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赤鱼追波

建筑日记

 
 
 

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(杭州)塑钢窗抗风压计算  

2013-11-13 17:13:51|  分类: 工程施工 |  标签: |举报 |字号 订阅

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(杭州)塑钢窗抗风压计算

根据新版《建筑结构荷载规范》(GB50009200231开始执行)进行有关风荷载的计算。

首先明确一个概念:基本风压值不是风对建筑物表面的压力,风对建筑物表面的压力(表现为风荷载)与建筑物高度、体型、表面位置等有关,与风作用的高度有关。垂直于建筑物表面的单位面积上的风荷载标准值WK(单位kN/m2)可按下式计算:

根据《建筑结构荷载规范》(GB50009)的规定:

WK=βZ *μS *μZ * W0     承重结构

WK=βgZ *μS *μZ * W0    围护结构(作为门窗,属于是建筑物的围护结构)

μS --------风荷载体型系数,其与门窗所处的位置及方向有关;

μZ --------风压高度变化系数,其与门窗所处高度及地面粗糙程度有关;

W0 --------基本风压(KN/m2),可查《建筑结构荷载规范》中的基本风压分布图,它给出了全国各地区10年一遇、50年一遇与100年一遇所能达到的最大基本风压

βZ-------Z高度处的风振系数,βgZZ高度处的阵风系数,可查GB50009

贵工程所就取的基本数据如下:

杭州地区10高处B类地面粗糙程度;迎风面、建筑物边部;要求能承受50年一遇的强风。则查GB50009得:

 

B类地面粗糙程度(30)

基本风压  W0(单位kN/m2

0.40

风压高度变化系数 μZ

1.0

风荷载体型系数 μS

0.8

高度阵风系数βgZ

1.78

风荷载标准值WK (单位kN/m2

0.57

即,如地面粗糙程度为B类,则设计的塑钢门窗在10高度处的抗风压能力需大于0.57kN/m2

窗形设计及受力分析图如下:

(杭州)塑钢窗抗风压计算 - wuhelo100 - 赤鱼追波
C1631窗型图
(杭州)塑钢窗抗风压计算 - wuhelo100 - 赤鱼追波
  竖向拼接受力分析图
(杭州)塑钢窗抗风压计算 - wuhelo100 - 赤鱼追波
横向拼接受力分析图  
(杭州)塑钢窗抗风压计算 - wuhelo100 - 赤鱼追波
窗扇处受力分析图

窗型受力分析:

分析得该窗型风压荷载主要集中在竖向拼接、横向拼接及窗扇处,以下对这些部位进行抗风压计算(阴影部分为荷载面积)

一、竖向拼接处:

1.受荷面积的计算:

A=2.3*3.1=7.13m2

2、刚度计算,它为型材的刚度与对应的衬钢的刚度的代数和.

(E*I)=(E*I)PVC+(E*I)衬钢

型材部分                         衬钢部分

EPVC=2.5*109Pa                   E=2.1*1011Pa

IT80-PKC=59.1*10-8m4              IT80-PKC=2.65*10-8m4(1.5mm)

IF80-PGC=45*10-8m4                IF80-PGC=4.77*10-8m4(1.5mm)

1)总刚度(E*I)=2.5*109*(2*59.1+45)*10-8m4+2.1*1011*(2*2.65+4.77)*10-8m4*10-8m4=25227N*m2

2)跨距L的确定,  L=3.1m

3、系数的确定:该窗形的荷载为矩形均布荷载。

4、挠度计算:

 Fmax=5P*A*L 3/384 *(E*I)<L/120

按此式计算得出:P<236N/m2

当该窗型钢衬厚度采用1.5mm、拼接处使用F80-PGC、单层玻璃时,P<236N/m2,即能承受的最大风压为0.236kN/m2。小于在当地的塑窗必须要达到的基本风压值0.57kN/m2

当拼接处采用F-DPG时,计算如下:

刚度计算

(E*I)=(E*I)PVC+(E*I)衬钢

型材部分                   衬钢部分

EPVC=2.5*109Pa                   E=2.1*1011Pa

IT80-PKC=59.1*10-8m4               IT80-PKC=2.2*10-8m4(1.2mm)

IF-DPG=103.7*10-8m4                IF-DPG=40.4*10-8m4(1.2mm)

1)总刚度(E*I)=2.5*109*(2*59.1+103.7)*10-8m4+2.1*1011*(2*2.2+40.4)*10-8m4*10-8m4=99627.5N*m2

得出:P<931N/m2

当该窗型钢衬厚度采用1.2mm、拼接处使用F-DPG、单层玻璃时,P<931N/m2,即能承受的最大风压为0.931kN/m2。大于在当地的塑窗必须要达到的基本风压值0.57kN/m2

二、横向拼接处:

1.受荷面积的计算:

A=1.55*2.3=3.565m2

2、刚度计算,它为型材的刚度与对应的衬钢的刚度的代数和.

(E*I)=(E*I)PVC+(E*I)衬钢

型材部分                   衬钢部分

EPVC=2.5*109Pa                   E=2.1*1011Pa

IT80-S(III)=59.1*10-8m4              IT80-PKC=2.2*10-8m4(1.2mm)

IF80-PGC=45*10-8m4                IF80-PGC=3.94*10-8m4(1.2mm)

1)总刚度(E*I)=2.5*109*(2*59.1+45)*10-8m4+2.1*1011*(2*2.2+3.94)*10-8m4*10-8m4=

21594N*m2

2)跨距L的确定,  L=2.3m

3、系数的确定:该窗形的荷载为矩形均布荷载。

4、挠度计算:

Fmax=5P*A*L 3/384 *(E*I)<L/120

按此式计算得出:P<733N/m2

当该窗型钢衬厚度采用1.2mm、拼接处使用F80-PGC、单层玻璃时,P<733N/m2,即能承受的最大风压为0.733kN/m2。大于在当地的塑窗必须要达到的基本风压值0.57kN/m2

三、窗扇处:

1、受荷面积的计算:

A=0.35+1.5*0.575=1.06375m2

2、刚度计算,它为型材的刚度与对应的衬钢的刚度的代数和.

(E*I)=(E*I)PVC+(E*I)衬钢

型材部分                            衬钢部分

EPVC=2.5*109Pa                       E=2.1*1011Pa

IT80-S(III)=12.9*10-8m4               IT80-S(III)=0.88*10-8m4(1.2mm)

1)总刚度(E*I)= 2.5*109*12.9*10-8+2.1*1011*0.88*10-8m4*2=5139 N*m2

2)跨距L的确定,  L=1.5m

3λx的确定,从抗风压载荷分布图可知KL=0.375m,

故得x=KL/L=0.575/1.5=0.3833

得出λ0.3833=60.9

3、系数的确定:该窗形的荷载为梯形均布荷载。

4、挠度计算:

 Fmax=P×A×L3/[λx×(E×I)]<L/120

按此式计算得出:P<920N/m2

当该窗型钢衬厚度采用1.5mm、双层玻璃时,P<920N/m2,即能承受的最大风压为0.92kN/m2。大于在当地的塑窗必须要达到的基本风压值0.57kN/m2

结论:该图纸窗型竖向拼接处采用F-DPG,横向拼接处采用F80-PGC,使用1.2mm厚衬刚的抗风压承受能满足当地50年一遇的风压要求。   

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