mm)D C —断热槽的最大深度(mm)E=70000N/mm2—铝型材的杨氏模量E C—弹性体的杨氏模量(1650 N/mm2)g —隔热槽两个凸点的隔热距离(mm)G C= E C/[2(1+v)] —弹性体的剪切模量（N/mm2）；v是弹性体的泊松比（Poisson’s ratio）h—铝型材截面的总宽度（mm）h1,h2—铝型材的重心到两个外表面的距离(mm)I01，I02—铝型材1和2的惯性矩(mm4)L—跨度，两个支点间的距离(mm)W 0—均布载荷 (N/mm)t w —铝型材轴向立筋的厚度，或厚度的总和。
t w = A w /（h-g ）, A w 是两块型材各个立筋乘以其相应高度之和。
1.2 参数、综合恒量和基本公式21221a a D a a +=c I 该值仅适用于复合型材的两段均为同一材料的情况下 (mm4) （ 1 ）I 0=I 01+I 02 是等效惯性矩的较低值。
（铝型材内表面和胶接触的表面上，有相对滑动的情况） (mm4) （ 2 ）I=I C +I 0 是等效惯性矩的较高值。
该值仅在铝型材内表面和断热胶接触的表面没有任何剪切变形时 (mm4) （ 3 ）I C /I （ 4 ）CC C PD I G IbD G 2= (N) （ 5 ）EI G c P = 仅对于两面的材质具有相同的E 值 (1/mm2) （ 6 ） 因为隔热铝合金型材杆件的理论惯性矩I e 是L （跨矩）、G C （弹性体的剪切模量）和载荷形式（如：均布载荷或集中载荷）的函数，它不同于普通铝合金型材的惯性矩（是与截面有关的常数）。
所以，首先要计算出在均布载荷作用下的复合杆件形变，再计算其相应的理论惯性矩I e 。
的值。
对于“复合”梁的弯曲力矩和剪切力，相关于发生弯曲形变（y ），其相关的微分公式为：0EI v EI cM y c y '+-=''-'''' (1/mm3) ( 7 )公式中的（´）表示对x 的微分，整理后的弯曲形变（y ）表示为：P2P 10122334455e e F D x D X D x D x D x D F y +++++++= ( 8 ) 当均布载荷时，D 0 = ()I G P 2c00I EI w ；D 1= EI L w I G I L w p C 242)(300-- ； D 2 = IG wI P c 2 ；D 3= EI wL 12 ；D 4= EI w 24- ；D 5= 0 F 1=)(0r r P rc e e I cG e I w --+- ；F 2= r e 21F。
*r= 2c L ； **p=c x注：e 为自然对数的底（其值约为2.71828）。
按照公式（8）计算出形变y ，均布载荷时，其理论惯性矩I e 应为：I e = (w 0L)L 3÷ 76.8Ey （9）因为隔热胶的泊松比（Poisson ’s ratio ）为 0.5（N/mm 2），在均布载荷作用下隔热铝合金型材内的隔热胶尺寸较没受到载荷时有一定的变化，所以均匀载荷时，其实际的等效惯性矩I e ’为：I e ’ = I e ÷｛1+[25.6(I e )÷ (L 2A)]｝ （10）1.3 挠度和等效惯性矩的计算实例：如图为60毫米宽的注胶隔热铝型材中梃，表面为普通喷粉，隔热胶的牌号为亚松公司生产的SU207-30T 。
上面（室外侧）型材的：a 1= 304.7 (mm2) ；I 01 = 26094.4 (mm4) ；c 11 = 10.09 (mm) 。
下面（室内侧）型材的：a 2= 190.7 (mm2) ；I 02 = 11891.6 ( mm4) ；c 11 = 11.27 (mm) 。
D = 38.64 mm ；b= 7.7 (mm) ： b ’ = 5.38 (mm) ；D C = 15.9 (mm) ；G C = 552（N/mm 2） W 0 = 1.875 (N/mm) ；t w = 3.2 (mm) ；g = 6.35 (mm) ； L = 1500 (mm) 。
按照公式（1）得：21221a a D a a +=c I = 175122.3 (mm4) 按照公式（2）得： I 0=I 01+I 02 = 37986 (mm4)按照公式（3）得：I=I C +I 0 = 213108.3 (mm4)按照公式（4）得:：I C /I = 0.8218按照公式（5）得:：CC C PD I G IbD G 2= = 485697.4 (N)按照公式（6）得:：0EI G c P = = 0.0001826 (1/mm2) 均布载荷时，x =L/2时，中梃杆件的挠度出现最大值。
按照公式（8）得:：P 2P 10122334455ee F D x D X D x D x D x D F y +++++++= = 9.137 (mm)按照公式（9）得:：I e=wL4/ 76.8Ey = (wL)L3/ 76.8Ey = 19.3 (cm4)按照公式（10）得:：I e’ = I e÷｛1+[25.6(I e)÷(L2A)]｝= 19.1 (cm4)2．隔热铝合金型材弹性变形校合的计算方法和实例：2.1 铝合金型材最大应力的校合：在复合铝合金型材任意截面内，上半部型材的平均压缩力（F1）与截面内不同的压缩力之和相等；F1的作用点为上半部型材的形心（在上半部型材的中心轴线上）。
下半部型材的平均拉社伸力（F2）与截面内不同的拉伸力之和相等；F2的作用点为下半部型材的形心（在下半部型材的中心轴线上）。
由于隔热材料与铝合金的弹性模量想差悬殊，故隔热材料的压缩、拉伸应力忽略不计。
由于隔热胶的剪切形变，任意截面内（延着中心轴线）存在着一个平均压缩力（F1）和一个平均拉伸力（F2）。
因复合型材杆件的静止，所以，两力相等（F1=F2），方向相反。
任意截面内（延着中心轴线），上半部型材的中心轴线之上，压缩应力增加；上半部型材的中心轴线之下，压缩应力减少，应力间相互平衡。
同样的情况，下半部型材的中心轴线之上，拉伸应力减少；下半部型材的中心轴线之下，压缩应力增加，应力间相互平衡。
M = Mc + Mo （11）M ：由于受到均布载荷，而在中梃杆件截面内产生的力矩。
Mc ：由于两个大小相等、方向相反的平均力（F1、F2），而产生的力矩。
Mo ：由于两块铝合金型材截面内应力分布的不同，而产生的力矩。
中梃的上面（室外侧）型材质心受到的平均压缩应力为：-（M-EI0y’’）/ a1D；（12）中梃的下面（室内侧）型材质心受到的平均拉伸应力为：（M–EI0y’’）/ a2D；（13）中梃的上面（室外侧）型材受到的最大压缩应力存在于型材的最外侧，故：f11= -（M-EI0y’’）/ a1D – Ec11y’’(14)中梃的下面（室内侧）型材受到的最大拉伸应力存在于型材的最内侧，故：f22= （M–EI0y’’）/ a2D + Ec22y’’(15)对公式（8）进行两次微分，得：y’’= d2y/dx2= 20D5x3+12D4x2+ 6D3x + 2D2+ C[F1e p+ F2/e p] (16)注意：p= x(C)1/2均布载荷时，中梃杆件任意截面上的力矩是x的函数：M = w0x(L-x)/2 ；x =L/2时，M max =/8L w 20。