建筑行業(yè)風(fēng)壓計算

建筑門窗抗風(fēng)壓受力分析和強(qiáng)度計算一、荷載標(biāo)準(zhǔn)值及基本風(fēng)壓風(fēng)荷載是由于風(fēng)壓和熱壓的作用而形成的空氣荷載。風(fēng)壓的確定，大致分為平均風(fēng)速風(fēng)壓制和瞬時風(fēng)速風(fēng)壓制。作用在建筑外窗上的平均風(fēng)速風(fēng)壓制風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計算：Wk=Bgz*ys*yz*Wo式中：wk—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)卩gz—高度z處的風(fēng)振系數(shù)；ys—風(fēng)荷載體型系數(shù)；按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001采用yz一風(fēng)壓高度變化系數(shù)；按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001采用Wo—基本風(fēng)壓(kN/tf)o按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001采用Wo值取《全國城市基本風(fēng)壓值》或《全國風(fēng)壓分布圖》中數(shù)值乘以相應(yīng)表中的調(diào)整系數(shù)。如下表1、表2、表3、表4：對于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓、高度的變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別按表1確定，地面粗糙度可分為A、B、C、D四類。A類指近海、海面、海島、海岸、湖巖及沙漠地區(qū)。B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵、以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市

郊區(qū)。C類指有密集建筑群的城市市區(qū)。D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。打表1風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)?地面稲糙度婁別?處1.17D.8/0.45^0.21+-121.跆iciw貼伽0.32^1知1.52^1缽0.74*0.41<如門1.63-1.25/-0.咖04驟伽j.42f1.00-1D.52<421.92-1.56^1.10.73r2.03-US.'O.S4*^血工177^1.35^oe扣2.20t貓1.4、217J.DS^1.54J1,11屮工裁；￡UJ皿115f丨麗l.TDtf1.27*'2卿2.03J1.614.-2.93^2022.3Q^1盼’工嘰—上型2汩*?1330B*-'2.57」21^245^35Bt3.12^3,12^2屮2.GS-'408*工口?3.12^312^2.91^生書3加2』312p3.n-'31.2』表2哥層建筑和咼適詰構(gòu)的基本風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)2結(jié)構(gòu)類型口調(diào)整系數(shù)屮 -「對咼層建筑鶴咼聳結(jié)構(gòu)屮1"1對特別重要曲咼層逹銃和咼聳結(jié)構(gòu)門1加 1親寸其他重要的結(jié)構(gòu)祕酌情提高中 -表魚山區(qū)基本％壓調(diào)整系數(shù)d地戰(zhàn)條件口調(diào)整系數(shù)￡ 1對議地「咎地等閉塞地畛0.75—0.S5P 1耳寸大閱方向一藏的咎口、LUl>1.2—1.5^ 1表4海面和海島基本珂壓調(diào)整系魏*」距海岸距禽(KM)心調(diào)整系數(shù)屮 *<40^I" 44D罰如1.0—1.1^160-10U^1.1—1.2^-當(dāng)計算的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值小于0.75Kpa時，應(yīng)按0.75Kpa采用。風(fēng)荷載設(shè)計值W一般取標(biāo)準(zhǔn)值Wk的1.4倍。二、荷載分布如酣覘”表示岡荷戟分咸四剖分J勰1售緒舸埜I四邊區(qū)再擊過框低始弧悴.這婁窗的荷拔通第不予肴虎和計聲-JOEWU，主要哥力集中在豎權(quán)上，旺荷葩肖Q-Q1+QZ3S度按梯瑤均布苗葢計算會式逬行計H-04P5V77777>U?I1I/S11{01+02403, F-CQ-]^&5J/2百論裡”壬畫A苴甬麗豎捷曙力筒豆-S吊；新用両羲為Q=Q】杓KQ3；茸撓亦融礙荀載計理.□曼犍的荷載対Q-^+Q5]/2.,其蠱度氐真中荀載作用于跨沖吋捕度計臣整個迓尸麗竟到均滯咼窓和集申石帝的作用，瓦段度對描挺陀授理與亙松俱度之總和-BJQ9Fl岡MBJQ9Fl岡M如圈所觀?經(jīng)誼分解'砂分別計莒翌梃加豎雄缶屋梃C和糧梃D的議度值，然后駅具撓屢代數(shù)和.占挺的荷載為Q呎qwq劄鳥其脫赳集中荷載作用于跨中時撓瘦計算.D梃的荷栽汽Q=Q弘Q4+Q協(xié)QEQ兒畀撓廈施型均■簾荷裁計麟?B挺和匚梃荷栽分別対Q-(Q3+Q9Y価QrQlHQIl",其脫以集中荷找作用于桿i牛懺意點(diǎn).的接匿計峑07D5L1L若口仏XI鹿且工時則揑上圖計尊君L2/Ll^L/2就L-2/LI^L/2時且律若口仏XI鹿且工時則揑上圖計尊建筑外窗在風(fēng)荷載作用下，承受與外窗平面垂直的橫向水平力。外窗各框料間構(gòu)成的受荷單元可視為四邊鉸接的簡支板。在每個受荷單元的四角各作45。斜線，使其與平行于長邊的中線相交。這些線把受荷單元分成四塊，每塊面積所承受的風(fēng)荷載傳給其相臨的構(gòu)件，每個構(gòu)件可以近似地簡化為簡支梁上呈矩形、梯形或三角形的均布荷載。二、荷載計算建筑外窗在風(fēng)荷載作用下，受力桿件上的總荷載（Q）為該構(gòu)所受荷面積（A）與施加在該面積上的單位風(fēng)荷載（W）之乘積，按下式計Q=A*W式中：Q受力桿件所承受的總荷載A受力桿件所承受的受荷面積W施加在受荷面積上的單位風(fēng)荷載四、截面特性建筑外窗的受力構(gòu)件在材料、截面積和受荷狀態(tài)確定的情況下，構(gòu)件的承載能力主要取決于與截面形狀有關(guān)的兩個特性，即截面的慣性矩與抵抗矩。1、 截面的慣性矩（I）,它與材料的彈性模量（E）共同決定著構(gòu)件的撓度（f）。2、 截面的抵抗矩（Wj）,當(dāng)荷載條件一定時，它決定構(gòu)件應(yīng)力的大小。3、 截面特性的確定當(dāng)建筑外窗采用標(biāo)準(zhǔn)型材時，其截面特性可在《材料手冊》中查詢。當(dāng)建筑外窗采用非標(biāo)準(zhǔn)型材時，其截面特性需要通過計算來確定。五、強(qiáng)度計算彎矩M的計算：注：(1)上圖1在矩形荷載作用下簡支梁的彎矩按M=(Q*L)/8計算。上圖2在梯形荷載作用下簡支梁的彎矩見下表，其中K=KL/LO上圖3在三角形荷載作用下簡支梁的彎矩按M=(Q*L)/6計算。K=2K=0.1^K=0 I K=0.阡K=0.4^K=D.5*J〔Q忙皿，(Q*U 怡価(Q^L)用1PLrL/2 rT.lLL2」-1T11i l 1注：(1)上圖4在集中荷載作用于跨中時簡支梁的彎矩按M=(P*L)/4計算。(2)上圖5在集中荷載作用于任意點(diǎn)上時簡支梁的彎矩按M=(P*L1*L2)/L計算。當(dāng)向外平開窗的窗扇受負(fù)壓或向內(nèi)開平開窗的窗扇受正壓且采用單點(diǎn)鎖時，其窗框的豎框受荷情況按緊固五金件處有集中荷載作用的簡支梁計算(圖4、圖5)；其窗扇邊梃受荷情況可近似簡化為以緊固五金件處為固端的懸臂梁上承受矩形均布荷載(圖6),其彎矩按M=(Q*L)/2計算。^6注：建筑外窗受力構(gòu)件上有均布荷載和集中荷載同時作用時，其彎矩為各彎矩的疊加代數(shù)和。六、彎曲應(yīng)力計算彎曲應(yīng)力按以下公式計算：omax=M/Wj＜〔0〕Wj=I/C式中：M 受力構(gòu)件承受的最大彎矩，單位為牛頓米（N*m）。Wj 凈截面的抵抗矩，單位為立方毫米（mm3）。omax 計算截面上的最大應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）I 計算截面的慣性矩，單位為四次方毫米（mm^4）C 中和軸到截面邊緣的最大距離，單位為毫米（mm）?！?〕 材料的抗彎允許應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）七、剪力計算Mi注：(1)上圖1在矩形荷載作用下剪力按Q"=±Q/2計算。上圖2在梯形荷載作用下剪力按Q"=±Q(1-a/L)/2計算。上圖3在三角形荷載作用下剪力按Q"=±Q/4計算。1PPL1L2.IJ fep-LO 田5注：(1)上圖4在集中荷載作用于跨中時剪力按Q"=±P/2計算。(2)上圖5在集中荷載作用于任意點(diǎn)上時剪力按Q"=(P*L2)/L；Q"=-(P*L1)/L計算。當(dāng)向外平開窗的窗扇受負(fù)壓或向內(nèi)開平開窗的窗扇受正壓且采用單點(diǎn)鎖時，其窗框的豎框受荷情況按緊固五金件處有集中荷載作用的簡支梁計算(圖4、圖5)；其窗扇邊梃受荷情況可近似簡化為以緊固五金件處為固端的懸臂梁上承受矩形均布荷載(圖6),其剪力Q/=—Q計算。國g注：建筑外窗受力構(gòu)件上有均布荷載和集中荷載同時作用時，其剪力為各剪力的疊加代數(shù)和。八、剪切應(yīng)力計算剪切應(yīng)力按以下公式計算:T=(Q'S)/(I§)<(T)max式中：Q" 計算截面所承受的剪力，單位為牛頓(N)。S 計算剪切應(yīng)力處以上毛截面對中和軸的面積矩,單位為立方毫米(mm?)。I 毛截面的慣性矩，單位為四次方毫米(mmM)8 腹板的厚度，單位為毫米(mm)?！瞭〕 材料的抗剪允許應(yīng)力，單位為兆帕(MPa)九、撓度計算注：(1)上圖1在矩形荷載作用下?lián)隙劝?max=(5Q*L3)/(384E*I)計算。上圖2在梯形荷載作用下?lián)隙劝聪卤碛嬎?，其中K=KL/LO上圖3在三角形荷載作用下?lián)隙劝?max=(Q*L3)/(60E*I)計算。K=0]K=D,2系菽K=o.s/max(Q*L702.4E-*I)(Q"L3)^O.dE*l)CQ*L5X^*I)—P IP? L/2 . LIL2」 1J ?■Lo注：(1)上圖4在集中荷載作用于跨中時撓度按/max=(P*L3)/(48E*I)計算。(2)上圖5在集中荷載作用于任意點(diǎn)上時撓度按：fmax=(P*L1*L2*(L+L2)*(3L1*(L+L2))"2)/(27E*I*L)計算。當(dāng)向外平開窗的窗扇受負(fù)壓或向內(nèi)開平開窗的窗扇受正壓且采用單點(diǎn)鎖時，其窗框的豎框受