鑫城花園鋁合金門窗工程
抗風壓效能計算書
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2023年1月21日
建築外門窗抗風壓效能報告
i、計算依據
《建築結構荷載規範 gb 50009-2012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》
《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 gb5237.6-2012》
ii、設計計算
一、風荷載計算
1)工程所在省市：江蘇
2)工程所在城市：南通市
3)門窗安裝最大高度z(m)：54.7
4)門窗型別:通窗
5)窗型樣式:
6)窗型尺寸:
窗寬w(mm):1400
窗高h(mm):2900
1 風荷載標準值計算:wk = βgz*μs1*μz*w0
按《建築結構荷載規範》gb 50009-2012版 8.1.1-2)
1.1 基本風壓 w0=450n/m^2
按《建築結構荷載規範》gb 50009-2012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:
gz=1+2*g*i10*(z/10)^(-α)
其中：g為峰值因子，取2.5；
其中：i10為10公尺高名義湍流強度，對應a、b、c、d類地面粗糙度，分別取0.12、0.14、0.23、0.39；
其中：z為安裝高度；
其中：α為地面粗糙度指數，對應a、b、c、d類地面粗糙度，分別取0.12、0.15、0.22、0.30；
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=1 + 2*2.5*0.23*(53.1 / 10) ^ (-0.22)
1.79648
按《建築結構荷載規範》gb 50009-2012版 8.6.1規定)
1.3 風壓高度變化係數μz:
1)a類地區：μz=1.284 * (z / 10) ^ 0.24,z為安裝高度；
2)b類地區：μz=1.000 * (z / 10) ^ 0.30,z為安裝高度；
3)c類地區：μz=0.544 * (z / 10) ^ 0.44,z為安裝高度；
4)d類地區：μz=0.262 * (z / 10) ^ 0.60,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=0.544*(53.1/10)^0.44
1.13407
按《建築結構荷載規範》gb 50009-2012版 8.2.1規定)
1.4 區域性風壓體型係數μs1的計算：
μs1：計算點的區域性風壓體型係數，取1.0；
按《建築結構荷載規範》gb50009-2012版 8.3.3條：計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：
1. 封閉式矩形平面房屋的牆面及屋面可按表8.3.1的規定採用；
2. 簷口、雨篷、遮陽板、邊稜處的裝飾條等突出構件，取-2.0；
3. 其他房屋和構築物可按本規範第8.3.1條規定的體型係數的1.25倍取值；
1.4.1 主要受力桿件區域性風壓體型係數μs1的計算：
按《建築結構荷載規範》gb50009-2012版 8.3.4條：計算非直接承受風荷載的圍護構件風荷載時，區域性體型係數μs1可按構件從屬面積折減，折減係數按下列規定採用：
1. 當從屬面積不大於1平方公尺時，折減係數取1.0；
2. 當從屬面積大於或等於25平方公尺時，對牆面折減係數取0.8，對區域性體型係數絕對值大於1.0的屋面區域折減係數取0.6，對其他屋面區域折減係數取1.0；
3. 當從屬面積大於1平方公尺小於25平方公尺時，牆面和絕對值大於1.0的屋面區域性體型係數可採用對數插值，即按下式計算區域性體型係數；
s1(a)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]loga/1.4
本窗型所有受力桿件中，從屬面積最大的受力桿件為：豎向桿件中的《加強中挺》
其從屬面積為a=左1:1.274+左2:1.568+右1:0.741+右2:0.912=4.495
主要受力桿件的從屬面積a<25平方公尺,且》1平方公尺
loga=log(4.495)=1.50297
μs1(4.495)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]*loga/1.4
1+[1*0.8-1]*1.50297/1.4
0.78529
主要受力桿件的區域性風壓體型係數μs1為：
μs1=μs1(4.495)
0.78529
1.4.2 面板等其他構件的區域性風壓體型係數μs1的計算：
面板等其他構件的區域性風壓體型係數直接取計算點的區域性風壓體型係數：
即：μs1=1.0
1.5 風荷載標準值計算:
1.5.1 主要受力桿件的風荷載標準值計算:
wk(n/m^2)=βgz*μz*μs1*w0
1.79648*1.13407*0.78529*450
719.954
wk(n/m^2)<1000時，按1000(n/m^2)取值。
即：wk(n/m^2)=1000
1.5.2 面板等其他構件的風荷載標準值計算:
wk(n/m^2)=βgz*μz*μs1*w0
1.79648*1.13407*1*450
916.8
wk(n/m^2)<1000時，按1000(n/m^2)取值。
即：wk(n/m^2)=1000
2 風荷載設計值計算：
2.1 主要受力桿件的風荷載設計值計算：
w(n/m2)=1.4*wk
1.4*1000
1400
2.2 面板等其他構件的風荷載設計值計算：
w(n/m2)=1.4*wk
1.4*1000
1400
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。
2.1 加強中挺的撓度、彎曲應力、剪下應力計算:
構件「的各受荷單元基本情況如下圖：
構件由以下各型材(襯鋼)組合而成，它們共同承擔「加強中挺」上的全部荷載：
(1).鋁合金:加強中挺
截面引數如下：
慣性矩：1400338.96
建築外門窗抗風壓效能估算報告
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