建筑外通风隔音窗抗风压性能计算书

一、计算依据

《建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113-2009》

《钢结构设计规范 GB 50017-2003》

《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008》

《建筑结构荷载规范 GB 50009-2001(2006版)》

《建筑门窗术语 GB/T5823-2008》

《建筑门窗洞口尺寸系列 GB/T5824-2008》

《铝合金结构设计规范 GB 50429-2007》

《铝合金门窗 GB/T8478-2008》

《铝合金建筑型材 第一部分：基材 GB5237.1-2008》

《铝合金建筑型材 第四部分：粉末喷涂型材 GB5237.4-2008》

二、设计计算相关数据

1、风荷载计算

1)工程所在省市：广东

2)工程所在城市：惠州市

3)所在地类型：C类(有密集建筑群的城市市区)

4)门窗安装最大高度z(m)：100米

5)建筑平面形状：正多边形平面(包括矩形)

6)门窗安装位置：阳台建筑框架结构

7)建筑的体形类别：封闭式的建筑

8)门窗类型:外平开窗

9）门窗系列:50平开

10） 玻璃规格:5+0.76PVB+6+0.76PVB+5 三层夹胶玻璃

11） 窗型样式

12)窗型尺寸:          窗宽W(mm):3580mm        窗高H (mm):2260mm

三、风载何参数的选择

1、围护结构的风荷载标准值计算:

(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)  7.1.1-2)

Wk = βgz*μsl*μZ*w0

Wk:风载荷标准值

βgz:阵风系数

μsl:局部风压体形系数

μZ:风压高度变化系数

w0:基本风压

1.1基本风压

(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)规定, 采用50年一遇的风压，但不得小于0.3KN/m²)

经计算取，基本风压W0=0.45kN/m²

1.2 阵风系数

(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)  7.5.1)

经计算取，阵风系数βgz=1.99131336850563

1.3风压高度变化系数

(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)  7.2.1)

经计算取，变化系数μZ=0.74

1.4 风荷载体型系数

(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)  7.3.3)

当建筑为封闭式时，其体形系数=外表面体形系数+内表面体形系数

当建筑为敞开式时，其体形系数=外表面体形系数

外表面系数=外表面正压+外表面负压

正压区 (按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)  7.3.1)         负压区

——对墙面，取1.0；

——对墙角边，取1.8；

——对屋面局部部位(周边和屋面坡度大于10°的屋脊部位)，取2.2；

——对檐口、雨篷、遮阳板等突出构件，取2.0。

注：对墙角边和屋面局部部位的作用宽度为房屋宽度的0.1或房屋平均高度的0.4，取其小者，但不小于1.5m。

经计算取，风载荷体形系数μsl=0.930981797734562

1.5 风荷载标准值计算

Wk = βgz*μsl*μZ*w0

经计算取，风荷载标准值Wk=0.617

2、围护结构的风荷载设计值计算

(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)  3.2.5)

分项系数一般情况下取1.4,

对标准值大于4kN/m²的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3

W=分项系数*Wk

经计算取，风荷载设计值W=0.864

四、阳台受力最大杆件的挠度、弯曲应力、剪切应力校核

1、校验依据：

1.1 挠度校验依据：

根据铝合金门窗GBT8478-2008

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：

σmax=M/W<=[σ]

[σ]:材料的抗弯曲应力(N/mm²)

σmax: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)

W:净截面抵抗矩(mm³)

1.3 剪切应力校验依据：

τmax=(Q*S)/(I*δ)<=[τ]

[τ]:材料的抗剪允许应力(N/mm²)

τmax: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(mm^4)

δ: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。

 

2.1  中竖的挠度、弯曲应力、剪切应力计算:    构件“中竖”的各受荷单元基本情况如下图：

上图是“中竖”的简化模型，此次安装的阳台受力最大的两个独立的隔音窗相互连接的边框位置。

截面参数如下：

垂直风力方向的惯性矩I：928428

截面积W：933

面积矩：827

腹板厚度：2.0

 

2.1.1中竖的刚度计算

1.弯曲刚度计算

D（N.mm2）=E*I=72000*928428=6685056000。

剪切刚度计算

D（N.mm2）=G*F=26000*827=21502000

2.中竖的总弯曲刚度计算

D（N.mm2）=6685056000

中竖的总剪切刚度计算

D（N.mm2）=21502000

 

2.1.2 中竖的受荷面积计算

1.左单元的受荷面积计算

A（mm2）=【[（2260*2）-1280]*1280】/4=1036800

2.左单元的受荷面积计算

A（mm2）=【[（2260*2）-1160]*1160】/4=974400

3.中竖的总受荷面积计算

A（mm2）==1036800+974400=2011200

2.1.3中竖所受均布荷载计算

Q（N）=wk*A=(0.933*2011200)/1000=1876.45

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