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门窗幕墙抗风压受力计算器

依据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012 与《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102 · 风荷载标准值 + 框料立柱横梁受力/挠度校核

依据 GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》· JGJ 102 / JGJ 214

① 风荷载参数

GB 55001-2021 通用规范取 1.5;旧 GB 50009 为 1.4
围护结构取控制工况(一般为角部/边缘吸力)绝对值
风压高度系数 μz0.882
阵风系数 βgz1.903
使用级风压0.672
设计级风压1.007

② 框料受力参数(简支梁)

截面特性可用「工程核算」工具或厂家 datasheet 获取
抗风压核算结果✓ 满足抗风压要求
强度校核 σ ≤ f✓ 通过
σ = 12.6 MPaf = 80 MPa
利用率 16%
挠度校核 δ ≤ [δ]✓ 通过
δ = 7.7 mm[δ] = 16.7 mm
利用率 46%

计算明细

使用级风压
0.672 kN/m²
设计级风压
1.007 kN/m²
使用级线荷载 qk
0.672 kN/m
设计弯矩 Md
1.13 kN·m
允许挠度 [δ]
16.7 mm

计算依据与公式

围护结构风荷载标准值(GB 50009-2012 §8.1.1-2): wk = βgz · μsl · μz · w0

μz(§8.2.1)、βgz(§8.6.1)按地面粗糙度与高度 z 计算,起算高度以下取起算高度值。

框料强度(简支梁均布风压):σ = Md / W ,Md = γ · qk · L²/8 ,qk = p·B

框料挠度(使用级风压):δ = 5·qk·L⁴ / (384·E·I) ≤ [δ] = L/n

挠度限值参考

限值 / 依据
L/150(铝合金门窗主受力杆件 JGJ 214)
L/180(铝合金幕墙立柱/横梁 JGJ 102)
L/200(较严)
L/250(钢型材 JGJ 102)
L/300(严格)

常用框料材料参数

材料E (MPa)f (MPa)
复材 FRP 拉挤型材(E40 高模量 · 桥梁级)*40,000120
复材 FRP 拉挤型材(EN 13706 E23)*23,00080
复材 FRP 拉挤型材(EN 13706 E17)*17,00060
铝合金 6063-T570,00090
铝合金 6061-T670,000150
钢 Q235206,000215
钢 Q355206,000305

* 复材(FRP)拉挤型材的 E、f 随牌号与铺层差异较大,预设仅为典型值,务必以厂家实测 datasheet 为准。

主要城市基本风压 w₀(kN/m²,50 年重现期)

摘自 GB 50009-2012 附录 E;玻璃幕墙按 JGJ 102 基本风压不宜小于 0.30。

使用说明

  1. 本工具计算门窗、幕墙等围护结构的抗风压承载力与挠度,采用简支梁均布风压模型,用于立柱、横梁、中挺等主要受力杆件的初步核算。
  2. 净压力系数为控制工况(一般为角部/边缘吸力)绝对值,含内外压组合;具体分区、有效受风面积折减须按所选规范细化。
  3. 复材(FRP)拉挤型材的 E、f 随牌号与铺层差异较大,预设仅为典型值,务必以厂家实测 datasheet 为准。
  4. 挠度校核采用使用/特征级风压;强度校核采用设计/极限级。玻璃面板、连接节点、预埋件、地震及温度作用须另行验算。
  5. 中国:GB 50009-2012 荷载 + JGJ 102(幕墙)/ JGJ 214(门窗);分项系数按 GB 55001-2021。

本计算结果仅供工程初步估算与方案比选参考,不能替代正式结构计算书。最终设计须由具备资质的结构工程师依据完整现行规范复核并承担相应责任。