建築外門窗抗風壓效能估算報告

2022-05-09 06:45:03 字數 4329 閱讀 7136

i、計算依據

《建築結構荷載規範 gb 50009-2001 2006版》

《鋁合金結構設計規範 gb 50429-2007》

《鋁合金門窗 gb/t8478-2008》

《鋁合金門窗工程技術規範 jgj214-2010》

《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》

《塑料門窗工程技術規程 jgj103-2008》

《建築玻璃應用技術規程 jgj 113-2009》

《鋼結構設計規範 gb 50017-2003》

《建築外門窗氣密、水密、抗風壓效能分級及檢測方法》gb/t7106-2008》

《建築門窗術語 gb/t5823-2008》

《建築門窗洞口尺寸系列 gb/t5824-2008》

《建築外門窗保溫效能分級及檢測方法 gb/t8484-2008》

《建築外門窗空氣聲隔聲效能分級及檢測方法 gb/t8485-2008》

《鋁合金建築型材第一部分:基材 gb5237.1-2008》

《鋁合金建築型材第二部分:陽極氧化型材 gb5237.2-2008》

《鋁合金建築型材第三部分:電泳塗漆型材 gb5237.3-2008》

《鋁合金建築型材第四部分:粉末噴塗型材 gb5237.4-2008》

《鋁合金建築型材第五部分:氟碳漆噴塗型材 gb5237.5-2008》

《鋁合金建築型材第六部分:隔熱型材 gb5237.6-2004》

ii、設計計算

一、風荷載計算

1)工程所在省市:河南

2)工程所在城市:鄭州市

3)門窗安裝最大高度z(m):100

4)門窗型別:一體推拉窗

5)窗型樣式:

6)窗型尺寸:

窗寬w(mm):1500

窗高h(mm):1500

1 風荷載標準值計算:wk = βgz*μs1*μz*w0

按《建築結構荷載規範》gb 50009-2001 2006版 7.1.1-2)

1.1 基本風壓 w0=450n/m^2

按《建築結構荷載規範》gb 50009-2001 2006版規定,採用50年一遇的風壓,但不得小於0.3kn/m^2)

1.2 陣風係數計算:

1)a類地區:βgz=0.92*(1+2μf)

其中:μf=0.5*35^(1.8*(-0.04))*(z/10)^(-0.12),z為安裝高度;

2)b類地區:βgz=0.89*(1+2μf)

其中:μf=0.5*35^(1.8*(0))*(z/10)^(-0.16),z為安裝高度;

3)c類地區:βgz=0.85*(1+2μf)

其中:μf=0.5*35^(1.8*(0.06))*(z/10)^(-0.22),z為安裝高度;

4)d類地區:βgz=0.80*(1+2μf)

其中:μf=0.5*35^(1.8*(0.14))*(z/10)^(-0.30),z為安裝高度;

本工程按:c類有密集建築群的城市市區取值。安裝高度<5公尺時,按5公尺時的陣風係數取值。

gz=0.85*(1+(0.734*(100/10)^(-0.22))*2)

1.60187

按《建築結構荷載規範》gb 50009-2001  2006版 7.5.1規定)

1.3 風壓高度變化係數μz:

1)a類地區:μz=1.379 * (z / 10) ^ 0.24,z為安裝高度;

2)b類地區:μz=(z / 10) ^ 0.32,z為安裝高度;

3)c類地區:μz=0.616 * (z / 10) ^ 0.44,z為安裝高度;

4)d類地區:μz=0.318 * (z / 10) ^ 0.6,z為安裝高度;

本工程按:c類有密集建築群的城市市區取值。

z=0.616*(100/10)^0.44

1.6966

按《建築結構荷載規範》gb 50009-2001  2006版 7.2.1規定)

1.4 區域性風壓體型係數μs1的計算:

μs1:區域性風壓體型係數,根據計算點體型位置取0.8;

按《建築結構荷載規範》gb50009-2001(2023年版)第7.3.3條:驗算圍護構件及其連線的強度時,可按下列規定採用區域性風壓體型係數μs1:

一、外表面

1. 正壓區按表7.3.1採用;

2. 負壓區

對牆面, 取-1.0

對牆角邊, 取-1.8

二、內表面

對封閉式建築物,按表面風壓的正負情況取-0.2或0.2。

另註:上述的區域性體型係數μs1(1)是適用於圍護構件的從屬面積a小於或等於1m2的情況,當圍護構件的從屬面積a大於或等於10m2時,區域性風壓體型係數μs1(10)可乘以折減係數0.8,當構件的從屬面積小於10m2而大於1m2時,區域性風壓體型係數μs1(a)可按面積的對數線性插值,即:

μs1(a)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]loga

1.4.1 支撐結構區域性風壓體型係數μs1的計算:

受力桿件中從屬面積最大的桿件為:橫向桿件中的《橫樑》

其從屬面積為a=上部單元:0.445+下部單元:0.89=1.335

支撐結構的構件從屬面積a<10平方公尺,且》1平方公尺

loga=log(1.335)=0.12548

μs1(1.335)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]*loga

0.8+[0.8*0.8-0.8]*0.12548

0.7799232

μs1=μs1(1.335)+0.2

0.7799232+0.2

0.9799232

因此:支撐結構區域性風壓體型係數μs1取:0.9799232

1.4.2 面板材料的區域性風壓體型係數μs1的計算:

面板材料的區域性風壓體型係數按面積最大的玻璃板塊(即:890*1000=0.89平方)來計算:

面板材料的構件從屬面積a<=1平方公尺

μs1(0.89)=0.8

μs1=μs1(0.89)+0.2

0.8+0.2

1 因此:面板材料區域性風壓體型係數μs1取:1

1.5 風荷載標準值計算:

1.5.1 支撐結構風荷載標準值計算:

wk(n/m^2)=βgz*μz*μs1*w0

1.60187*1.6966*0.9799232*450

1198.426

1.5.2 面板材料風荷載標準值計算:

wk(n/m^2)=βgz*μz*μs1*w0

1.60187*1.6966*1*450

1222.98

2 風荷載設計值計算:

2.1 支撐結構風荷載設計值計算:

w(n/m2)=1.4*wk

1.4*1198.426

1677.7964

2.2 面板結構風荷載設計值計算:

w(n/m2)=1.4*wk

1.4*1222.98

1712.172

二、門窗主要受力桿件的撓度、彎曲應力、剪下應力校核:

1 校驗依據:

1.1 撓度校驗依據:

1)單層玻璃,柔性鑲嵌:fmax/l<=1/100

2)雙層玻璃,柔性鑲嵌:fmax/l<=1/150

fmax最大值不允許超過20mm

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 彎曲應力校驗依據:

σmax=m/w<=[σ]

[σ]:材料的抗彎曲應力(n/mm^2)

σmax:計算截面上的最大彎曲應力(n/mm^2)

m:受力桿件承受的最大彎矩(

w:淨截面抵抗矩(mm^3)

1.3 剪下應力校驗依據:

τmax=(q*s)/(i*δ)<=[τ]

[τ]:材料的抗剪允許應力(n/mm^2)

τmax:計算截面上的最大剪下應力(n/mm^2)

q:受力桿件計算截面上所承受的最大剪下力(n)

s:材料面積矩(mm^3)

i:材料慣性矩(mm^4)

δ:腹板的厚度(mm)

2 主要受力桿件的撓度、彎曲應力、剪下應力計算:

因建築外窗在風荷載作用下,承受的是與外窗垂直的橫向水平力,外窗各框料間構成的受荷單元,可視為四邊鉸接的簡支板。在每個受荷單元的四角各作45度斜線,使其與平行於長邊的中線相交。這些線把受荷單元分成4塊,每塊面積所承受的風荷載傳遞給其相鄰的構件,每個構件可近似地簡化為簡支梁上呈矩形、梯形或三角形的均布荷載。

這樣的近似簡化與精確解相比有足夠的準確度,結果偏於安全,可以滿足工程設計計算和使用的需要。由於窗的四周與牆體相連,作用在玻璃上的風荷載由窗框傳遞給牆體,故不作受力桿件考慮,只需對選用的中梃進行校核。

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