第四部分外窗的抗風(fēng)壓強(qiáng)度計(jì)算第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)與方法一、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012：——用于計(jì)算建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值《建筑外窗抗風(fēng)壓強(qiáng)度、撓度計(jì)算方法》（建筑用塑料窗附錄B）——用于進(jìn)行門窗抗風(fēng)壓強(qiáng)度計(jì)算、受力桿件撓度校核《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2009——用于玻璃的設(shè)計(jì)《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測(cè)方法》GB/T7016-2008——用于門窗性能檢測(cè)及性能分級(jí)《門窗、幕墻風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值》04J906——用于直接查詢建筑物的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，編制時(shí)間較早（2004年按GB50009-2001編制）。三、計(jì)算與分級(jí)一）、計(jì)算方法有兩種：L/15020mm二）、分級(jí)抗風(fēng)壓強(qiáng)度計(jì)算與分級(jí)可分三步進(jìn)行：1、確定建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009計(jì)算，可由設(shè)計(jì)院或甲方提供，也可從相關(guān)規(guī)范、規(guī)定獲取。。2、按照《建筑外窗抗風(fēng)壓強(qiáng)度、撓度計(jì)算方法》進(jìn)行門窗受力桿件撓度的校核或門窗抗風(fēng)壓值的計(jì)算3、依據(jù)《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113確定玻璃風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值，并進(jìn)行玻璃強(qiáng)度計(jì)算。4、按《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測(cè)方法》進(jìn)行級(jí)別的判定。第二節(jié)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定★甲方或設(shè)計(jì)院提供（當(dāng)?shù)赜幸?guī)定的按規(guī)定執(zhí)行）?！锇础督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009計(jì)算確定按規(guī)范計(jì)算的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值是最小值，根據(jù)建筑物的具體情況，可在計(jì)算的基礎(chǔ)上，乘以安全系數(shù)確定?！镲L(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的直接選用中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院，在2004年以《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001為依據(jù)，編制了《門窗、幕墻風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值》04J906（雖然荷載規(guī)范修訂了，也許此圖冊(cè)會(huì)修訂）?！堕T窗、幕墻風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值》04J906是采用基本風(fēng)壓、地面粗糙度類別、建筑物高度三個(gè)參數(shù)，查表確定該建筑物的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。在查表的過(guò)程中，沒(méi)有用到建筑物的體形系數(shù)，是因?yàn)椤堕T窗、幕墻風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值》04J906是取最大值計(jì)算的，即外表面是按負(fù)壓區(qū)墻角邊部位-1.8取值，內(nèi)表面按+0.2取值的。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算以下為《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012中的部分內(nèi)容：8.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及基本風(fēng)壓8.1.1垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下列規(guī)定確定：1計(jì)算主要受力結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算：wk=βgμsμzw0式中：wk----風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；βg----高度z處的風(fēng)振系數(shù)；μs----風(fēng)荷載體形系數(shù)；μz----風(fēng)壓高度變化系數(shù)；w0----基本風(fēng)壓（kN/m2）。2計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算：wk=βgzμslμzw0式中：βgz----高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；μsl----風(fēng)荷載局部體形系數(shù)。基本風(fēng)壓應(yīng)采用按本規(guī)范規(guī)定的方法確定的50年重現(xiàn)期的風(fēng)壓，但不得小于0.30kN/m2。對(duì)于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的其他結(jié)構(gòu)，基本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提高，并應(yīng)符合有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。注：基本風(fēng)壓是以當(dāng)?shù)乇容^空曠的地面上離地面10m高統(tǒng)計(jì)所得的50年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速V0(m/s)為標(biāo)準(zhǔn)，一般按V02/1600確定的風(fēng)壓值。8.1.3全國(guó)各城市的基本風(fēng)壓值應(yīng)按本規(guī)范附錄E中表E.5重現(xiàn)期R為50年的值采用。附表E.5全國(guó)部分城市的雪壓、風(fēng)壓和基本氣溫（節(jié)選）省市名城市名海拔高度m風(fēng)壓（kN/m2）R=10R=50R=100北京54.00.300.450.50天津3.30.300.500.60上海2.80.400.550.60重慶259.10.250.400.45河北石家莊市80.50.250.350.40山西太原市778.30.300.400.45內(nèi)蒙古呼和浩特1063.00.350.550.60遼寧沈陽(yáng)市42.80.400.550.60吉林長(zhǎng)春市236.80.450.650.75黑龍江哈爾濱市142.30.350.550.70山東濟(jì)南市51.60.300.450.50江蘇南京市8.90.250.400.45浙江杭州市41.70.300.450.50安徽合肥市27.90.250.350.40江西南昌市46.70.300.450.55福建福州市83.80.400.700.85陜西西安市397.50.250.350.40甘肅蘭州市1517.20.200.300.35寧夏銀川市1111.40.400.650.75青海西寧市2261.20.250.350.40新疆烏魯木齊市917.90.400.600.70河南鄭州市110.40.300.450.50湖北武漢市23.30.250.350.40湖南長(zhǎng)沙市44.90.250.350.40廣東廣州市6.60.300.500.60廣西南寧市73.10.250.350.40海南?？谑?4.10.450.750.90四川成都市506.10.200.300.35貴州貴陽(yáng)市1074.30.200.300.35云南昆明市1891.40.200.300.358.2風(fēng)壓高度變化系數(shù)8.2.1對(duì)于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別按表8.2.1確定。地面粗糙度可分為A、B、C、D四類：----A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；----B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)；----C類有密集建筑群的城市市區(qū)；----D類有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。8.2.2對(duì)于山區(qū)的建筑物，風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按平坦地面的粗糙度類別由本規(guī)范表8.2.1確定外，還應(yīng)考慮地形條件的修正。表8.2.1風(fēng)壓高度變化系數(shù)離地面或海平面高度（m）地面粗糙度類別ABCD51.091.000.650.51101.281.000.650.51151.421.130.650.51201.521.230.740.51301.671.390.880.51401.791.521.000.60501.891.621.100.69601.971.711.200.77702.051.791.280.84802.121.871.360.91902.181.931.430.981002.232.001.501.048.3風(fēng)荷載體形系數(shù)第1步（8.3.3）、計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部體形系數(shù)μsl1封閉式矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3的規(guī)定采用；2檐口、雨棚、遮陽(yáng)板邊棱處的裝飾條等突出結(jié)構(gòu)，取-2.0；第2步（8.3.2）、當(dāng)多個(gè)建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距離較近時(shí)，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)；一般可將單獨(dú)建筑物的體形系數(shù)乘以相互干擾系數(shù)。相互干擾系數(shù)可按下列規(guī)定確定：1對(duì)矩形平面高層建筑當(dāng)單個(gè)施擾建筑與受擾建筑高度相近時(shí)，工具施擾建筑的位置，對(duì)順風(fēng)向風(fēng)荷載可在1.00-1.10范圍內(nèi)選取，對(duì)橫風(fēng)向風(fēng)荷載可在1.00-1.20范圍內(nèi)選?。?其它情況可比較類試條件的風(fēng)洞試驗(yàn)資料確定，必要時(shí)宜通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)確定。表8.3.3封閉式矩形平面房屋的局部體形系數(shù)（節(jié)選）第3步（8.3.5）、計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時(shí)，建筑物內(nèi)部壓力的體形系數(shù)可按下列規(guī)定采用：1封閉式建筑物0.20.22μsl；μsl；μsl；3μsl陣風(fēng)系數(shù)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)（包括門窗）風(fēng)荷載時(shí)的陣風(fēng)系數(shù)應(yīng)按表確定。表8.6.1陣風(fēng)系數(shù)βgz離地面高度（m）地面粗糙度類別ABCD51.651.702.052.40101.601.702.052.40151.571.662.052.40201.551.631.992.40301.531.591.902.40401.511.571.852.29501.491.551.812.20601.481.541.782.14701.481.521.752.09801.471.511.731.98901.461.501.711.811001.461.501.691.78風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》計(jì)算的0.35地區(qū)，建筑物風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（單獨(dú)建筑物）建筑物高度（m）ABCD10-1.15-0.95-0.74-0.6920-1.32-1.12-0.82-0.6930-1.43-1.24-0.94-0.6940-1.51-1.34-1.04-0.7750-1.58-1.41-1.11-0.8560-1.64-1.47-1.19-0.9270-1.70-1.52-1.26-0.9980-1.74-1.58-1.31-1.0490-1.79-1.62-1.37-1.10100-1.82-1.68-1.42-1.15例：高30米處wk=βgzμslμzw0=2.4*（-1.4-0.2）*0.51*0.35=-0.685kPa考慮到城市建筑物密集，取相互干擾系數(shù)1.2后，建筑物風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：建筑物高度（m）ABCD10-1.38-1.14-0.89-0.8320-1.58-1.34-0.98-0.8330-1.72-1.49-1.13-0.8340-1.81-1.61-1.25-0.9250-1.90-1.69-1.33-1.0260-1.97-1.76-1.43-1.1070-2.04-1.82-1.51-1.1980-2.09-1.90-1.57-1.2590-2.15-1.94-1.64-1.32100-2.18-2.02-1.70-1.38主導(dǎo)風(fēng)向各地由于氣候及地形的差異，主導(dǎo)風(fēng)向是不同的。以西安為例：主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，次主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，年均風(fēng)速為1.7m/s，月均最高風(fēng)速為2.4m/s。一般機(jī)場(chǎng)跑道與主導(dǎo)風(fēng)向是一致的，飛機(jī)迎風(fēng)起降可獲得最大的升力。第三節(jié)建筑外窗抗風(fēng)壓強(qiáng)度計(jì)算方法一、計(jì)算方法B.2.1荷載分布建筑外窗在風(fēng)荷載作用下，承受與外窗平面垂直的橫向水平力。外窗各框料間構(gòu)成的受荷單元可視為四邊鉸鏈的簡(jiǎn)支板。在每個(gè)單元的四角各作450斜線，使其與平行于長(zhǎng)邊的中線相交。這些線把受荷單元分成四塊，每塊面積所承受的風(fēng)荷載傳遞給其相鄰的構(gòu)件每個(gè)構(gòu)件可近似地簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁上呈矩形、梯形、三角形的均布荷載。圖B.1荷載分布原理說(shuō)明：Q——受力桿件上的總荷載，單位為牛頓（N）;Q1、Q2……Qn——受力單位直接傳遞給相鄰桿件的荷載，單位為牛頓（N）;L——受力桿件長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）圖B.2簡(jiǎn)支梁承受的均布荷載示意圖圖B.3簡(jiǎn)支梁承受的均布荷載示意圖說(shuō)明：P——受力桿件承受的由其它受力桿件傳遞的集中荷載總荷載，單位為牛頓（N）。圖B.4簡(jiǎn)支梁承受的均布荷載和集中荷載示意圖說(shuō)明：L1——集中荷載受力點(diǎn)到桿件較遠(yuǎn)一端的長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）;L2——集中荷載受力點(diǎn)到桿件較近一端的長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）;P1、P2……Pn——由其他桿件受力桿件傳遞的集中荷載，單位為牛頓（N）;X——為梯形荷載的頂寬，單位為毫米（mm）圖5簡(jiǎn)支梁承受的均布荷載和集中荷載示意圖B.2.1.1當(dāng)L2/L1＜1/2，且X＜L/3時(shí)，則總荷載Q按式B.1計(jì)算,集中荷載P按式B.2計(jì)算，荷載示意圖見(jiàn)圖B.6。Q=Q1+Q2+Q3+Q4……（B.1）P=P1+P2……（B.2）b)若L2/L1≥1/2或L2/L1≤1/2時(shí)且X≥L/3時(shí)，則按下式計(jì)算：圖B.6簡(jiǎn)支梁承受均布荷載示意圖B.2.1.2當(dāng)L2/L1≥1/2或L2/L1≤1/2,且X≥L/3時(shí)，總荷載Q按式B.1計(jì)算,集中荷載P按式B.2計(jì)算，荷載示意圖見(jiàn)圖B.7。圖B.7簡(jiǎn)支梁承受均布荷載示意圖B.2.2荷載計(jì)算建筑外窗在風(fēng)荷載作用下，受力桿件上的總荷載（Q）為該桿件所承受的受荷面積（A）與施壓在該面積上的單位風(fēng)荷載（W）之乘積。Q=A·W式中：Q----受力桿件上所承受的總荷載，單位為牛頓（N）；A----受力桿件所承受的受荷面積，單位為平方米（m2）；W----施壓在受荷面積上的單位風(fēng)荷載，單位為帕（Pa）；按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中取值。*當(dāng)進(jìn)行建筑外窗的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其受力構(gòu)件上的總荷載（Q）為該構(gòu)件所承受的受荷面積（A）與該窗的強(qiáng)度等級(jí)相對(duì)應(yīng)的單位荷載（WG）之乘積。B.3.1截面特性建筑外窗的受力構(gòu)件在材料、截面積和受荷狀態(tài)確定的情況下，構(gòu)件的承載能力主要取決于與截面形狀有關(guān)的兩個(gè)特性，即截面的慣性矩與抵抗矩。截面的慣性矩(I)，它與材料的彈性模量(E)共同決定著構(gòu)件的撓度(?)。截面的抵抗矩(Wj),當(dāng)荷載條件一定時(shí)，它決定構(gòu)件應(yīng)力的大小。截面特性的確定當(dāng)建筑外窗用材采用標(biāo)準(zhǔn)型材時(shí)，其截面特性可在《材料手冊(cè)》中查得。當(dāng)建筑外窗用材采用非標(biāo)準(zhǔn)型材時(shí)，其截面特性需要通過(guò)計(jì)算來(lái)確定。簡(jiǎn)單矩形截面的慣性矩：I=(b·h3)/12；截面的抵抗矩：Wj=2×I/h。計(jì)算方法1：用材料力學(xué)知識(shí)計(jì)算。如方管Ix=[(b·h3)-(b1·h13)]/12計(jì)算方法2：用CAD軟件計(jì)算畫(huà)出型材的截面圖，使所有邊沿線閉合；對(duì)截面圖進(jìn)行面域；用差集命令從外形中減去空腔部分；工具—查詢—面域/質(zhì)量特性移動(dòng)坐標(biāo)軸至質(zhì)心[工具—移動(dòng)UCS(V)]重復(fù)步驟iv查詢,即可求出復(fù)雜截面的慣性矩和抵抗矩等截面特性B.5最大撓度?max的計(jì)算如圖所述，建筑外窗受力構(gòu)件受荷情況近似簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁上承受矩形、梯形、三角形的均布荷載，有時(shí)還可能承受集中荷載，其撓度計(jì)算公式如下：abc圖B.14B.5.2.1圖在矩形荷載作用下最大撓度按下式計(jì)算。?max=（Q·L3）/(76.8×E·I)B.5.2.2在梯形荷載作用下最大撓度根據(jù)系數(shù)K的取值，分別計(jì)算?max值。K的取值按式（B.26）計(jì)算，?max按式（B.26）計(jì)算，系數(shù)K和常數(shù)λ的取值見(jiàn)表2。表B.2系數(shù)K和常數(shù)λ值系數(shù)K0.10.20.30.4常數(shù)λ70.2065.6062.460.60B.5.2.3在三角形荷載作用下,最大撓度按下式計(jì)算。?max=（Q·L3）/(60×E·I)ab圖15B.5.3.1當(dāng)集中荷載作用于跨中時(shí)最大撓度按計(jì)算。?max=（P·L3）/(48×E·I)B.5.3.2當(dāng)集中荷載作用于任一點(diǎn)上時(shí)撓度按?max={P·L1·L2·（L+L2）·[3×L1·（L+L2）]1/2}/(27×E·I·L)計(jì)算。B.5.3.3當(dāng)向外平開(kāi)窗的窗扇受負(fù)壓或向內(nèi)平開(kāi)窗的窗扇受正壓時(shí)，其窗框的豎框受荷情況按緊固五金件處有集中荷載作用的簡(jiǎn)支梁計(jì)算（見(jiàn)圖13）；B.5.3.4其窗扇邊梃受荷情況可近似簡(jiǎn)化為以緊固五金件處為固端的懸臂梁上承受矩形均布荷載（見(jiàn)圖14），其撓度按下式計(jì)算。圖16?max=（Q·L3）/(8×E·I)式中：I----計(jì)算截面的慣性矩，單位為四次方毫米（mm4）；E----外窗受力構(gòu)件所用材料的彈性模量，單位為帕（Pa）；?max----構(gòu)件在外力作用下產(chǎn)生的最大撓度，單位為毫米（mm）；[?]----構(gòu)件的允許撓度，單位為毫米（mm）。特注：圖16的左側(cè)指五金件固定處（鉸鏈、鎖點(diǎn)）；右端為門窗扇的端部。計(jì)算出的撓度即為窗扇端部的變形量，變形量超過(guò)一定值時(shí)，對(duì)水密性能、氣密性能的影響明顯?？癸L(fēng)壓強(qiáng)度校核的判定依據(jù)當(dāng)窗為柔性鑲嵌單層玻璃時(shí)：[?]=L/100。當(dāng)窗為柔性鑲嵌雙層玻璃時(shí)：[?]=L/150。門窗的相對(duì)撓度最大值為20mm抗風(fēng)壓強(qiáng)度校核的判定建筑外窗受力構(gòu)件有均布荷載和集中荷載同時(shí)作用時(shí)，其撓度?max為它們各自產(chǎn)生撓度疊加的代數(shù)和。判定：?max≤[?],且?max≤20mm為合格第四節(jié)建筑外窗抗風(fēng)壓強(qiáng)度計(jì)算舉例本例題進(jìn)行主要進(jìn)行受力桿件撓度校核一、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算通過(guò)計(jì)算，確定該工程外窗滿足抗風(fēng)壓性能要求。一）、工程基本條件：西安市某居住建筑為10層、3個(gè)單元（寬84米），位于城市中心區(qū)；外窗尺寸1600*1600mm基本風(fēng)壓0.35kPa；離地面高度30米該工程所在地的地面粗糙度為D類注：按《門窗、幕墻風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值》04J906查表得風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=-0.96kN/m2）二）、取值：基本風(fēng)壓w0----0.35kN/m2高度變化系數(shù)μz----按D類30米取值0.51；陣風(fēng)系數(shù)βgz----按D類30米取值2.40；局部風(fēng)壓體形系數(shù)μsl外表面：迎風(fēng)面取1.0；側(cè)面墻面?。?.0；側(cè)面角邊?。?.4；背風(fēng)面?。?.5內(nèi)表面：正壓區(qū)取-0.2；負(fù)壓區(qū)取+0.2；注：側(cè)面邊角部位寬度的確定：2H為60m、寬度為84m，值取其小者即E=60m，E/5=12m三）、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算由于計(jì)算采用的是建筑物的局部風(fēng)壓體形系數(shù)，所以計(jì)算出的風(fēng)荷載為局部風(fēng)荷載。正壓區(qū)墻面wk=βgzμslμzw0=2.40*[1.0-（-0.2）]*0.51*0.35=0.514kN/m2負(fù)壓區(qū)墻面wk=βgzμslμzw0=2.40*(-1.0-0.2）*0.51*0.35=-0.514kN/m2負(fù)壓區(qū)墻角邊wk=βgzμslμzw0=2.40*（-1.4-0.2）*0.51*0.35=-0.685kN/m2（即-0.69kPa）背風(fēng)面墻面wk=βgzμslμzw0=2.40*（-0.5-0.2）*0.51*0.35=-0.300kN/m2（即-0.30kPa）我們計(jì)算出了建筑物不同部位的風(fēng)荷載值：迎風(fēng)面墻面為0.51kN/m2，側(cè)面負(fù)壓區(qū)墻面為-0.51kN/m2，側(cè)面負(fù)壓區(qū)墻角邊為-0.69kN/m2，背風(fēng)面負(fù)壓區(qū)墻面為-0.30kN/m2。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：----單體建筑，不考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)，則該建筑物的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為-0.69kN/m2----群體建筑，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)，取相互干擾系數(shù)1.2，則該建筑物的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為（-0.685）*1.2=-0.82kN/m2按《建筑外窗抗風(fēng)壓強(qiáng)度、撓度計(jì)算方法》（塑料窗標(biāo)準(zhǔn)附錄）規(guī)定，最小值為1.0kN/m2，所以取wk=1.0kN/m2二、外窗參數(shù)分析計(jì)算一）、外窗基本條件：筑物抗風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為wk=1000N/m2，外窗尺寸：1600*1600，配置中空玻璃門窗主受力桿件（中梃）長(zhǎng)度1.6m增強(qiáng)型鋼的彈性模量：E=2.1×1011N/m2增強(qiáng)型鋼的截面慣性矩：Iy=3.15cm4=3.15×10-8m4桿件允許撓度[?]=L/150=1600/150=10.67mm二）、荷載分布分析，作校核桿件受力圖三、桿件撓度校核對(duì)外窗主要受力桿件（橫中梃）進(jìn)行校核。一）、計(jì)算桿件承受的均布荷載1、承受荷載面積S=0.39(Q1)+0.09(Q2)+0.25(Q3)=0.73m22、桿件直接承受的荷載Q=0.73×1000=730N桿件在均布荷載為了簡(jiǎn)化計(jì)算，我們將受力圖中均布荷載近似綜合為矩形荷載。?=（Q·L3)/(76.8E·I)=(730×1.63)/(76.8×2.1×1011×3.15×10-8)=2990.08/508032=0.00589(m)三）、計(jì)算桿件承受的集中荷載1、承受荷載面積S=[0.21(Q4)+0.25(Q5)]/2=0.23m22、受力桿件直接承受的集中荷載P=0.23×1000=230N四）、計(jì)算集中荷載作用下的撓度按任意點(diǎn)集中荷載作用下的撓度公式?={P·L1·L2·(L+L2)·[3×L1·(L+L2)]1/2}/(27×E·I·L)求出集中荷載?2；?={P·L1·L2·（L+L2）·[3×L1·（L+L2）]1/2}/(27×E·I·L)={230×1×0.6×(1.6+0.6)[3×1×(1.6+0.6)]1/2}/(27×2.1×1011×3.15×10-8×1.6)=779.96/285768=0.00273(m)五）、桿件總撓度桿件總撓度為集中荷載相加?max=?+?2?max=0.00589+0.00273=0.00862m=8.62mm四、判定判定條件：?max≤[?]且?max≤20mm即被校核桿件的最大撓度值小于或等于桿件的允許撓度值，且小于或等于20mm。受力桿件的允許撓度[?]=L/150=1600/150=10.67mm判定結(jié)論：被校核桿件的最大撓度值為8.62mm，同時(shí)滿足小于桿件的允許撓度值10.67mm且小于20mm。本題計(jì)算結(jié)果能滿足上述判定條件，為合格！★最大抗風(fēng)壓值：本窗型最大抗風(fēng)壓值計(jì)算結(jié)果為1.17kPa精細(xì)計(jì)算：如計(jì)算結(jié)果不能滿足要求但差距不大，可將塑料型材對(duì)抗風(fēng)壓強(qiáng)度的貢獻(xiàn)納入計(jì)算。塑料型材為T梃(壁厚2.5mm)：Iy=35.21cm4(用I2表示)E=2.5*109(用E2表示)?=（Q·L3)/[76.8*(E·I+E2·I2)]=(730×1.63)/[76.8×(2.1×1011×3.15×10-8+2.5×109×35.2×10-8)]=2990.2/[76.8×(6615+880)]=2990.2/575616=0.00519(m)?={P·L1·L2·（L+L2）·[3×L1·（L+L2）]1/2}/[27×(E·I+E2·I2)·L]={230×1×0.6×(1.6+0.6)[3×1×(1.6+0.6)]1/2}/[27×(2.1×1011×3.15×10-8+2.5×109×35.2×10-8)×1.6)]=779.96/323784=0.00241(m)?max=0.00519+0.00241=0.00760m=7.60mm玻璃強(qiáng)度計(jì)算一、計(jì)算方法：以下是《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2009第5章的內(nèi)容：5建筑玻璃抗風(fēng)壓設(shè)計(jì)5.1風(fēng)荷載計(jì)算5.1.1作用在建筑玻璃上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式計(jì)算：w=γwwk（5.1.1）式中：w—風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值，kPa；γw—風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，取1.4；wk—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；當(dāng)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算結(jié)果小于1.0kPa時(shí)，應(yīng)按1.0kPa取值。5.2抗風(fēng)壓設(shè)計(jì)5.2.1用于室外的建筑玻璃應(yīng)進(jìn)行抗風(fēng)壓設(shè)計(jì)，并應(yīng)同時(shí)滿足承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求。幕墻玻璃抗風(fēng)壓設(shè)計(jì)應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102執(zhí)行。5.2.2除中空玻璃以外的建筑玻璃承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，可采用考慮幾何非線性的有限元法進(jìn)行計(jì)算，且最大應(yīng)設(shè)計(jì)力值不應(yīng)超過(guò)短期荷載作用下的玻璃強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。矩形建筑玻璃的最大許用跨度也可以按下列方法計(jì)算。1最大許用跨度可按下式計(jì)算：L=k1(w+k2)k3+k4(5.2.2)式中：w——風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值，kPa；L——玻璃最大許用跨度，mm；k1、k2、k3、k4——常數(shù)，依據(jù)玻璃的長(zhǎng)寬比進(jìn)行取值。2k1、k2、k3、k4的取值應(yīng)符合下列規(guī)定：1）對(duì)于四邊支承和兩邊支承的單片矩形平板玻璃、單片矩形半鋼化玻璃、單片矩形鋼化玻璃和普通矩形夾層玻璃，其k1、k2、k3、k4可按JGJ113附錄C取值。夾層玻璃的厚度為應(yīng)除去膠片后玻璃的凈厚度和。2）對(duì)于夾絲玻璃和壓花玻璃，其k1、k2、k3、k4值可按JGJ113附錄C中平板玻璃的k1、k2、k3、k4取值。按本規(guī)程式（4.3.7-3）計(jì)算玻璃最大許用跨度時(shí)，風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值按本規(guī)程(4.3.7-1)的計(jì)算值除以玻璃的種類系數(shù)取值。3）對(duì)于真空玻璃，其k1、k2、k3、k4值可按JGJ113附錄C中普通夾層玻璃的k1、k2、k3、k4取值。4）對(duì)于半鋼化夾層玻璃和鋼化夾層玻璃，其k1、k2、k3、k4值可按JGJ113附錄C中普通夾層玻璃的k1、k2、k3、k4取值。按本規(guī)程式（4.3.7-3）計(jì)算玻璃最大許用跨度時(shí)，風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值按本規(guī)程(4.3.7-1)的計(jì)算值除以玻璃的種類系數(shù)取值。5）當(dāng)玻璃的長(zhǎng)寬比超過(guò)5時(shí)，玻璃的k1、k2、k3、k4應(yīng)按長(zhǎng)寬比等于5進(jìn)行取值。6）當(dāng)玻璃的長(zhǎng)寬比不包含在JGJ113附錄C中時(shí)，可先分別計(jì)算玻璃相鄰兩長(zhǎng)寬比條件下的最大許用跨度，再采用線性插值法計(jì)算其最大許用跨度。5.2.3除中空玻璃以外的建筑玻璃正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，可采用考慮幾何非線性的有限元法進(jìn)行計(jì)算，且撓度最大值應(yīng)小于跨度ɑ的1/60。四邊支承和兩對(duì)邊支承的矩形玻璃正常使用極限狀態(tài)也可按下列規(guī)定設(shè)計(jì)。1四邊支承和兩對(duì)邊支承的矩形玻璃正常使用極限狀態(tài)應(yīng)按下式計(jì)算：[L/t]=k5(wk+k6)k7+k8(5.2.3)式中：[L/t]——玻璃單位厚度跨度限制；wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；k5、k6、k7、k8——常數(shù)，可按本規(guī)程附錄C取值。2設(shè)計(jì)玻璃跨度a除以玻璃厚度t，不應(yīng)大于玻璃單位厚度跨度限制[L/t]。如果大于[L/t],就增加厚度，直至小于[L/t]。5.2.4作用在中空玻璃上的風(fēng)荷載可按荷載分配系數(shù)分配到每個(gè)單片玻璃上，荷載分配系數(shù)可按下列公式計(jì)算：1直接承受風(fēng)荷載作用的單片玻璃：ξ1=1.1×t13/(t13+t23)（5.2.4-1）式中：ξ1——荷載分配系數(shù)；t1——外片玻璃厚度，mm；t2——內(nèi)片玻璃厚度，mm；2不直接承受風(fēng)荷載作用的單片玻璃：ξ2=t23/(t13+t23)（5.2.4-2）式中：ξ2——荷載分配系數(shù)；t1——外片玻璃厚度，mm；t2——內(nèi)片玻璃厚度，mm；5.2.5中空玻璃的承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，可根據(jù)分配到每片玻璃上的風(fēng)荷載，采用本規(guī)程第5.2.2條和第5.2.3條的方法進(jìn)行計(jì)算。7建筑玻璃防人體沖擊規(guī)定7.1一般規(guī)定7.1.1安全玻璃最大許用面積應(yīng)符合表7.1.1-1的規(guī)定；有框平板玻璃、真空玻璃和夾絲玻璃的最大許用面積應(yīng)符合表7.1.1-2的規(guī)定。表7.1.1-1安全玻璃最大許用面積玻璃種類公稱厚度（mm）最大許用面積（m2）鋼