《幕墙风荷载计算》课件

幕墙风荷载计算幕墙风荷载是建筑结构设计的重要因素。风荷载影响幕墙的稳定性和安全性，需要进行准确计算。课程大纲风荷载基础知识定义、分类、影响因素、重要性风荷载计算方法国内外规范对比、常见计算方法、适用范围幕墙风荷载计算幕墙类型、计算步骤、关键参数、注意事项风荷载试验与分析测试方法、数据处理、结果分析、应用场景风荷载基础知识风荷载定义风荷载是指风对建筑物产生的作用力。风荷载特性风荷载是一种动态荷载，其大小和方向随时间变化。风荷载影响风荷载会对建筑物产生静力影响和动力影响。风荷载产生原因气压差空气流动时，迎风面气压较高，背风面气压较低，形成气压差，产生风荷载。风速变化风速变化会导致风荷载大小变化，风速越大，风荷载越大。风向变化风向变化会导致风荷载方向变化，风向变化越大，风荷载方向变化越大。建筑物形状建筑物形状会影响风荷载大小和分布，例如高层建筑更容易受到风荷载影响。周边环境建筑物周边环境，例如地形、植被等，也会影响风荷载大小和方向。风荷载计算方法概述11.风压法考虑风对建筑物的压力，计算风荷载。22.风力法利用风速和建筑物面积计算风荷载。33.风荷载系数法根据建筑物形状、风向和风速等因素确定风荷载系数，进而计算风荷载。44.CFD数值模拟法利用计算机模拟风场，精确计算风荷载。国内外规范对比国际规范例如，欧洲规范EN1991-1-4:2005，主要考虑风速、风向、地形因素，以及建筑物形状和高度的影响。国内规范例如，GB/T50009-2012，针对中国气候和地理环境特点，进行了优化和细化，更加符合中国实际情况。GB/T50009-2012风荷载计算GB/T50009-2012是中国建筑风荷载规范，为幕墙风荷载计算提供了标准。该规范涵盖了风荷载的产生原因、计算方法、作用系数以及不同类型幕墙结构的具体计算方法。规范还包括了风荷载试验测试标准，以及试验数据处理与分析方法。风荷载作用系数计算风荷载作用系数是考虑风荷载作用于建筑物上的影响，对风荷载进行修正的系数。1风压高度变化系数考虑风压随高度的变化2风向角影响系数考虑风向与建筑物方向的影响3地形影响系数考虑地形对风荷载的影响4建筑物形状影响系数考虑建筑物形状对风荷载的影响风荷载作用系数的计算是幕墙风荷载计算的重要步骤，准确计算风荷载作用系数对于保证幕墙结构安全至关重要。风压力分布规律迎风面风荷载作用于建筑物的迎风面，风压最大，呈正压。正压导致建筑物受到向内的推力，需要考虑结构的抗压能力。背风面风荷载作用于建筑物的背风面，风压较小，呈负压。负压导致建筑物受到向外的拉力，需要考虑结构的抗拉能力。侧风面风荷载作用于建筑物的侧风面，风压变化复杂，可正可负。需要根据建筑物的形状、高度和周围环境进行详细分析。常见幕墙结构类型幕墙结构类型多种多样，主要根据材料、安装方式、结构形式等分类。常见类型包括：金属板幕墙石材幕墙玻璃幕墙铝合金幕墙陶瓷幕墙复合材料幕墙幕墙压负荷计算1定义风荷载作用于幕墙表面产生的压强2计算方法根据风荷载标准和幕墙结构类型进行计算3影响因素风速、风向、幕墙形状、材质等幕墙压负荷是幕墙结构安全性的关键因素之一，设计时需根据相关规范进行准确计算。幕墙抗压能力计算1材料强度幕墙材料的抗压强度是决定其承载能力的关键因素。不同材料的抗压强度不同，需要根据实际情况选择合适的材料。2结构形式幕墙的结构形式也影响其抗压能力。例如，框架结构的抗压能力一般比板式结构更高。3荷载分布荷载的分布方式也会影响幕墙的抗压能力。均匀荷载比集中荷载更利于幕墙结构的抗压。幕墙抗风剪切计算风荷载作用风荷载对幕墙产生横向力，导致幕墙产生剪切力。结构强度计算根据风荷载和幕墙结构参数，计算幕墙的抗剪强度，确保幕墙安全。抗剪强度分析分析幕墙的抗剪强度是否满足相关规范要求，确保幕墙结构安全稳定。抗剪措施如果幕墙抗剪强度不足，需要采取相应的抗剪措施，例如增加支撑、加强结构等。中空玻璃幕墙计算1参数确定确定玻璃种类、厚度、层数、间距、密封材料等参数。2风荷载计算根据幕墙面积、风压系数、风速等参数计算风荷载。3玻璃强度计算计算中空玻璃的抗风压强度、抗冲击强度等。4结构分析模拟中空玻璃幕墙在风荷载下的受力情况，确保结构稳定性。5安全系数根据规范要求，设置安全系数，确保幕墙安全可靠。双层玻璃幕墙计算1风荷载计算计算双层玻璃幕墙的抗风荷载2安全系数考虑玻璃幕墙的安全系数3材料强度评估玻璃和金属框架的强度4连接设计确保玻璃和框架的连接强度双层玻璃幕墙的计算需要考虑多方面的因素。首先要计算风荷载，并根据安全系数来评估玻璃幕墙的抗风能力。其次，需要评估玻璃和金属框架的材料强度以及连接方式，确保整体结构的稳定性。金属板幕墙计算1风荷载计算根据建筑物高度和风荷载系数计算风力作用在幕墙上的力。2材料强度分析确定金属板材的抗压强度和抗剪强度。3连接方式金属板与框架连接方式的强度分析，例如螺栓连接或焊接。4整体稳定性考虑幕墙的整体稳定性，避免发生变形或倒塌。金属板幕墙计算需要考虑风荷载、材料强度、连接方式和整体稳定性等因素。为了确保金属板幕墙的安全性，需要进行详细的计算分析。轻型金属幕墙计算1风荷载确定根据建筑高度和地域风压确定风荷载2幕墙构件尺寸确定面板尺寸，骨架尺寸3材料强度金属板材的抗拉强度和屈服强度4抗风计算计算幕墙的抗风性能轻型金属幕墙是常见的幕墙类型，计算时需要考虑风荷载、幕墙构件尺寸、材料强度以及抗风计算等因素。通过这些计算，可以确保幕墙的安全性，并满足建筑的结构要求。石材幕墙计算石材幕墙以其美观、耐久和防污性等优点而备受欢迎，但其风荷载计算也需谨慎。1石材类型不同石材的抗压强度、重量和风荷载系数不同。2幕墙结构幕墙的类型、尺寸、连接方式等影响风荷载分布。3风荷载系数根据建筑高度、位置和周边环境确定风荷载系数。4计算方法采用GB/T50009-2012规范进行计算。计算结果将用于确定石材幕墙的抗风能力，确保其安全可靠。外保温系统计算热工计算计算外保温层厚度和保温材料性能，确保满足节能标准。结构计算分析外保温层对建筑结构的影响，确保结构安全可靠。抗风压计算考虑外保温系统风荷载影响，确保系统安全可靠。防火计算根据防火规范，选择合适的保温材料和安装方式，确保建筑防火安全。吊挂式幕墙计算1基础参数确定确定吊挂式幕墙的结构类型、材料、尺寸和荷载条件。2受力分析分析吊挂式幕墙在风荷载作用下的受力情况，计算风力引起的压力、拉力和弯矩。3安全系数计算根据相关规范要求，计算吊挂式幕墙的抗风安全系数，确保其在风荷载作用下能够安全稳定运行。点式幕墙计算1定义点式幕墙是一种常见的幕墙类型，其结构主要由玻璃面板、铝型材框架和连接件组成。玻璃面板通过连接件固定在框架上，框架通过锚固件固定在建筑物结构上。2计算步骤确定风荷载计算玻璃面板的抗风压能力计算框架的抗风剪切能力计算锚固件的承载能力验算整体结构的稳定性3注意事项点式幕墙的计算需要考虑多种因素，例如玻璃面板的类型、框架的材料、锚固件的性能等。计算结果应满足相关规范的要求，确保幕墙结构安全可靠。杆件式幕墙计算结构分析杆件式幕墙通常由垂直和水平杆件组成，这些杆件通过节点连接在一起。结构分析用于确定杆件上的力和位移。荷载计算杆件式幕墙需要考虑多种荷载，包括风荷载、自重荷载、雪荷载和地震荷载。计算荷载的分布和大小，并将其应用于结构分析。材料选用选择合适的材料以满足杆件式幕墙的强度、刚度和耐久性要求。常见材料包括铝合金、钢材和玻璃。节点设计节点设计是关键，因为它们连接杆件并传递力。应确保节点的设计能够承受预期的荷载并确保结构稳定性。施工细节施工细节应符合设计规范，以确保杆件式幕墙的安装准确可靠，并达到预期的抗风性能。成品单元幕墙计算1确定风荷载根据规范计算风荷载2单元体结构分析单元体受力特点3单元体强度计算单元体抗风能力4连接强度计算单元体连接强度5整体稳定验证单元体整体稳定性成品单元幕墙计算需要综合考虑风荷载、单元体结构和连接强度等因素。通过计算确保单元体满足抗风性能、连接强度和整体稳定性要求。人工遮阳系统计算1风荷载计算遮阳系统承受的风荷载2结构强度评估遮阳系统结构的强度和稳定性3遮阳效果模拟遮阳系统的遮阳效果4安全因素设计合理的安全系数人工遮阳系统需要进行全面的计算，以确保其结构安全和遮阳效果。这包括风荷载计算、结构强度分析、遮阳效果模拟以及安全系数评估。风荷载试验测试标准风洞试验模拟实际风荷载环境，进行幕墙的抗风性能测试。雨水渗漏试验评估幕墙在风雨作用下的密封性能。抗风性能测试测量幕墙在不同风速下的变形和应力，验证其抗风能力。试验报告记录测试结果，并根据标准进行分析和评估。无开口试验测试方法1模拟风荷载利用风洞或其他模拟风荷载的设备，对幕墙进行风压测试。2测量风压使用压力传感器等仪器，测量幕墙表面不同位置的风压大小和分布。3分析数据根据测试数据，分析幕墙的抗风性能，并进行必要的调整和优化。开口试验测试方法1模拟风场模拟真实风场环境2安装传感器测量幕墙气动参数3施加风压模拟不同风速影响4监测数据记录幕墙的变形和振动开口试验测试方法，模拟真实风场环境，测试幕墙在不同风速下的气动性能。该方法可以准确地评估幕墙的抗风能力，为幕墙的设计和施工提供可靠的依据。试验数据处理与分析1结果评估验证模型是否符合预期2数据清洗去除异常数据3数据采集记录风压、风速等数据数据处理是风荷载试验的关键环节。首先进行数据采集，记录试验过程中的风压、风速等数据。之后进行数据清洗，剔除异常数据。最后，根据数据分析结果评估模型是否符合预期。重点总结风荷载设计要点风荷载计算是幕墙结构设