建筑行业风压计算

建筑门窗抗风压受力分析和强度计算一、荷载标准值及基本风压风荷载是由于风压和热压的作用而形成的空气荷载。风压的确定，大致分为平均风速风压制和瞬时风速风压制。作用在建筑外窗上的平均风速风压制风荷载标准值应按下式计算：Wk=Bgz*ys*yz*Wo式中：wk—风荷载标准值(kN/m2)卩gz—高度z处的风振系数；ys—风荷载体型系数；按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009—2001采用yz一风压高度变化系数；按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001采用Wo—基本风压(kN/tf)o按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001采用Wo值取《全国城市基本风压值》或《全国风压分布图》中数值乘以相应表中的调整系数。如下表1、表2、表3、表4：对于平坦或稍有起伏的地形，风压、高度的变化系数应根据地面粗糙度类别按表1确定，地面粗糙度可分为A、B、C、D四类。A类指近海、海面、海岛、海岸、湖岩及沙漠地区。B类指田野、乡村、丛林、丘陵、以及房屋比较稀疏的乡镇和城市

郊区。C类指有密集建筑群的城市市区。D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。打表1风压调整系数・地面稲糙度娄别〜处1.17D.8/0.45^0.21+-121.跆iciw貼伽0.32^1知1.52^1缽0.74*0.41<如门1.63-1.25/-0.咖04驟伽j.42f1.00-1D.52<421.92-1.56^1.10.73r2.03-US.'O.S4*^血工177^1.35^oe扣2.20t貓1.4、217J.DS^1.54J1,11屮工裁；£UJ皿115f丨丽l.TDtf1.27*'2卿2.03J1.614.-2.93^2022.3Q^1盼’工叽—上型2汩*?1330B*-'2.57」21^245^35Bt3.12^3,12^2屮2.GS-'408*工口・3.12^312^2.91^生书3加2』312p3.n-'31.2』表2哥层建筑和咼适詰构的基本风压调整系数2结构类型口调整系数屮 -「对咼层建筑鶴咼耸结构屮1"1对特别重要曲咼层逹铳和咼耸结构门1加 1亲寸其他重要的結构祕酌情提高中 -表鱼山区基本％压调整系数d地战条件口调整系数£ 1对議地「咎地等闭塞地畛0.75—0.S5P 1耳寸大閱方向一藏的咎口、LUl>1.2—1.5^ 1表4海面和海岛基本珂压调整系魏*」距海岸距禽(KM)心调整系数屮 *<40^I" 44D罰如1.0—1.1^160-10U^1.1—1.2^-当计算的风荷载标准值小于0.75Kpa时，应按0.75Kpa采用。风荷载设计值W一般取标准值Wk的1.4倍。二、荷载分布如酣觇”表示冈荷戟分咸四剖分J勰1售绪舸埜I四边區再击过框低始弧悴.这娄窗的荷拔通第不予肴虎和计聲-JOEWU，主要哥力集中在竖權上，旺荷葩肖Q-Q1+QZ3S度按梯瑶均布苗葢计算會式逬行计H-04P5V77777>U?I1I/S11{01+02403, F-CQ-]^&5J/2百論裡”壬畫A苴甬丽竖捷曙力筒豆-S吊；新用両羲为Q=Q】杓KQ3；茸挠亦融礙荀载计理.□曼犍的荷載対Q-^+Q5]/2.,其蛊度氐真中荀载作用于跨冲吋捕度计臣整个迓尸丽竟到均滞咼窓和集申石帝的作用，瓦段度对描挺陀授理与亘松俱度之总和-BJQ9Fl岡MBJQ9Fl岡M如圈所观・经谊分解'砂分别计莒翌梃加竖雄缶屋梃C和糧梃D的議度值，然后駅具挠屢代数和.占挺的荷載为Q呎qwq劄鸟其脱赳集中荷载作用于跨中时挠瘦计算.D梃的荷栽汽Q=Q弘Q4+Q协QEQ儿畀撓厦施型均■帘荷裁计麟・B挺和匚梃荷栽分别対Q-(Q3+Q9Y価QrQlHQIl",其脱以集中荷找作用于杆i牛忏意点.的接匿计峑07D5L1L若口仏XI鹿且工时则揑上图计尊君L2/Ll^L/2就L-2/LI^L/2时且律若口仏XI鹿且工时则揑上图计尊建筑外窗在风荷载作用下，承受与外窗平面垂直的横向水平力。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。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四块，每块面积所承受的风荷载传给其相临的构件，每个构件可以近似地简化为简支梁上呈矩形、梯形或三角形的均布荷载。二、荷载计算建筑外窗在风荷载作用下，受力杆件上的总荷载（Q）为该构所受荷面积（A）与施加在该面积上的单位风荷载（W）之乘积，按下式计Q=A*W式中：Q受力杆件所承受的总荷载A受力杆件所承受的受荷面积W施加在受荷面积上的单位风荷载四、截面特性建筑外窗的受力构件在材料、截面积和受荷状态确定的情况下，构件的承载能力主要取决于与截面形状有关的两个特性，即截面的惯性矩与抵抗矩。1、 截面的惯性矩（I）,它与材料的弹性模量（E）共同决定着构件的挠度（f）。2、 截面的抵抗矩（Wj）,当荷载条件一定时，它决定构件应力的大小。3、 截面特性的确定当建筑外窗采用标准型材时，其截面特性可在《材料手册》中查询。当建筑外窗采用非标准型材时，其截面特性需要通过计算来确定。五、强度计算弯矩M的计算：注：(1)上图1在矩形荷载作用下简支梁的弯矩按M=(Q*L)/8计算。上图2在梯形荷载作用下简支梁的弯矩见下表，其中K=KL/LO上图3在三角形荷载作用下简支梁的弯矩按M=(Q*L)/6计算。K=2K=0.1^K=0 I K=0.阡K=0.4^K=D.5*J〔Q忙皿，(Q*U 怡価(Q^L)用1PLrL/2 rT.lLL2」-1T11i l 1注：(1)上图4在集中荷载作用于跨中时简支梁的弯矩按M=(P*L)/4计算。(2)上图5在集中荷载作用于任意点上时简支梁的弯矩按M=(P*L1*L2)/L计算。当向外平开窗的窗扇受负压或向内开平开窗的窗扇受正压且采用单点锁时，其窗框的竖框受荷情况按紧固五金件处有集中荷载作用的简支梁计算(图4、图5)；其窗扇边梃受荷情况可近似简化为以紧固五金件处为固端的悬臂梁上承受矩形均布荷载(图6),其弯矩按M=(Q*L)/2计算。^6注：建筑外窗受力构件上有均布荷载和集中荷载同时作用时，其弯矩为各弯矩的叠加代数和。六、弯曲应力计算弯曲应力按以下公式计算：omax=M/Wj＜〔0〕Wj=I/C式中：M 受力构件承受的最大弯矩，单位为牛顿米（N*m）。Wj 净截面的抵抗矩，单位为立方毫米（mm3）。omax 计算截面上的最大应力，单位为兆帕（MPa）I 计算截面的惯性矩，单位为四次方毫米（mm^4）C 中和轴到截面边缘的最大距离，单位为毫米（mm）。〔0〕 材料的抗弯允许应力，单位为兆帕（MPa）七、剪力计算Mi注：(1)上图1在矩形荷载作用下剪力按Q"=±Q/2计算。上图2在梯形荷载作用下剪力按Q"=±Q(1-a/L)/2计算。上图3在三角形荷载作用下剪力按Q"=±Q/4计算。1PPL1L2.IJ fep-LO 田5注：(1)上图4在集中荷载作用于跨中时剪力按Q"=±P/2计算。(2)上图5在集中荷载作用于任意点上时剪力按Q"=(P*L2)/L；Q"=-(P*L1)/L计算。当向外平开窗的窗扇受负压或向内开平开窗的窗扇受正压且采用单点锁时，其窗框的竖框受荷情况按紧固五金件处有集中荷载作用的简支梁计算(图4、图5)；其窗扇边梃受荷情况可近似简化为以紧固五金件处为固端的悬臂梁上承受矩形均布荷载(图6),其剪力Q/=—Q计算。国g注：建筑外窗受力构件上有均布荷载和集中荷载同时作用时，其剪力为各剪力的叠加代数和。八、剪切应力计算剪切应力按以下公式计算:T=(Q'S)/(I§)<(T)max式中：Q" 计算截面所承受的剪力，单位为牛顿(N)。S 计算剪切应力处以上毛截面对中和轴的面积矩,单位为立方毫米(mm?)。I 毛截面的惯性矩，单位为四次方毫米(mmM)8 腹板的厚度，单位为毫米(mm)。〔t〕 材料的抗剪允许应力，单位为兆帕(MPa)九、挠度计算注：(1)上图1在矩形荷载作用下挠度按/max=(5Q*L3)/(384E*I)计算。上图2在梯形荷载作用下挠度按下表计算，其中K=KL/LO上图3在三角形荷载作用下挠度按/max=(Q*L3)/(60E*I)计算。K=0]K=D,2系菽K=o.s/max(Q*L702.4E-*I)(Q"L3)^O.dE*l)CQ*L5X^*I)—P IP・ L/2 . LIL2」 1J •■Lo注：(1)上图4在集中荷载作用于跨中时挠度按/max=(P*L3)/(48E*I)计算。(2)上图5在集中荷载作用于任意点上时挠度按：fmax=(P*L1*L2*(L+L2)*(3L1*(L+L2))"2)/(27E*I*L)计算。当向外平开窗的窗扇受负压或向内开平开窗的窗扇受正压且采用单点锁时，其窗框的竖框受