南沙叠翠峰百叶窗计算书.docx
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南沙叠翠峰百叶窗计算书
[工程名称]
南沙叠翠峰1~6#外遮阳百叶窗
[强度计算信息][产品结构]
设计计算书
计算:
校核:
审核:
基本参数:
广州,基本风压:
500Pa
一、门窗承受荷载计算
(1).计算依据:
本设计按50年一遇风压计算
Wk:
作用在门窗上的风荷载的标准值(kN/m2)
Wk=βz×μz×μs1×Wo(GB50009-2001)
Wo:
50年一遇的最大风压:
Wo=0.50kN/m2
根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001取定
βgz:
高度z处的阵风系数(按B类地区计算):
μz:
高度z处的风压高度变化系数(按B类地区计算):
(GB50009-2001)
μs1:
局部风压体型系数,根据计算点体型位置取μs1=1
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条:
验算围护构件及其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数μs1:
一、外表面
1.正压区按表7.3.1采用;
2.负压区
-对墙面,取-1.0
-对墙角边,取-1.8面
对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
由于大部分幕墙都有开启,按[5.3.2]JGJ102-2003条文说明,幕墙结构一般的体型系数取1.2(大面区域)、2.0(转角区域)。
另注:
上述的局部体型系数μs1
(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况,当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时,局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8,当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时,局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值,即:
μs1(A)=μs1
(1)+[μs1(10)-μs1
(1)]logA
高度72m处参数计算:
μf=0.5×(Z/10)-0.16
=0.5×(72/10)-0.16
=0.365
βgz=0.89×(1+2×μf)
=0.89×(1+2×0.365)
=1.540
μz=(Z/10)0.32
=(72/10)0.32
=1.881
(2).计算百叶窗时的风荷载标准值:
计算叶窗时的构件从属面积:
A=W×H
=×/1000000
=0m2
μs1=1+0.2=1.2
Wk=βgz×μz×μs1×Wo
=1.540×1.881×1.2×0.5
=1.738kN/m2
(3).计算构件时的风荷载标准值:
计算构件时的构件从属面积:
A=W×H
=1275/2×575/1000000
=0.367m2
μs1=1+0.2=1.2
Wk=βgz×μz×μs1×Wo
=1.540×1.881×1.2×0.5
=1.738kN/m2
(4).计算构件时的风荷载设计值计算:
W:
风荷载设计值(kN/m2)
γw:
风荷载作用效应的分项系数:
1.4
按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用
W=γw×Wk
=1.4×1.738
=2.433kN/m2
二、门窗横向受力杆件计算
(1).风荷载作用下受力构件弯矩的计算:
Wk:
风荷载标准值:
1.738kN/m2
Mw:
风荷载作用下受力构件的总弯矩标准值(kN·m)
Wsk:
受力构件受荷单元宽:
1.275(m)
Hsk1:
受力构件第一受荷单元高:
0.580(m)
Hsk2:
受力构件第二受荷单元高:
-0.005(m)
qsk1:
受力构件在第一受荷单元作用下风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)
qsk2:
受力构件在第二受荷单元作用下风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)
Mw1:
受力构件在第一受荷单元作用下的弯矩(kN·m)
Mw2:
受力构件在第二受荷单元作用下的弯矩(kN·m)
qsk1=Wk×Hsk1/2
=1.738×0.580/2
=0.504kN/m2
Ba:
中间变量,为受荷单元短边的一半(m)
Ba=Hsk1/2
=0.580/2
=0.290m
Mw1=(qsk1×Wsk2)×(3-4×Ba2/Wsk2)/24
=(0.504×1.2752)×(3-4×0.2902/1.2752)/24
=0.095kN·m
qsk2=Wk×Hsk2/2
=1.738×-0.005/2
=-0.004kN/m2
Ba:
中间变量,为受荷单元短边的一半(m)
Ba=Hsk2/2
=-0.005/2
=-0.003m
Mw2=(qsk2×Wsk2)×(3-4×Ba2/Wsk2)/24
=(-0.004×1.2752)×(3-4×-0.0032/1.2752)/24
=-0.001kN·m
Mw=Mw1+Mw2
=0.095+-0.001
=0.094kN·m
(2).风荷载作用下受力构件剪力的计算(kN):
Qwk:
风荷载作用下剪力标准值(kN)
Qw1:
受力构件在第一受荷单元作用下受到的剪力
Qw2:
受力构件在第二受荷单元作用下受到的剪力
Qw1=qsk1×(Wsk+(Wsk-2×Ba))/2/2
=0.504×(1.275+(1.275-2×0.290))/2/2
=0.250kN
Qw2=qsk2×(Wsk+(Wsk-2×Ba))/2/2
=-0.004×(1.275+(1.275-2×-0.003))/2/2
=0.000kN
Qwk=Qw1+Qw2
=0.250+0.000
=0.250kN
(3).选用型材的截面特性:
外部型材:
选用型材号:
BY系列百叶窗\百叶立杆
型材强度设计值:
fao=85.4N/mm2
型材剪力设计值:
τo=49.6N/mm2
型材弹性模量:
Eo=70000N/mm2
X轴惯性矩:
Ixo=2.489cm4
Y轴惯性矩:
Iyo=1.298cm4
X轴抵抗矩一:
Wx1o=1.31cm3
X轴抵抗矩二:
Wx2o=1.31cm3
型材截面积:
Ao=122cm2
型材计算校核处壁厚:
to=1.2mm
型材截面面积矩一:
Ss1o=0.786cm3
型材截面面积矩二:
Ss2o=0.786cm3
内部型材:
选用型材号:
百叶系列百叶\百叶片
型材强度设计值:
fai=85.4N/mm2
型材剪力设计值:
τi=49.6N/mm2
型材弹性模量:
Ei=70000N/mm2
X轴惯性矩:
Ixi=4.283cm4
Y轴惯性矩:
Iyi=0.021cm4
X轴抵抗矩一:
Wx1i=1.232cm3
X轴抵抗矩二:
Wx2i=1.248cm3
型材截面积:
Ai=98.309cm2
型材计算校核处壁厚:
ti=1.2mm
型材截面面积矩一:
Ss1i=0.779cm3
型材截面面积矩二:
Ss2i=0.779cm3
(4).型材的强度计算:
按照等挠度原则,进行强度校核:
外部型材:
校核依据:
1.4Mw/W≤fa=85.400N/mm2
Mwo=Mw×(Eo×Ixo/(Eo×Ixo+Ei×Ixi))
=0.094×(70000×2.489/(70000×2.489+70000×4.283))
=0.035kN·m
σo=1.4×Mwo×103/Wx
=1.4×0.035×103/1.310
=37.405N/mm2
σo=37.405≤fa=85.400
杆件外部强度满足!
内部型材:
校核依据:
1.4Mw/W≤fa=85.400N/mm2
Mwi=Mw×(Ei×Ixi/(Eo×Ixo+Ei×Ixi))
=0.094×(70000×4.283/(70000×2.489+70000×4.283))
=0.059kN·m
σi=1.4×Mwi×103/Wx
=1.4×0.059×103/1.310
=67.045N/mm2
σi=67.045≤fa=85.400
杆件内部强度满足!
(5).杆件抗剪计算:
按照等挠度原则,进行强度校核:
外部型材:
校核依据:
τmax≤[τ]=49.600N/mm2
Qwk:
风荷载作用下剪力标准值(kN)
Q:
风荷载作用下剪力设计值(kN)
τo:
杆件剪应力
Sso:
杆件型材截面面积矩:
0.786cm3
Ixo:
杆件型材截面惯性矩:
2.489cm4
to:
杆件壁厚:
1.200mm
Q=1.4×Qwk×(Eo×Ixo/(Eo×Ixo+Ei×Ixi))
=1.4×0.250×(70000×2.489/(70000×2.489+70000×4.283))
=0.129kN
τo=Q×Ss×100/Ix/t
=0.129×0.786×100/2.489/1.200
=3.395N/mm2
τo=3.395≤49.600N/mm2
杆件外部抗剪强度可以满足!
内部型材:
校核依据:
τmax≤[τ]=49.600N/mm2
Qwk:
风荷载作用下剪力标准值(kN)
Q:
风荷载作用下剪力设计值(kN)
τi:
杆件剪应力
Ssi:
杆件型材截面面积矩:
0.786cm3
Ixi:
杆件型材截面惯性矩:
2.489cm4
ti:
杆件壁厚:
1.200mm
Q=1.4×Qwk×(Ei×Ixi/(Eo×Ixo+Ei×Ixi))
=1.4×0.250×(70000×4.283/(70000×2.489+70000×4.283))
=0.221kN
τi=Q×Ssi×100/Ixi/ti
=0.221×0.779×100/4.283/1.200
=3.350N/mm2
τi=3.350≤49.600N/mm2
杆件外部抗剪强度可以满足!
(6).杆件挠度计算:
由于是按照等挠度原理进行的荷载分配,所以,此处仅需要对外框进行验算:
校核依据:
Umax≤[U]=20mm且Umax≤L/120
U:
杆件最大挠度(mm)
qs1:
受力构件外部型材在第一受荷单元作用下风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)
qs2:
受力构件外部型材在第二受荷单元作用下风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)
U1:
受力构件外部型材在扇框位置第一受荷单元作用下的最大挠度(mm)
U2:
受力构件外部型材在扇框位置第一受荷单元作用下的最大挠度(mm)
Du:
杆件外部型材最大挠度与其长度比值
Wsk:
杆件长度:
1.275m
qs1=qsk1×(Eo×Ixo/(Eo×Ixo+Ei×Ixi))
=0.504×(70000×2.489/(70000×2.489+70000×4.283))
=0.185kN/m2
qs2=qsk2×(Eo×Ixo/(Eo×Ixo+Ei×Ixi))
=-0.004×(70000×2.489/(70000×2.489+70000×4.283))
=-0.001kN/m2
C=(25/8)-5×(Ba2/Wsk2)+2×(Ba4/Wsk4)
=(25/8)-5×(0.2902/1.2752)+2×(0.2904/1.2754)
=2.872
U1=qsk1×Wsk4×108×C/(240×E×Ix)
=0.185×1.2754×108×2.872/(240×70000.000×2.489)
=3.358mm
C=(25/8)-5×(Ba2/Wsk2)+2×(Ba4/Wsk4)
=(25/8)-5×(-0.0032/1.2752)+2×(-0.0034/1.2754)
=3.125
U2=qsk2×Wsk4×108×C/(240×E×Ix)
=-0.001×1.2754×108×3.125/(240×70000.000×2.489)
=-0.020mm
U=U1+U2
=3.358+-0.020
=3.338mm
Du=U/Wsk/1000
=3.338/1.275/1000
=0.0026
相对挠度Du=0.0026≤1/100=0.0100且绝对挠度Umax=3.338≤[U]=20mm挠度满足要求!
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