建筑外窗抗風(fēng)壓性能計(jì)算書

1、建筑外窗抗風(fēng)壓性能計(jì)算書I、計(jì)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(jì)規(guī)范 GB 50017-2003建筑外窗抗風(fēng)壓性能分級(jí)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(jì)計(jì)算一、風(fēng)荷載計(jì)算1)工程所在省市：山東省 2)工程所在城市：兗州 3)門窗安裝最大高度z(m)：12 4)門窗類型:推拉窗 5)窗型樣式: 6)窗型尺寸: 窗寬W(mm):

2、1800 窗高H(mm):18001 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)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(fēng)壓 W0=400N/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(fēng)壓，但不得小于0.3KN/m2)1.2 陣風(fēng)系數(shù)計(jì)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)：gz=

3、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：C類 有密集建筑群的城市市區(qū)取值。安裝高度5米時(shí),按5米時(shí)的陣風(fēng)系數(shù)取值。 gz=0.85*(1+(0.734*(12/10)(-0.22)*2) =2.04874 (按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001 7.5.1規(guī)定)1.3 風(fēng)壓高度變化系數(shù)z: 1)A類地區(qū)：Z=1.379 * (z / 10) 0.24,z為安裝高度； 2)

4、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：C類 有密集建筑群的城市市區(qū)取值。 Z=0.616*(12/10)0.44 =0.66745 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001 表7.2.1的規(guī)定，Z取最小值0.741.4 風(fēng)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(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算: Wk(N/m2)=gz*S*Z*w0 =2.04874*0.74*1.

5、2*400 =727.7122 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算： W(N/m2)=1.4*Wk =1.4*727.712 =1018.7968二、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(yàn)依據(jù)：1.1 撓度校驗(yàn)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(zhǎng)度(mm)1.2 彎曲應(yīng)力校驗(yàn)依據(jù)： max=M/W= :材料的抗彎曲應(yīng)力(N/mm2) max:計(jì)算截面上的最大彎曲應(yīng)力(N/mm2) M:受力桿件承受的最大彎矩(N.

6、mm) W:凈截面抵抗矩(mm3)1.3 剪切應(yīng)力校驗(yàn)依據(jù)： max=(Q*S)/(I*)1/120中立的撓度不符合要求。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(qiáng)度校核2.1.7.1 中立抗彎曲強(qiáng)度校核2.1.7.1.1 中立總彎矩計(jì)算 M總=M均布+M集中 =123783.66+73353.28+220059.84 =417196.782.1.7.1.2 中立彎曲應(yīng)力計(jì)算 max=M/W max:計(jì)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 =417196.78/1360.16 =306.726306.72685.5中立的抗彎強(qiáng)度不滿足要求。2.1.

7、8 中橫在均布荷載和集中荷載共同作用下的抗剪切強(qiáng)度校核2.1.8.1 中立抗剪切強(qiáng)度校核2.1.8.1.1 中立總剪力計(jì)算 Q總=Q均布+Q集中 =275.07+122.24+366.76 =764.072.1.8.1.2 中立剪切應(yīng)力計(jì)算 max=(Q*S)/(I*) max:計(jì)算截面上的最大剪切應(yīng)力 Q:受力桿件計(jì)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 =764.07*1485.45/(35364.15*1.2) =26.74526.745=p0=137.537(N) Nv=932.66(N)=P0=137.537(N) 中橫端部連接螺栓的抗剪和承壓能力都

8、能滿足要求。2.1.9 中橫綜合抗風(fēng)壓能力計(jì)算 該受力桿件在風(fēng)荷載作用下，可簡(jiǎn)化為承受矩形均布荷載 根據(jù):L/120=(q*A)*L3/(76.8*D) q(N/mm2)=76.8*D/(L2*120*A) =76.8*2475490500/(18002*120*540000)*1000 =0.91(kPa)3 該門窗的綜合抗風(fēng)壓能力為:Qmax=0.91N/mm2 (按建筑外窗抗風(fēng)壓性能分級(jí)表GB/T7106-2002) 建筑外窗抗風(fēng)壓性能分級(jí)表 分級(jí)代號(hào)12345678X.X分級(jí)指標(biāo)1.0=P31.51.5=P32.02.0=P32.52.5=P33.03.0=P33.53.5=P34.0

9、4.0=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(hào)。但必須注明“已經(jīng)超過8級(jí)?！?綜合抗風(fēng)壓能力不足1級(jí) 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(zhǎng)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)果中立18000.01890.0083否306.72685.5否26.74549.6是三、玻璃強(qiáng)度校核1 校驗(yàn)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(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(N/m2) t:玻璃厚度(mm)2 風(fēng)荷載設(shè)

10、計(jì)值計(jì)算： w=1.4*Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk(N/m2):727.712 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.75KN/m2時(shí),按0.75KN/m2計(jì)算。 根據(jù)建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ 113-2003 =1.4*750 =10503 上左玻璃強(qiáng)度校核：3.1 玻璃彎矩系數(shù)計(jì)算： 玻璃短邊長(zhǎng)度a(mm):600 玻璃長(zhǎng)邊長(zhǎng)度b(mm):600 玻璃短邊/長(zhǎng)邊a/b=600/600=1 根據(jù)a/b系數(shù)，用插入法查表取得彎矩系數(shù)m=0.04423.2 玻璃折減系數(shù)計(jì)算：3.2.1 參數(shù)計(jì)算： 玻璃短邊長(zhǎng)度a(mm):600 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk(N/m2):750 玻璃彈性模量E(N/mm2)=72000 =Wk*

11、a4/E/t4 =750*6004/72000/54/1000000 =2.163.2.2 折減系數(shù)計(jì)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(jì)算： 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值w(N/m2):1050 玻璃厚度t(mm):5 玻璃應(yīng)力折減系數(shù):1 max=6*m*W*a2/t2* =6*0.0442*1050*6002/52*1/1000000 =4.013.4 玻璃強(qiáng)度校核： max= 即:4.01=28 玻璃應(yīng)力滿足要求。4 下左玻璃強(qiáng)度校核：4.1 玻璃彎矩系數(shù)計(jì)算： 玻璃短邊長(zhǎng)度a(mm):600 玻璃長(zhǎng)邊長(zhǎng)度b(mm):1200 玻璃短邊/長(zhǎng)邊a/b=600/1200=0.5

12、根據(jù)a/b系數(shù)，用插入法查表取得彎矩系數(shù)m=0.14.2 玻璃折減系數(shù)計(jì)算：4.2.1 參數(shù)計(jì)算： 玻璃短邊長(zhǎng)度a(mm):600 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk(N/m2):750 玻璃彈性模量E(N/mm2)=72000 =Wk*a4/E/t4 =750*6004/72000/54/1000000 =2.164.2.2 折減系數(shù)計(jì)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(jì)算： 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值w(N/m2):1050 玻璃厚度t(mm):5 玻璃應(yīng)力折減系數(shù):1 max=6*m*W*a2/t2* =6*0.1*1050*6002/52*1/1000000 =9.0724.4 玻璃強(qiáng)度校核

13、： max= 即:9.072=28 玻璃應(yīng)力滿足要求。5 玻璃最大許用面積計(jì)算：5.1 校核依據(jù)：玻璃厚度t(mm)6時(shí)，按如下公式計(jì)算： Amax=a*(0.2*t1.6+0.8)/Wk Amax:最大許用面積(m2) Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(KN/m2) t:玻璃計(jì)算厚度(mm) 夾層按雙片厚度計(jì)算，中空按最薄一片的厚度計(jì)算 a:抗風(fēng)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(jì)算： 玻璃類型：?jiǎn)螌?普通玻璃) 玻璃計(jì)算厚度t(mm)：5 玻璃類型調(diào)整系數(shù)a：1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk(KN/m

14、2):0.75Amax(m2)=0.2*a*t1.8/Wk =0.2*1*51.8/0.75 =4.8 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(zhǎng)邊最大應(yīng)力允許值校核結(jié)果面積許用面積上左6006004.0128是0.364.8下左60012009.07228是0.724.8四、門窗連接計(jì)算 門窗連接件主要承受來自于風(fēng)荷載的剪力， 按照材料力學(xué)要求需要對(duì)每個(gè)連接件進(jìn)行抗剪和承壓計(jì)算1 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算： 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk(N/m2):750 w=1.4*Wk =10502 每個(gè)連接件需要承受的最小荷載計(jì)算： P0:每個(gè)連接件承受荷載的安全值(N) B:門窗寬度(mm):1800 H:門窗高度(mm):1800 n:連接件總數(shù)(個(gè)):12 W:風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(N/m2):1050 P0(N)=W*B*H/n =1050*1800*1800/12/1000000 =283.53 每個(gè)連接件的抗剪能力計(jì)算： 連接件類型:C級(jí)螺栓(4.6級(jí)、4.8級(jí)) v連接件抗剪設(shè)計(jì)值(N/mm2)140 Jm每個(gè)連接件的承剪面(個(gè)):1 d連接件直徑(mm):5 圓周率:3.1416 Nv(N)=Jm*d2*v/4 =1*3.1416*52*140/4 =2748.9 按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50017-2003 7.2.