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1、建筑外窗抗风压性能计算书I、计算依据建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113-2003钢结构设计规范 GB 50017-2003建筑外窗抗风压性能分级表 GB/T7106-2002建筑结构荷载规范 GB 50009-2001未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料门 JG/T 180-2005未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料窗 JG/T 140-2005铝合金窗 GB/T8479-2003铝合金门 GB/T8478-2003II、设计计算一、风荷载计算 1)工程所在省市：江苏省 2)工程所在城市：南京市 3)门窗安装最大高度z(m)：20 4)门窗类型:铝合金推拉窗 5)窗型样式: 6)窗型尺寸: 窗宽W
2、(mm):3000 窗高H(mm):15001 风荷载标准值计算:Wk = gz*S*Z*w0 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 7.1.1-2)1.1 基本风压 W0=400N/m2 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001规定,采用50年一遇的风压，但不得小于0.3KN/m2)1.2 阵风系数计算: 1)A类地区：gz=0.92*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(-0.04)*(z/10)(-0.12),z为安装高度； 2)B类地区：gz=0.89*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(0)*(z/10)(-0.16),z为安装高度； 3)C类地
3、区：gz=0.85*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(0.06)*(z/10)(-0.22),z为安装高度； 4)D类地区：gz=0.80*(1+2f) 其中：f=0.5*35(1.8*(0.14)*(z/10)(-0.30),z为安装高度； 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。 gz=0.85*(1+(0.734*(20/10)(-0.22)*2) =1.92132 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 7.5.1规定)1.3 风压高度变化系数z: 1)A类地区：Z=1.379 * (z / 10) 0.24,z为安装高
4、度； 2)B类地区：Z=(z / 10) 0.32,z为安装高度； 3)C类地区：Z=0.616 * (z / 10) 0.44,z为安装高度； 4)D类地区：Z=0.318 * (z / 10) 0.6,z为安装高度； 本工程按：C类 有密集建筑群的城市市区取值。 Z=0.616*(20/10)0.44 =0.83567 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 7.2.1规定)1.4 风荷载体型系数:s=1.2 (按建筑结构荷载规范GB 50009-2001 表7.3.1规定)1.5 风荷载标准值计算: Wk(N/m2)=gz*S*Z*w0 =1.92132*0.83567*1.2*
5、400 =770.6832 风荷载设计值计算： W(N/m2)=1.4*Wk =1.4*770.683 =1078.9562二、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=1/120 2)双层玻璃，柔性镶嵌：fmax/L=1/180 3)单层玻璃，刚性镶嵌：fmax/L=1/160 其中：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： max=M/W= :材料的抗弯曲应力(N/mm2) max:计算截面上的最大弯曲应力(N/mm2) M:受力杆件承受的最大弯矩(N.mm
6、) W:净截面抵抗矩(mm3)1.3 剪切应力校验依据： max=(Q*S)/(I*)= :材料的抗剪允许应力(N/mm2) max:计算截面上的最大剪切应力(N/mm2) 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(mm3) I:材料惯性矩(mm4) :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
7、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。3 该门窗的综合抗风压能力为:Qmax=999999999N/mm2 (按建筑外窗抗风压性能分级表GB/T7106-2002) 建筑外窗抗风压性能分级表 分级代号12345678X.X分级指标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
8、示用=5.0KPa的具体值，取分组代号。但必须注明“已经超过8级。” 综合抗风压能力超过8级，等级为:999999999.00级 (根据GB/T7106-2002的规定，综合抗风压能力=5.0KPa时，以实际的风压值X.X取代分级号) 各受力杆的挠度、抗弯能力、抗剪能力校核结果一览表名称长度挠度允许值校核结果弯曲应力许用值校核结果剪切应力许用值校核结果三、玻璃强度校核1 校验依据： max=6*m*W*a2/t2*= :玻璃的允许应力(N/mm2) max:玻璃板块所承最大应力(N/mm2) m:玻璃弯曲系数 a:玻璃短边尺寸(mm) W:风荷载设计值(N/m2) t:玻璃厚度(mm)2 风荷
9、载设计值计算： w=1.4*Wk 风荷载标准值Wk(N/m2):770.683 风荷载标准值0.75KN/m2时,按0.75KN/m2计算。 根据建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113-2003 =1.4*770.683 =1078.95623 玻璃最大许用面积计算：3.1 校核依据：玻璃厚度t(mm)6时，按如下公式计算： Amax=a*(0.2*t1.6+0.8)/Wk Amax:最大许用面积(m2) Wk:风荷载标准值(KN/m2) t:玻璃计算厚度(mm) 夹层按双片厚度计算，中空按最薄一片的厚度计算 a:抗风压调整系数玻璃种类普通半钢化钢化夹层中空夹丝压花单片防火调整系数a1.01.6
10、2.0-3.00.81.51.50.63.0-4.53.2 最大许用面积计算： 玻璃类型：单层(浮法玻璃) 玻璃计算厚度t(mm)：12 玻璃类型调整系数a：1 风荷载标准值Wk(KN/m2):0.77068Amax(m2)=a*(0.2*t1.6+0.8)/Wk =1*(0.2*121.6+0.8)/0.77068 =14.9 该门窗玻璃的弯曲应力、最大面积校核结果一览表名称短边长边最大应力允许值校核结果面积许用面积四、门窗连接计算 门窗连接件主要承受来自于风荷载的剪力， 按照材料力学要求需要对每个连接件进行抗剪和承压计算1 风荷载设计值计算： 风荷载标准值Wk(N/m2):770.683
11、w=1.4*Wk =1078.95622 每个连接件需要承受的最小荷载计算： P0:每个连接件承受荷载的安全值(N) B:门窗宽度(mm):1000 H:门窗高度(mm):1000 n:连接件总数(个):12 W:风荷载设计值(N/m2):1078.9562 P0(N)=W*B*H/n =1078.9562*1000*1000/12/1000000 =89.913 每个连接件的抗剪能力计算： 连接件类型:C级螺栓(4.6级、4.8级) v连接件抗剪设计值(N/mm2)140 Jm每个连接件的承剪面(个):1 d连接件直径(mm):5 圆周率:3.1416 Nv(N)=Jm*d2*v/4 =1*3.1416*52*140/4 =2748.9 按照钢结构设计规范 GB 50017-2003 7.2.1-1至7.2.1-24 每个连接件的承压能力计算： c连接件承压设计值(N/mm2):305 d连接件直径(mm):5 t腹板厚度(mm):1.5 Nc(N)=d*t*c =5*1.5*305 =2287.5 按照钢结构设计规范 GB 50017-2003 7.2.1-3至7.2.1-45 每个连接件的抗剪、承压能力校核： Nc=2287.5(N)=P0=89.91(N) Nv=2748.9(N)=P0=89.91(N) 门窗连接件的抗剪和承压能力都能满足要求。
