建筑外窗抗風壓性能報告書

1、建筑外窗抗風壓性能報告書I、計算依據(jù)建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ 113-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB 50017-2003建筑外窗抗風壓性能分級表 GB/T7106-2002建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB 50009-2001未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料門 JG/T 180-2005未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料窗 JG/T 140-2005鋁合金窗 GB/T8479-2003鋁合金門 GB/T8478-2003II、設(shè)計計算一、風荷載計算 1)工程所在省市：甘肅省 2)工程所在城市：天水市 3)門窗安裝最大高度z(m)：20 4)門窗類型:推拉窗 5)窗型樣式: 6)窗型尺寸: 窗寬W(mm

2、):1500 窗高H(mm):15001 風荷載標準值計算:Wk = gz*S*Z*w0 (按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001 7.1.1-2)1.1 基本風壓 W0=350N/m2 (按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001規(guī)定,采用50年一遇的風壓，但不得小于0.3KN/m2)1.2 陣風系數(shù)計算: 1)A類地區(qū)：gz=0.92*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(-0.04)*(z/10)(-0.12),z為安裝高度； 2)B類地區(qū)：gz=0.89*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(0)*(z/10)(-0.16),z為安裝高度； 3)C類地區(qū)：g

3、z=0.85*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(0.06)*(z/10)(-0.22),z為安裝高度； 4)D類地區(qū)：gz=0.80*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(0.14)*(z/10)(-0.30),z為安裝高度； 本工程按：B類 田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房層比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)取值。安裝高度5米時,按5米時的陣風系數(shù)取值。 gz=0.89*(1+(0.5*(20/10)(-0.16)*2) =1.68657 (按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001 7.5.1規(guī)定)1.3 風壓高度變化系數(shù)z: 1)A類地區(qū)：Z=1.379 * (z / 10)

4、 0.24,z為安裝高度； 2)B類地區(qū)：Z=(z / 10) 0.32,z為安裝高度； 3)C類地區(qū)：Z=0.616 * (z / 10) 0.44,z為安裝高度； 4)D類地區(qū)：Z=0.318 * (z / 10) 0.6,z為安裝高度； 本工程按：B類 田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房層比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)取值。 Z=(20/10)0.32 =1.24833 (按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001 7.2.1規(guī)定)1.4 風荷載體型系數(shù):s=1.2 (按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001 表7.3.1規(guī)定)1.5 風荷載標準值計算: Wk(N/m2)=gz*S*Z*w0

5、=1.68657*1.24833*1.2*350 =884.2662 風荷載設(shè)計值計算： W(N/m2)=1.4*Wk =1.4*884.266 =1237.9724二、門窗主要受力桿件的撓度、彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力校核:1 校驗依據(jù)：1.1 撓度校驗依據(jù)： 1)單層玻璃，柔性鑲嵌：fmax/L=1/120 2)雙層玻璃，柔性鑲嵌：fmax/L=1/180 3)單層玻璃，剛性鑲嵌：fmax/L=1/160 其中：fmax:為受力桿件最在變形量(mm) L:為受力桿件長度(mm)1.2 彎曲應(yīng)力校驗依據(jù)： max=M/W= :材料的抗彎曲應(yīng)力(N/mm2) max:計算截面上的最大彎曲應(yīng)力(N/mm

6、2) M:受力桿件承受的最大彎矩(N.mm) W:凈截面抵抗矩(mm3)1.3 剪切應(yīng)力校驗依據(jù)： max=(Q*S)/(I*)1/180中滑的撓度不符合要求。2.1.7 中橫在均布荷載和集中荷載共同作用下的抗彎曲強度校核2.1.7.1 中滑抗彎曲強度校核2.1.7.1.1 中滑總彎矩計算 M總=M均布+M集中 =137821.16+108806.24 =246627.42.1.7.1.2 中滑彎曲應(yīng)力計算 max=M/W max:計算截面上的最大彎曲應(yīng)力 M:受力桿件承受的最大彎矩 W:凈截面抵抗矩 =246627.4/3698.19 =66.68966.68937中滑的抗彎強度不滿足要求。

7、2.1.8 中橫在均布荷載和集中荷載共同作用下的抗剪切強度校核2.1.8.1 中滑抗剪切強度校核2.1.8.1.1 中滑總剪力計算 Q總=Q均布+Q集中 =367.52+145.08 =512.62.1.8.1.2 中滑剪切應(yīng)力計算 max=(Q*S)/(I*) max:計算截面上的最大剪切應(yīng)力 Q:受力桿件計算截面上所承受的最大剪切力 S:材料面積矩 I:材料慣性矩 :腹板的厚度 =512.6*3510.7/(127392.74*1.4) =10.0910.09=p0=183.762(N) Nv=932.66(N)=P0=183.762(N) 中橫端部連接螺栓的抗剪和承壓能力都能滿足要求。2

8、.1.9 中橫綜合抗風壓能力計算 該受力桿件在風荷載作用下，可簡化為承受矩形均布荷載 根據(jù):L/180=(q*A)*L3/(76.8*D) q(N/mm2)=76.8*D/(L2*180*A) =76.8*280264028/(15002*180*593750)*1000 =0.09(kPa)2.2 豎扇的撓度、彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力計算: 構(gòu)件“豎扇”的各受荷單元基本情況如下圖： 構(gòu)件“豎扇”的由以下各型材(襯鋼)組合而成，它們共同承擔“豎扇”上的全部荷載： (1).鋁合金:勾企 截面參數(shù)如下： 慣性矩：32604.61 抵抗矩：1806.57 面積矩：1278.7 截面面積：235.25 腹板

9、厚度：1.22.2.1 豎扇的剛度計算 1.勾企的彎曲剛度計算 D(N.mm2)=E*I=70000*32604.61=2282322700 勾企的剪切剛度計算 D(N.mm2)=G*F=26000*235.25=6116500 2.豎扇的組合受力桿件的總彎曲剛度計算 D(N.mm2)=2282322700=2282322700 豎扇的組合受力桿件的總剪切剛度計算 D(N.mm2)=6116500=61165002.2.2 豎扇的受荷面積計算 1.右扇的受荷面積計算(梯形) A(mm2)=(2000-750)*750/4=234375 2.左扇的受荷面積計算(梯形) A(mm2)=(2000-

10、750)*750/4=234375 3.豎扇的總受荷面積計算 A(mm2)=234375+234375=4687502.2.3 豎扇所受均布荷載計算 Q(N)=Wk*A =884.266*468750/1000000 =414.52.2.4 豎扇在均布荷載作用下的撓度、彎矩、剪力計算2.2.4.1 在均布荷載作用下的撓度計算 1.勾企在均布荷載作用下的撓度計算 按彎曲剛度比例分配荷載 分配荷載:Q勾企=Q總*(D勾企/D總) =414.5*(2282322700/2282322700) =414.500 本窗型在風荷載作用下，可簡化為承受梯形均布荷載 Fmax(mm)=Q*L3/(61.05*

11、D) =414.5*10003/(61.05*2282322700) =2.972.2.4.2 在均布荷載作用下的彎矩計算 1.勾企在均布荷載作用下的彎矩計算 按彎曲剛度比例分配荷載 分配荷載:Q勾企=Q總*(D勾企/D總) =414.5(2282322700/2282322700) =414.500 所受荷載的設(shè)計值計算:Q=1.4*Q =1.4*414.5 =580.3 本窗型在風荷載作用下，可簡化為承受梯形均布荷載 Mmax(N.mm)=Q*L/6.165 =580.3*1000/6.165 =94128.142.2.4.3 在均布荷載作用下的剪力計算 1.勾企在均布荷載作用下的剪力計算

12、 按剪切剛度比例分配荷載 分配荷載:Q勾企=Q總*(D勾企/D總) =414.5*(6116500/6116500) =414.500 所受荷載的設(shè)計值計算:Q=1.4*Q =1.4*414.5 =580.3 本窗型在風荷載作用下，可簡化為承受梯形均布荷載 Qmax(N)=Q*(1-a/L)/2 =580.3*(1-0.375)/2 =181.342.2.5 豎扇在集中荷載作用下的撓度、彎矩、剪力計算2.2.6 豎扇在均布荷載和集中荷載共同作用下的總撓度校核2.2.6.1 勾企總撓度校核2.2.6.1.1 勾企總變形計算 F總=F均布+F集中 =2.97 =2.972.2.6.1.2 勾企撓跨

13、比計算 撓跨比=F總/L =2.97/1000 =0.0030.003=1/180勾企的撓度符合要求。2.2.7 豎扇在均布荷載和集中荷載共同作用下的抗彎曲強度校核2.2.7.1 勾企抗彎曲強度校核2.2.7.1.1 勾企總彎矩計算 M總=M均布+M集中 =94128.14 =94128.142.2.7.1.2 勾企彎曲應(yīng)力計算 max=M/W max:計算截面上的最大彎曲應(yīng)力 M:受力桿件承受的最大彎矩 W:凈截面抵抗矩 =94128.14/1806.57 =52.10352.103=85.5勾企的抗彎強度滿足要求。2.2.8 豎扇在均布荷載和集中荷載共同作用下的抗剪切強度校核2.2.8.1

14、 勾企抗剪切強度校核2.2.8.1.1 勾企總剪力計算 Q總=Q均布+Q集中 =181.34 =181.342.2.8.1.2 勾企剪切應(yīng)力計算 max=(Q*S)/(I*) max:計算截面上的最大剪切應(yīng)力 Q:受力桿件計算截面上所承受的最大剪切力 S:材料面積矩 I:材料慣性矩 :腹板的厚度 =181.34*1278.7/(32604.61*1.2) =5.9275.927=p0=145.075(N) Nv=932.66(N)=P0=145.075(N) 豎扇端部連接螺栓的抗剪和承壓能力都能滿足要求。2.2.9 豎扇綜合抗風壓能力計算 該受力桿件在風荷載作用下，可簡化為承受梯形均布荷載 根

15、據(jù):L/180=(q*A)*L3/(61.05*D) q(N/mm2)=61.05*D/(L2*180*A) =61.05*2282322700/(10002*180*468750)*1000 =1.65(kPa)3 該門窗的綜合抗風壓能力為:Qmax=0.09N/mm2 (按建筑外窗抗風壓性能分級表GB/T7106-2002) 建筑外窗抗風壓性能分級表 分級代號12345678X.X分級指標1.0=P31.51.5=P32.02.0=P32.52.5=P33.03.0=P33.53.5=P34.04.0=P34.54.5=P3=5.0注：表中X.X表示用=5.0KPa的具體值，取分組代號。但

16、必須注明“已經(jīng)超過8級。” 綜合抗風壓能力不足1級 各受力桿的撓度、抗彎能力、抗剪能力校核結(jié)果一覽表名稱長度撓度允許值校核結(jié)果彎曲應(yīng)力許用值校核結(jié)果剪切應(yīng)力許用值校核結(jié)果中滑15000.08960.0056否66.68937否10.0923是勾企10000.0030.0056是52.10385.5是5.92749.6是三、玻璃強度校核1 校驗依據(jù)： max=6*m*W*a2/t2*= :玻璃的允許應(yīng)力(N/mm2) max:玻璃板塊所承最大應(yīng)力(N/mm2) m:玻璃彎曲系數(shù) a:玻璃短邊尺寸(mm) W:風荷載設(shè)計值(N/m2) t:玻璃厚度(mm)2 風荷載設(shè)計值計算： w=1.4*Wk

17、風荷載標準值Wk(N/m2):884.266 風荷載標準值0.75KN/m2時,按0.75KN/m2計算。 根據(jù)建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ 113-2003 =1.4*884.266 =1237.97243 上亮玻璃強度校核：3.1 玻璃彎矩系數(shù)計算： 玻璃短邊長度a(mm):500 玻璃長邊長度b(mm):1500 玻璃短邊/長邊a/b=500/1500=0.33333 根據(jù)a/b系數(shù)，用插入法查表取得彎矩系數(shù)m=0.117693.2 玻璃折減系數(shù)計算：3.2.1 參數(shù)計算： 玻璃短邊長度a(mm):500 風荷載標準值Wk(N/m2):884.266 玻璃彈性模量E(N/mm2)=720

18、00 =Wk*a4/E/t4 =884.266*5004/72000/64/1000000 =0.592283.2.2 折減系數(shù)計算： 根據(jù)參數(shù)，用插入法查表取得折減系數(shù)=13.3 玻璃應(yīng)力計算： 風荷載設(shè)計值w(N/m2):1237.9724 內(nèi)片玻璃厚度t(mm):5 外片玻璃厚度t(mm):5 玻璃計算厚度t(mm)=1.2*5=6 玻璃應(yīng)力折減系數(shù):1 max=6*m*W*a2/t2* =6*0.11769*1237.9724*5002/62*1/1000000 =6.0713.4 玻璃強度校核： max= 即:6.071=28 玻璃應(yīng)力滿足要求。4 左扇玻璃強度校核：4.1 玻璃彎矩

19、系數(shù)計算： 玻璃短邊長度a(mm):750 玻璃長邊長度b(mm):1000 玻璃短邊/長邊a/b=750/1000=0.75 根據(jù)a/b系數(shù)，用插入法查表取得彎矩系數(shù)m=0.06834.2 玻璃折減系數(shù)計算：4.2.1 參數(shù)計算： 玻璃短邊長度a(mm):750 風荷載標準值Wk(N/m2):884.266 玻璃彈性模量E(N/mm2)=72000 =Wk*a4/E/t4 =884.266*7504/72000/64/1000000 =2.998414.2.2 折減系數(shù)計算： 根據(jù)參數(shù)，用插入法查表取得折減系數(shù)=14.3 玻璃應(yīng)力計算： 風荷載設(shè)計值w(N/m2):1237.9724 內(nèi)片玻

20、璃厚度t(mm):5 外片玻璃厚度t(mm):5 玻璃計算厚度t(mm)=1.2*5=6 玻璃應(yīng)力折減系數(shù):1 max=6*m*W*a2/t2* =6*0.0683*1237.9724*7502/62*1/1000000 =7.9274.4 玻璃強度校核： max= 即:7.927=28 玻璃應(yīng)力滿足要求。5 玻璃最大許用面積計算：5.1 校核依據(jù)：玻璃厚度t(mm)6時，按如下公式計算： Amax=a*(0.2*t1.6+0.8)/Wk Amax:最大許用面積(m2) Wk:風荷載標準值(KN/m2) t:玻璃計算厚度(mm) 夾層按雙片厚度計算，中空按最薄一片的厚度計算 a:抗風壓調(diào)整系數(shù)玻璃種類普通半鋼化鋼化夾層中空夾絲壓花單片防火調(diào)整系數(shù)a1.01.62.0-3.00.81.51.50.63.0-4.55.2 最大許用面積計算： 玻璃類型：中空(浮法玻璃) 玻璃計算厚度t(mm)：5 玻璃類型調(diào)整系數(shù)a：1.5 風荷載標準值Wk(KN/m2):0.88427Amax(m2)=0.2*a*t1.8/Wk =0.2*1.5*51.8/0.88427 =6.1 該門窗玻璃的彎曲應(yīng)力、最大面積校核結(jié)果一覽表名稱短邊長邊最大應(yīng)力允許值校核結(jié)果面積許用面積上亮50015006.07128是0.756.1左扇7501