建筑外门窗抗风压性能报告通窗Word文件下载.docx

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粉末喷涂型材GB5237.4-2008》

《铝合金建筑型材第五部分：

氟碳漆喷涂型材GB5237.5-2008》

《铝合金建筑型材第六部分：

隔热型材GB5237.6-2012》

II、设计计算

一、风荷载计算

1）工程所在省市：

江苏

2）工程所在城市：

南通市

3）门窗安装最大高度z（m）：

54.7

4）门窗类型:

通窗

5）窗型样式:

6）窗型尺寸:

窗宽W（mm）:

1400

窗高H（mm）:

2900

1风荷载标准值计算:

Wk=βgz*μS1*μZ*W0

（按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012版-2）

1.1基本风压W0=450N/m^2

（按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012版规定,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:

βgz=1+2*g*I10*（Z/10）^（-α）

其中：

g为峰值因子，取2.5；

I10为10米高名义湍流强度，对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39；

Z为安装高度；

α为地面粗糙度指数，对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.15、0.22、0.30；

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。

=1.79648

（按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012版规定）

1.3风压高度变化系数μz:

1）A类地区：

μZ=1.284*（z/10）^0.24,z为安装高度；

2）B类地区：

μZ=1.000*（z/10）^0.30,z为安装高度；

3）C类地区：

μZ=0.544*（z/10）^0.44,z为安装高度；

4）D类地区：

μZ=0.262*（z/10）^0.60,z为安装高度；

μZ=0.544*（53.1/10）^0.44

=1.13407

（按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012版规定）

1.4局部风压体型系数μs1的计算：

μs1：

计算点的局部风压体型系数，取1.0；

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012版条：

计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：

1.封闭式矩形平面房屋的墙面及屋面可按表的规定采用；

2.檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0；

3.其他房屋和构筑物可按本规范第条规定的体型系数的1.25倍取值；

主要受力杆件局部风压体型系数μs1的计算：

计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时，局部体型系数μs1可按构件从属面积折减，折减系数按下列规定采用：

1.当从属面积不大于1平方米时，折减系数取1.0；

3.当从属面积大于1平方米小于25平方米时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数；

μs1（A）=μs1

（1）+[μs1（25）-μs1

（1）]logA/1.4

本窗型所有受力杆件中，从属面积最大的受力杆件为：

竖向杆件中的<

加强中挺>

　　其从属面积为A=左1:

1.274+左2:

1.568+右1:

0.741+右2:

0.912=4.495

主要受力杆件的从属面积A<

25平方米,且>

1平方米

LogA=Log（4.495）=1.50297

μs1（4.495）=μs1

（1）+[μs1（25）-μs1

（1）]*logA/1.4

=1+[1*0.8-1]*1.50297/1.4

=0.78529

主要受力杆件的局部风压体型系数μs1为：

μs1=μs1（4.495）

面板等其他构件的局部风压体型系数μs1的计算：

面板等其他构件的局部风压体型系数直接取计算点的局部风压体型系数：

即：

μs1=1.0

1.5风荷载标准值计算:

主要受力杆件的风荷载标准值计算:

Wk（N/m^2）=βgz*μZ*μS1*w0

=719.954

Wk（N/m^2）<

1000时，按1000（N/m^2）取值。

Wk（N/m^2）=1000

面板等其他构件的风荷载标准值计算:

=916.8

2风荷载设计值计算：

2.1主要受力杆件的风荷载设计值计算：

W（N/m2）=1.4*Wk

=1.4*1000

=1400

2.2面板等其他构件的风荷载设计值计算：

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<

=1/100

2）双层玻璃，柔性镶嵌：

=1/150

fmax最大值不允许超过20mm

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：

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：

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加强中挺的挠度、弯曲应力、剪切应力计算:

构件“的各受荷单元基本情况如下图：

构件由以下各型材（衬钢）组合而成，它们共同承担“加强中挺”上的全部荷载：

（1）.铝合金:

加强中挺

截面参数如下：

惯性矩：

1400338.96

抵抗矩：

25866.41

面积矩：

17214.97

截面面积：

1141.36

腹板厚度：

2

加强中挺的刚度计算

1.加强中挺的弯曲刚度计算

D（N.mm^2）=E*I=70000*1400338.96=98023727200

加强中挺的剪切刚度计算

D（N.mm^2）=G*F=27000*1141.36=30816720

2.加强中挺的组合受力杆件的总弯曲刚度计算

D（N.mm^2）=98023727200=98023727200

加强中挺的组合受力杆件的总剪切刚度计算

D（N.mm^2）=30816720=30816720

加强中挺的受荷面积计算

1.左1的受荷面积计算（梯形）

A（mm^2）=（2600-980）*980/4=396900

2.左2的受荷面积计算（梯形）

A（mm^2）=（3200-980）*980/4=543900

3.右1的受荷面积计算（梯形）

A（mm^2）=（2600-570）*570/4=289275

4.右2的受荷面积计算（梯形）

A（mm^2）=（3200-570）*570/4=374775

5.加强中挺的总受荷面积计算

A（mm^2）=396900+543900+289275+374775=1604850

加强中挺所受均布荷载计算

Q（N）=Wk*A

=1000*1604850/1000000

=1604.85

加强中挺在均布荷载作用下的中点挠度、弯矩、剪力计算

.1在均布荷载作用下的中点挠度计算

1.加强中挺在均布荷载作用下的中点挠度计算

按弯曲刚度比例分配荷载

分配荷载:

Q加强中挺=Q总*（D加强中挺/D总）

=1604.85*（98023727200/98023727200）

=1604.850

本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载

Fmid（mm）=Q*L^3/（76.8*D）

=1604.85*2900^3/（76.8*98023727200）

=5.199

.2在均布荷载作用下的弯矩计算

1.加强中挺在均布荷载作用下的弯矩计算

=1604.85（98023727200/98023727200）

所受荷载的设计值计算:

Q=1.4*Q

=2246.79

Mmax（N.mm）=Q*L/8

=2246.79*2900/8

=814461.37

.3在均布荷载作用下的剪力计算

1.加强中挺在均布荷载作用下的剪力计算

按剪切刚度比例分配荷载

=1604.85*（30816720/30816720）

Qmax（N）=±

Q/2

=2246.79/2

=1123.395

加强中挺在集中荷载作用下的中点挠度、弯矩、剪力计算

.1左1产生的集中荷载对加强中挺作用产生的中点挠度、弯矩、剪力计算

1.受荷面积计算

A（mm^2）=（980*980/2）/2=240100

=240100

2.该分格传递到主受力杆件上的全部集中荷载

通过下边杆件传递到主受力杆件上的集中荷载计算

P（N）=（wk*A）/2

=（1000*240100）/2/1000000

=120.05

3.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度

（1）加强中挺在集中荷载作用下产生的跨中挠度

=120.05*（98023727200/98023727200）

=120.050

该分格下部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算

Fmax（mm）=P*L1*L2*（L+L2）*sqrt（3*L1*（L+L2））/（27*D*L）

=120.05*1600*1300*（2900+1300）*sqrt（3*1600*（2900+1300））/（27*98023727200*2900）

=0.614

该分格下部任意点处的集中荷载，产生的跨中挠度计算

Fmid（mm）=P*L2*（3*L^2-4*L2^2）/（48*D）

=120.05*1300*（3*2900^2-4*1300^2）/（48*98023727200）

=0.613

4.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总弯矩

（1）加强中挺在集中荷载作用下产生的弯矩

=168.07

该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的弯矩计算

Mmax（N.mm）=P*L1*L2/L

=168.07*1600*1300/2900

=120546.76

5.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总剪力

（1）加强中挺在集中荷载作用下产生的总剪力

=120.05*（30816720/30816720）

该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的剪力计算

Qmax（N）=P*L1/L

=168.07*1600/2900

=92.73

.2左2产生的集中荷载对加强中挺作用产生的中点挠度、弯矩、剪力计算

通过上边杆件传递到主受力杆件上的集中荷载计算

该分格上部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算

该分格上部任意点处的集中荷载，产生的跨中挠度计算

该分格上部任意点集中荷载对受力杆件产生的弯矩计算

该分格上部任意点集中荷载对受力杆件产生的剪力计算

.3右1产生的集中荷载对加强中挺作用产生的中点挠度、弯矩、剪力计算

A（mm^2）=（570*570/2）/2=81225

=81225

=（1000*81225）/2/1000000

=40.612

=40.612*（98023727200/98023727200）

=40.612*1600*1300*（2900+1300）*sqrt（3*1600*（2900+1300））/（27*98023727200*2900）

=0.208

=40.612*1300*（3*2900^2-4*1300^2）/（48*98023727200）

=0.207

=56.8568

=56.8568*1600*1300/2900

=40780.05

=40.612*（30816720/30816720）

=56.8568*1600/2900

=31.37

.4右2产生的集中荷载对加强中挺作用产生的中点挠度、弯矩、剪力计算

加强中挺在均布荷载和集中荷载共同作用下的中点总挠度校核

.1加强中挺中点总挠度校核

.1.1加强中挺中点总变形计算

F总=F均布+ΣF集中

=5.199+1.226+0.414

=6.839

.1.2加强中挺挠跨比计算

挠跨比=F总/L

=6.839/2900

=0.0024

0.0024<

=1/150挠跨比符合要求，6.839<

=20挠度绝对值符合要求。

加强中挺的挠度符合要求。

加强中挺在均布荷载和集中荷载共同作用下的抗弯曲强度校核

.1加强中挺抗弯曲强度校核

.1.1加强中挺总弯矩计算

M总=M均布+ΣM集中

=814461.37+241093.52+81560.1

=1137114.99

.1.2加强中挺弯曲应力计算