风荷载的计算
风荷载计算办法与步骤

12风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时,会在建筑物表面形成压力或吸力,这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。
2.1风向垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值(基本风压50年一遇³,单位为kN/m2。
也可以用公式计算基本风压的数值,也不得小于0.3kN/m2。
2.2.32.2.4风压高度变化系数风压高度变化系数在同一高度,不同地面粗糙程度也是不一样的。
规范以B类地面粗糙程度作为标准地貌,给出计算公式。
2.2.6风荷载体形系数1)单体风压体形系数(1)圆形平面;(2)正多边形及截角三角平面,n为多边形边数;(3)高宽比的矩形、方形、十字形平面;(4)V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比,长宽比的矩形、鼓形平面;(5)未述事项详见相应规范。
2)群体风压体形系数檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时,不宜小于米且高宽比的房屋,以及自振周期虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。
且可忽略扭转的可按下式计算:○1g为峰值因子,去g=2.50;为10米高度名义湍流强度,取值如下:○2R为脉动风荷载的共振分量因子,计算方法如下:为结构阻尼比,对钢筋混凝土及砌体结构可取;为地面粗糙修正系数,取值如下:可以由结构动力学计算确定,对于较规则的高层建筑也可采用下列公式近似计算:○3脉动风荷载的背景分量因子,对于体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑,计算方法如下:、为系数,按下表取值:为结构第一阶振型系数,可由结构动力学确定,对于迎风面宽度较大的高层建筑,当剪力墙和框架均其主要作用时,振型系数查下表,其中H为结构总高度,结构总高度小于等于梯度≤2H,H为结构总高度,结构总高度小于等于梯度风高度。
【精品文档类】风荷载计算规律及公式

第二部分 风荷载计算一:风荷载作用下框架的弯矩计算(1)风荷载标准值计算公式:0k z s z W w βμμ=⋅⋅⋅ 其中k W 为垂直于建筑物单位面积上的风荷载标准值z β为z 高度上的风振系数,取 1.00z β= z μ为z 高度处的风压高度变化系数 s μ为风荷载体型系数,取 1.30s μ= 0w 为攀枝花基本风压,取00.40w =该多层办公楼建筑物属于C 类,位于密集建筑群的攀枝花市区。
(2)确定各系数数值因结构高度19.830H m m =<,高宽比19.81.375 1.514.4HB==<,应采用风振系数z β来考虑风压脉动的影响。
该建筑物结构平面为矩形, 1.30s μ=,由《建筑结构荷载规范》第3.7查表得0.8s μ=(迎风面)0.5s μ=-(背风面),风压高度变化系数z μ可根据各楼层标高处的高度确定,由表4-4查得标准高度处的z μ值,再用线性插值法求得所求各楼层高度的z μ值。
层数()i H m z μ z β1()/q z KN m 2()/q z KN m7女儿墙底部 17.50.79 1.00 2.370 1.480 6 16.5 0.77 1.00 2.306 1.441 5 13.2 0.74 1.00 2.216 1.385 4 9.9 0.74 1.00 2.216 1.385 3 6.6 0.74 1.00 2.216 1.385 2 3.3 0.74 1.00 2.216 1.385 1 -3.3 0.00 0.00 0.000 0.000(3)计算各楼层标高处的风荷载z 。
攀枝花基本风压取00.40/w KN mm =,取②轴横向框架梁,其负荷宽度为7.2m,由0k z s z W w βμμ=⋅⋅⋅得沿房屋高度分布风荷载标准值。
7.20.4 2.88z z s z z s z q βμμβμμ=⨯=,根据各楼层标高处的高度i H ,查得z μ代入上式,可得各楼层标高处的()q z 见表。
风荷载标准值的计算

风荷载标准值的计算中国建筑标准设计研究所刘达民1.概况建筑结构荷载规范GB50009-2001是最新版本代替了GBJ9-87,从2002年3月1日起施行。
风荷载属于基础性标准,只有50年的实测数据。
风荷载计算,第7.1.1与7.1.2黑体字属强制性条文,必须执行。
风荷载对门、窗、幕墙而言是主要荷载,其破坏作用较大,属矛盾的主要方面。
建筑结构荷载规范中风荷载虽公式未变,但参数、取值有所变化。
修改后的规范更合理,计算简化,与国际上的做法接近。
门、窗、幕墙产品测试中的P3与Wk是对应关系。
2.新老规范差异风荷载部分主要差异有:a)把主体结构与围护结构区别对待。
其中阵风系数与体型系数在取值上有区别。
b)基本风压的调整由原来30年一遇改为50年一遇,提高10%左右,但地点不同,有所区别;起点由原来0.25kPa改为0.30kPa,内陆地区变化不大,但沿海地区较大;c)规范中同时提供667个城市地区的参数可直接选用,个别仍有例外d)围护结构可仍按50年选取,专业规范另有规定的除外,例JGJ113要加大10%等。
e)高度系数作了调整由原来A、B、C三类调为A、B、C、D四类,与国际上划分一致。
A、B类与原来一样,但C类稍有降低,D类为新增加。
将A、B、C、D四类数据化:即当拟建房2km为半径的迎风半径影响范围内的房屋高度和密集度区分。
取该地区主导风和最大风向为准。
以建筑物平均高度?来划分地面粗糙度。
当?≥18M为D类;9M<?≤18M为C类;?<9M为B类;对山坡、山峰给出了计算公式。
f)体型系数作了调整增加了灵活性:即①可借鉴有关资料②宜作风洞③应作风洞④可直接采用。
g)第7.3.3条专对围护结构而言的(1)外表面正压区:按表7.3.1采用负压区:对墙面,取-1.0;对墙角边,取-1.8;对坡度>10°的屋脊部位,取-2.2;对檐口、雨棚、遮阳板,取-2.0。
注:屋面、墙角边的划分:作用宽度0.1,作用高度0.4,起点应大于1.5m。
风荷载计算公式

按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算:w k=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中:w k:作用在门窗上的风荷载标准值(MPa);Z:计算点标高:61.2m;βgz:瞬时风压的阵风系数;根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算):βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数,μf为脉动系数A类场地:βgz=0.92×(1+2μf) 其中:μf=0.387×(Z/10)-0.12 B类场地:βgz=0.89×(1+2μf) 其中:μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地:βgz=0.85×(1+2μf) 其中:μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地:βgz=0.80×(1+2μf) 其中:μf=1.2248(Z/10)-0.3对于C类地形,61.2m高度处瞬时风压的阵风系数:βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.6876μz:风压高度变化系数;根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时,取Z=300m,当Z<5m时,取Z=5m;B类场地:μz=(Z/10)0.32当Z>350m时,取Z=350m,当Z<10m时,取Z=10m;C类场地:μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时,取Z=400m,当Z<15m时,取Z=15m;D类场地:μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时,取Z=450m,当Z<30m时,取Z=30m;对于C类地形,61.2m高度处风压高度变化系数:μz=0.616×(Z/10)0.44=1.3669μs1:局部风压体型系数;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μs1:一、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。
如何计算风荷载

如何计算风荷载风指的是从高压区向低压区流动的空气,它流动的方向大部分时候是水平的。
[1] 强风具有很大的破坏力,因为它们会对建筑物表面施加压力。
这种压力的强度就是风荷载。
风的影响取决于建筑物的大小和形状。
为了设计和建造更加安全、抗风能力更强的建筑物,以及在建筑物顶部安放天线等物体,计算风荷载很有必要。
方法1用通用公式计算风荷载1 了解通用公式。
风荷载的通用公式是 F = A x P x Cd,其中 F是力或风荷载, A是物体的受力面积, P是风压,而 Cd是阻力系数。
[2] 这个公式在估算特定物体的风荷载时非常有用,但无法满足规划新建筑的建筑规范要求。
2 得出受力面积 A。
它是承受风吹的二维面面积。
[3] 为了进行全面分析,你得对建筑物的每个面各做一次计算。
比如,如果建筑物西侧面的面积为20m2,那就把这个值代入公式中的 A,来计算西侧面的风荷载。
计算面积的公式取决于面的形状。
计算平坦壁面的面积时,可以使用公式面积 = 长 x 高。
公式面积 = 直径 x 高度可以算出圆柱面面积的近似值。
使用国际单位计算时,面积 A应该使用平方米(m2)作为单位。
使用英制单位计算时,面积 A应该使用平方英尺(ft2)作为单位。
3 计算风压。
使用英制单位(磅/平方英尺)时,风压P的简单公式为P =0.00256V^{2},其中 V是风速,单位为英里/小时(mph)。
[4] 而使用国际单位(牛/平方米)时,公式会变成P = 0.613V^{2},其中 V的单位是米/秒。
[5]这个公式是基于美国土木工程师协会的规范。
系数0.00256是根据空气密度和重力加速度的典型值计算得出的。
[6]工程师会考虑周围地形和建筑类型等因素,使用更精确的公式。
你可以在ASCE规范7-05中查找公式,或使用下文的UBC公式。
如果你不确定风速是多少,可以查询美国电子工业协会(EIA)标准或其他相关标准,找到你们当地的最高风速。
比如,美国大部分地区都是A级区,最大风速为86.6 mph,但沿海地区可能位于B级区或C级区,前者的最大风速为100 mph,后者为111.8 mph。
风荷载标准值计算方法

按老版本规范风荷载标准值计算方法:1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件,按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算:wk =βgzμzμs1w…… 2006年版]上式中:wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa);Z:计算点标高:;βgz:瞬时风压的阵风系数;根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算):βgz =K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数,μf为脉动系数A类场地:βgz =×(1+2μf) 其中:μf=×(Z/10)B类场地:βgz =×(1+2μf) 其中:μf=(Z/10)C类场地:βgz =×(1+2μf) 其中:μf=(Z/10)D类场地:βgz =×(1+2μf) 其中:μf=(Z/10)对于B类地形,高度处瞬时风压的阵风系数:βgz=×(1+2×(Z/10))=μz:风压高度变化系数;根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:μz=×(Z/10)当Z>300m时,取Z=300m,当Z<5m时,取Z=5m;B类场地:μz=(Z/10)当Z>350m时,取Z=350m,当Z<10m时,取Z=10m;C类场地:μz=×(Z/10)当Z>400m时,取Z=400m,当Z<15m时,取Z=15m;D类场地:μz=×(Z/10)当Z>450m时,取Z=450m,当Z<30m时,取Z=30m;对于B类地形,高度处风压高度变化系数:μz=×(Z/10)=μs1:局部风压体型系数;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强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数μs1:一、外表面1. 正压区按表采用;2. 负压区-对墙面,取-对墙角边,取二、内表面对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取或。
风荷载计算方法与步骤
1 风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时,会在建筑物表面形成压力或吸力,这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。
1.1 单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。
垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值ωk (KN/m ²)按下式计算:ωk =βz μs μz ω0风荷载标准值(kN/m 2)=风振系数×风荷载体形系数×风压高度变化系数×基本风压1.1.1 基本风压ω0按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据,经概率统计得出50年一遇的最大值确定的风速v 0(m/s),再考虑相应的空气密度通过计算确定数值大小。
按公式 ω0=12ρv 02确定数值大小,但不得小于0.3kN/m 2,其中ρ的单位为t/m ³,ω0单位为kN/m 2。
也可以用公式ω0=11600v 02计算基本风压的数值,也不得小于0.3kN/m2。
1.1.2 风压高度变化系数μZ风压高度变化系数在同一高度,不同地面粗糙程度也是不一样的。
规范以B 类地面粗糙程度作为标准地貌,给出计算公式。
μZX=(H tB 10)2αB (10H tX )2αX (Z 10)2αXμZA =1.248(Z 10)0.24μZB =1.000(Z )0.30μZC =0.544(Z 10)0.44μZD =0.262(Z 10)0.601.1.3 风荷载体形系数μS1)单体风压体形系数(1)圆形平面μS =0.8;(2)正多边形及截角三角平面μS=0.8+√n,n为多边形边数;(3)高宽比HB≤4的矩形、方形、十字形平面μS=1.3;(4)V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比HB >4的十字形、高宽比HB>4,长宽比LB≤1.5的矩形、鼓形平面μS=1.4;(5)未述事项详见相应规范。
风荷载计算公式
按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算:w k=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版]上式中:w k:作用在门窗上的风荷载标准值(MPa);Z:计算点标高:61.2m;βgz:瞬时风压的阵风系数;根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算):βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数,μf为脉动系数A类场地:βgz=×(1+2μf) 其中:μf=×(Z/10)B类场地:βgz=×(1+2μf) 其中:μf=(Z/10)C类场地:βgz=×(1+2μf) 其中:μf=(Z/10)D类场地:βgz=×(1+2μf) 其中:μf=(Z/10)对于C类地形,61.2m高度处瞬时风压的阵风系数:βgz=×(1+2×(Z/10))=μz:风压高度变化系数;根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:μz=×(Z/10)当Z>300m时,取Z=300m,当Z<5m时,取Z=5m;B类场地:μz=(Z/10)当Z>350m时,取Z=350m,当Z<10m时,取Z=10m;C类场地:μz=×(Z/10)当Z>400m时,取Z=400m,当Z<15m时,取Z=15m;D类场地:μz=×(Z/10)当Z>450m时,取Z=450m,当Z<30m时,取Z=30m;对于C类地形,61.2m高度处风压高度变化系数:μz=×(Z/10)=μs1:局部风压体型系数;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μs1:一、外表面1. 正压区按表7.3.1采用;2. 负压区—对墙面,取—对墙角边,取二、内表面对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取或。
风荷载计算
4.2 风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时,会在建筑物表面形成压力或吸力,这些压力或吸力即为建筑所受的风荷载。
4.2.1 单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。
垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算:式中:1. 基本风压值Wo按当地空旷平坦地面上10 米高度处10 分钟平均的风速观测数据,经概率统计得出50 年一遇大值确定的风速V0(m/s) 按公式确定。
但不得小于0.3kN/m2 。
对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑,基本风压采用100 年重现期的风压值;对风荷载是否敏主要与高层建筑的自振特性有关,目前还没有实用的标准。
一般当房屋高度大于60 米时,采用100 年的风压。
《建筑结构荷载规范》(GB50009 -2001 )给出全国各个地方的设计基本风压。
2. 风压高度变化系数μz《荷载规范》把地面粗糙度分为A、B、C、D 四类。
A 类:指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区;B 类:指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区;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;风荷载高度变化系数μ z0.24)0.440.6地面粗糙类别高度( m)A B C D5 1.17 1.00 0.74 0.62 10 1.38 1.00 0.74 0.62 15 1.52 1.14 0.74 0.62 计算公式20 1.63 1.25 0.84 0.62 A 类地区=1.379(z/10) 30 1.80 1.42 1.00 0.62 B 类地区= (z/10) 0.32 40 1.921.561.130.73C 类地区=0.616(z/1050 2.03 1.67 1.25 0.84 D 类地区=0.318(z/10)60 2.12 1.77 1.35 0.93 70 2.20 1.86 1.45 1.02 80 2.27 1.95 1.54 1.11 90 2.34 2.02 1.62 1.19 100 2.40 2.09 1.70 1.27 150 2.642.382.031.61200 2.83 2.61 2.30 1.92250 2.99 2.80 2.54 2.19300 3.12 2.97 2.75 2.45350 3.12 3.12 2.94 2.68400 3.12 3.12 3.12 2.91≥450 3.12 3.12 3.12 3.12位于山峰和山坡地的高层建筑,其风压高度系数还要进行修正,可查阅《荷载规范》。
风荷载计算
第二部分风荷载计算一:风荷载作用下框架的弯矩计算(1)风荷载标准值计算公式:W k z s z w0其中W k为垂直于建筑物单位面积上的风荷载标准值z为z高度上的风振系数,取z 1.00z为z高度处的风压高度变化系数s为风荷载体型系数,取s 1.30W o为攀枝花基本风压,取W。
0.40该多层办公楼建筑物属于C类,位于密集建筑群的攀枝花市区。
(2)确定各系数数值因结构高度H 19.8m 30m,高宽比 % 19.%44 1.375 1.5,应采用风振系数z来考虑风压脉动的影响。
该建筑物结构平面为矩形,s 1.30,由《建筑结构荷载规范》第3.7查表得s 0.8 (迎风面)s 0.5 (背风面),风压高度变化系数z可根据各楼层标高处的高度确定,由表4-4查得标准高度处的z值,再用线性插值法求得所求各楼层高度的z值。
(3)计算各楼层标高处的风荷载z。
攀枝花基本风压取0 ,取②轴横向框架梁,其负荷宽度为7.2m,由W k z s z w0得沿房屋高度分布风荷载标准值。
q z 7.2 0.4 z s z 2.88 z s z,根据各楼层标高处的高度已,查得z代入上式,可得各楼层标高处的q(z)见表。
其中qdz)为迎风面,q2(z)背风面。
风正压力计算:7. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.79 0.8 2.370KN / m6. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.77 0.8 2.306KN / m5. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.8 2.216KN / m4. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.8 2.216KN / m3. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.8 2.216KN / m2. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.8 2.216KN / m1. qdz)2.88 z s z 2.88 0.00 1.30 0.74 0.8 0.000KN / m风负压力计算:7. q2⑵288 z s z 2.88 1.00 1.30 0.79 0.5 1.480KN /m6. q2⑵288 z s z 2.88 1.00 1.30 0.77 0.5 1.441KN /m5. q2⑵ 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.5 1.385KN /m4. q2⑵ 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.5 1.385KN /m3. q2(z)2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.5 1.385KN /m2. q 2(z) 2.88 z s z2.88 1.00 1.30 0.74 0.5 1.385KN/m 1. q 2(z) 2.88 z sz2.88 0.00 1.30 0.74 0.50.000KN /m(4)将分布风荷载转化为节点荷载第六层:即屋面处的集中荷载 F 6要考虑女儿墙的影响05[(2306 2216)2.306]332.3702306 10 5[八441 1385) 1.441] 331441皿。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
风荷载的计算
垂直于建筑物外表上的风荷载标准值,应按以下公式计算:
1、当计算主要承重构造时:
Wk=βz·μs·μz·W0 ……………………〔7.1.1-1〕
式中:
Wk----风荷载标准值〔KN/mm〕
βz---高度Z处的风振系数;
μs---风荷载体型系数;
μz---风压高度变化系数;
W0----根本风压〔KN/mm〕
2、当计算维护构造时:
Wk=βgz·μs·μz·W0 ……………………〔7.1.1-2〕
式中:
βgz---高度Z处的阵风系数;
根本风压应按本标准附录 D.4中附表 D.4给出的50年一遇的风压采用,但不得小于
0.3KN/mm。
对于高层建筑、高耸构造以及风荷载比拟敏感的其它构造,根本风压应适当进步,并应由有关的构造设计标准详细规定。
一、风荷载计算
1、标高为33.600处风荷载计算
(1). 风荷载标准值计算:
Wk: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)
βgz: 33.600m高处阵风系数(按B类区计算):
μf=0.5×(Z/10)-0.16=0.412
βgz=0.89×(1+2μf)=1.623
μz: 33.600m高处风压高度变化系数(按B类区计算): (GB50009-2001)
μz=(Z/10)0.32=1.474
风荷载体型系数μs=1.50
Wk=βgz×μz×μs×W0 (GB50009-2001)
=1.623×1.474×1.5×0.600
=2.153 kN/m2
(2). 风荷载设计值:
W: 风荷载设计值: kN/m2
rw: 风荷载作用效应的分项系数:1.4
按?建筑构造荷载标准?GB50009-2001
随着现代高尚住宅的开展对铝合金门窗的要求越来越高,铝合金门窗不仅仅是框、扇的简单组合,而且要具备良好的物理性能〔风压强度、空气浸透、雨水渗漏等性能〕。
由于目前行业中对铝合金门窗的强度计算无统一的形式,笔者结合方大集团曾承建的深圳桃源村、黄埔雅苑等多项高层住宅铝合金门窗工程实例,就铝合金门窗的构造计算进展了一些讨论。
现对强度计算发表拙见,以供参考。
一般来说,门窗的强度计算分为四局部:
3.选用型材、计算型材的截面特性
4.门窗受力杆件的受力分析和强度、刚度的校核
〔1〕风荷载计算
按JGJ102-96,作用在门窗的风荷载标准值:
Wk=βzμzμsw0
βz----瞬时风压的阵风系数可取为2.25;
μz----风压高度变化系数〔按GBJ9-87的第条〕
如C类地区可按
μ2=0.713×〔h/10〕0.4
μs----风荷载体型系数铝门窗μs的取值与玻璃幕墙μs的取值不同:竖直玻璃幕墙外外表可按
±1.5取用,铝门窗可按现行国家标准?建筑构造荷载标准?GBJ9-87根椐建筑物的形状取用。
如矩形建筑物的一面门窗可取为0.8;
w0----根本风压〔kN/m2〕〔按实际要求选取〕
中低层建筑按此公式,一般高层建筑按Wk=βzμzμsw0×1.1设计计算。
〔2〕玻璃的选用与校核
目前高尚住宅要求玻璃窗通透、亮堂、采光面积大、玻璃分隔大。
所以玻璃的选用直接影响到住宅的平安性能,在垂直于玻璃平面的风荷载作用下,其最大应力可按下面的计算公式校核。
2.1 强度校核
σw=6φ1wα2/t2≤[σ] 〔按JGJ102-96的第条〕
φ1----弯曲系数
α----玻璃短边边长
t----玻璃的厚度
w----风荷载设计值〔w=1.4×wk〕
2.2 刚度校核
D=Et3/12(1-v2)
u=φ2qkα4/D 应同时满足u≤30mm和u/α≤1/100
φ2----挠度系数
qk----作用标准值
v----泊松比
〔3〕门窗受力杆件的受力分析
门窗构件的受力分析较为复杂,门窗是一个四边承受支承的超静定薄壁构造。
由于在风荷载作用下,玻璃镶片的风荷载传给窗框,再由窗框传递给墙体。
框与墙体严密连接,所以不需要计算这些杆件。
窗扇平面把受到的风荷载沿四边传递给中竖〔横〕梃时,中竖〔横〕梃是支承梁,因此可将它当作简支梁计算。
一般以450分配划分法确定各杆件风荷载
3.1 如窗型为双扇平开窗中竖梃所承受的荷载P= w×( S 1 + S 2 )
3.2 如窗型为三扇平开窗带双上亮主受力杆件-中横梃所承受荷载
P= w×( S 1 + S 2 )
S 1和S2分别是梯形1和2的面积。
图示三扇窗中横梃为主要受力构件,应采用抵抗矩较大的型材。
〔4〕选择、计算窗框型材的截面特性
门窗杆件为薄壁杆件,外形尺寸也较小,从而限制了它的抵抗矩。
就常用的50系列平开窗而言,中横梃的抵抗矩约为5.2cm3,很难抵抗高风压。
在中高层住宅工程实例中经常采用插钢的方法来加大铝门窗中梃料的抵抗矩和惯性矩,这样中梃就是一个钢铝组合件。
〔5〕中梃的强度与刚度的计算
钢铝组合件的中挺的强度计算中应根据不同材料对荷载进展分配。
在共同变形的条件下对钢铝进展荷载分配
q=q1+q2
q1----作用在铝杆件上的荷载
q2----作用在钢杆件上的荷载
q1=[E1I1/(E1I1+E2I2)]×q
q2=[E2I2/(E1I1+E2I2)]×q
E1、I1----分别为铝的弹性模量和惯性矩
E2、I2----分别为钢的弹性模量和惯性矩
然后再按强度与刚度计算公式进展校核
σ铝≤[σ]铝
σ钢≤[σ]钢
最大挠度u≤[u]=20mm 且umax≤L/180.
笔者应用以上的计算方式对一些高层住宅的铝合金门窗进展设计计算,按所需截面性质选用型材。
目前,方大集团的50平开系列大玻璃窗通过国家A1级门窗三性试验的测试,证明可以保证铝合金门窗的平安性能。