建筑行業(yè)風(fēng)壓計(jì)算

建筑門窗抗風(fēng)壓受力分析和強(qiáng)度計(jì)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(shí)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(jì)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)城市基本風(fēng)壓值》或《全國(guó)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(duì)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(duì)咼層建筑鶴咼聳結(jié)構(gòu)屮1"1對(duì)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(mì)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(duì)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(jì)算的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值小于0.75Kpa時(shí)，應(yīng)按0.75Kpa采用。風(fēng)荷載設(shè)計(jì)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(guò)框低始弧悴.這婁窗的荷拔通第不予肴虎和計(jì)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(jì)算會(huì)式逬行計(jì)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(jì)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(jì)臣整個(gè)迓尸麗竟到均滯咼窓和集申石帝的作用，瓦段度對(duì)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(jì)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(niǎo)其脫赳集中荷載作用于跨中時(shí)撓瘦計(jì)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(jì)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(jì)峑07D5L1L若口仏XI鹿且工時(shí)則揑上圖計(jì)尊君L2/Ll^L/2就L-2/LI^L/2時(shí)且律若口仏XI鹿且工時(shí)則揑上圖計(jì)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(jiǎn)支板。在每個(gè)受荷單元的四角各作45。斜線，使其與平行于長(zhǎng)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(gè)構(gòu)件可以近似地簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁上呈矩形、梯形或三角形的均布荷載。二、荷載計(jì)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(jì)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(gè)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(shí)，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(shí)，其截面特性可在《材料手冊(cè)》中查詢。當(dāng)建筑外窗采用非標(biāo)準(zhǔn)型材時(shí)，其截面特性需要通過(guò)計(jì)算來(lái)確定。五、強(qiáng)度計(jì)算彎矩M的計(jì)算：注：(1)上圖1在矩形荷載作用下簡(jiǎn)支梁的彎矩按M=(Q*L)/8計(jì)算。上圖2在梯形荷載作用下簡(jiǎn)支梁的彎矩見(jiàn)下表，其中K=KL/LO上圖3在三角形荷載作用下簡(jiǎn)支梁的彎矩按M=(Q*L)/6計(jì)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(shí)簡(jiǎn)支梁的彎矩按M=(P*L)/4計(jì)算。(2)上圖5在集中荷載作用于任意點(diǎn)上時(shí)簡(jiǎn)支梁的彎矩按M=(P*L1*L2)/L計(jì)算。當(dāng)向外平開(kāi)窗的窗扇受負(fù)壓或向內(nèi)開(kāi)平開(kāi)窗的窗扇受正壓且采用單點(diǎn)鎖時(shí)，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(jiǎn)支梁計(jì)算(圖4、圖5)；其窗扇邊梃受荷情況可近似簡(jiǎn)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(jì)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(shí)作用時(shí)，其彎矩為各彎矩的疊加代數(shù)和。六、彎曲應(yīng)力計(jì)算彎曲應(yīng)力按以下公式計(jì)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(jì)算截面上的最大應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）I 計(jì)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）。〔0〕 材料的抗彎允許應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）七、剪力計(jì)算Mi注：(1)上圖1在矩形荷載作用下剪力按Q"=±Q/2計(jì)算。上圖2在梯形荷載作用下剪力按Q"=±Q(1-a/L)/2計(jì)算。上圖3在三角形荷載作用下剪力按Q"=±Q/4計(jì)算。1PPL1L2.IJ fep-LO 田5注：(1)上圖4在集中荷載作用于跨中時(shí)剪力按Q"=±P/2計(jì)算。(2)上圖5在集中荷載作用于任意點(diǎn)上時(shí)剪力按Q"=(P*L2)/L；Q"=-(P*L1)/L計(jì)算。當(dāng)向外平開(kāi)窗的窗扇受負(fù)壓或向內(nèi)開(kāi)平開(kāi)窗的窗扇受正壓且采用單點(diǎn)鎖時(shí)，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(jiǎn)支梁計(jì)算(圖4、圖5)；其窗扇邊梃受荷情況可近似簡(jiǎn)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(jì)算。國(guó)g注：建筑外窗受力構(gòu)件上有均布荷載和集中荷載同時(shí)作用時(shí)，其剪力為各剪力的疊加代數(shù)和。八、剪切應(yīng)力計(jì)算剪切應(yīng)力按以下公式計(jì)算:T=(Q'S)/(I§)<(T)max式中：Q" 計(jì)算截面所承受的剪力，單位為牛頓(N)。S 計(jì)算剪切應(yīng)力處以上毛截面對(duì)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)。〔t〕 材料的抗剪允許應(yīng)力，單位為兆帕(MPa)九、撓度計(jì)算注：(1)上圖1在矩形荷載作用下?lián)隙劝?max=(5Q*L3)/(384E*I)計(jì)算。上圖2在梯形荷載作用下?lián)隙劝聪卤碛?jì)算，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(jì)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(shí)撓度按/max=(P*L3)/(48E*I)計(jì)算。(2)上圖5在集中荷載作用于任意點(diǎn)上時(shí)撓度按：fmax=(P*L1*L2*(L+L2)*(3L1*(L+L2))"2)/(27E*I*L)計(jì)算。當(dāng)向外平開(kāi)窗的窗扇受負(fù)壓或向內(nèi)開(kāi)平開(kāi)窗的窗扇受正壓且采用單點(diǎn)鎖時(shí)，其窗框的豎框受