建筑外窗抗风压性能计算书

一、计算依据（标准与规范）

本计算书依据以下国家标准和技术规范编制：

●  《建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113-2009》

●  《钢结构设计规范 GB 50017-2003》

●  《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法 GB/T7106-2008》

●  《建筑结构荷载规范 GB 50009-2001(2006版)》

●  《建筑门窗术语 GB/T5823-2008》

●  《建筑门窗洞口尺寸系列 GB/T5824-2008》

●  《铝合金结构设计规范 GB 50429-2007》

●  《铝合金门窗 GB/T8478-2008》

●  《铝合金建筑型材 第一部分：基材 GB5237.1-2008》

●  《铝合金建筑型材 第四部分：粉末喷涂型材 GB5237.4-2008》

二、设计计算基础数据

1. 风荷载计算环境参数

●  工程所在省份：广东省

●  工程所在城市：惠州市

●  地面粗糙度类型：C类（有密集建筑群的城市市区）

●  门窗安装最大高度（z）：100 米

●  建筑平面形状：正多边形平面（含矩形）

●  门窗安装位置：阳台建筑框架结构

●  建筑体形类别：封闭式建筑

2. 门窗及玻璃规格

●  门窗类型：外平开窗

●  门窗系列：60 平开

●  玻璃规格：6mm + 1.15mm PVB + 5mm + 1.15mm PVB + 6mm（三层夹胶玻璃）

●  窗型样式：

●  窗宽（W）：3580 mm

●  窗高（H）：2260 mm

三、风荷载参数选择与标准值计算

依据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版) 第7.1.1-2条，围护结构风荷载标准值计算公式为：

Wk = βgz × μsl × μZ × w0

●  Wk：风荷载标准值（kN/m²）

●  βgz：阵风系数

●  μsl：局部风压体形系数

●  μZ：风压高度变化系数

●  w0：基本风压（kN/m²）

1. 基本风压（w0）

●  采用50年一遇风压，且不小于0.3 kN/m²。

●  计算取值：w0 = 0.45 kN/m²

2. 阵风系数（βgz）

●  依据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版) 第7.5.1条。

●  计算取值：βgz = 1.9913

3. 风压高度变化系数（μZ）

●  依据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)第7.2.1条（C类地面，高度100米）。

●  计算取值：μZ = 0.74

4. 风荷载体形系数（μsl）

●  依据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)第7.3.3条（封闭式建筑 = 外表面系数 + 内表面系数）。

●  外表面正压区与负压区综合计算。

●  计算取值：μsl = 0.9310

5. 风荷载标准值（Wk）

●  Wk = 1.9913 × 0.9310 × 0.74 × 0.45 = 0.617 kN/m²

6. 风荷载设计值（W）

●  依据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006版)第3.2.5条，分项系数取1.4。

●  W = 1.4 × 0.617 = 0.864 kN/m²

四、阳台受力最大杆件（中竖）校核

1. 校核依据

1.1 挠度校核（依据《铝合金门窗》GB/T8478-2008）

●  fmax ≤ L/200（对铝合金型材）

1.2 弯曲应力校核

●  σmax = M / W ≤ [σ]

●  [σ]：材料抗弯许用应力（N/mm²）

1.3 剪切应力校核

●  τmax = (Q × S) / (I × δ) ≤ [τ]

2. 受力模型说明

建筑外窗在风荷载作用下，各框料构成的受荷单元视为四边铰接的简支板。通过45度斜线划分受荷面积，将荷载传递至相邻构件。每个构件简化为简支梁上的均布荷载（矩形、梯形、三角形）。
窗四周与墙体固定，玻璃上的风荷载由窗框传至墙体，故本计算仅对中竖杆件进行校核。

3. 中竖杆件详细校核

3.1 截面参数

●  惯性矩（I）：928428 mm⁴

●  截面积（W）：933 mm³

●  面积矩（S）：827 mm³

●  腹板厚度（δ）：2.0 mm

3.2 刚度计算

●  弯曲刚度（E×I）：72000 × 928428 = 6.685 × 10⁹ N·mm²

●  剪切刚度（G×F）：26000 × 827 = 2.150 × 10⁷ N·mm²

3.3 受荷面积计算

上图是“中竖”的简化模型，此次安装的阳台受力最大的两个独立的隔音窗相互连接的边框位置。该中竖连接两个独立隔音窗的边框，分为左、右两个受荷单元：

●  左侧单元受荷面积：[(2260×2 - 1280) × 1280] / 4 = 1,036,800 mm²

●  右侧单元受荷面积：[(2260×2 - 1160) × 1160] / 4 = 974,400 mm²

●  总受荷面积：2,011,200 mm²

3.4 均布荷载计算

●  Q = Wk × 总面积 = (0.617 × 2,011,200) / 1000 = 1876.45 N

3.5 挠度计算（按弯曲理论）

（具体挠度数值计算过程见后续详细计算表或附录）