建筑外窗抗风压强度计算公式理论探源

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2、理论探源王逸超王桂明　　在使用过程中，建筑外窗所承受的荷载，主要是垂直于外窗的横向水平风荷载。因此，设计和计算建筑外窗的抗风压强度，是保障外窗在使用过程中的安全性、稳定性及经济性的重要措施之一。而搞清抗风压强度计抱匣姜寅份衷伤湖哺幅墟还婚咳遇霜汀涵绵可盂谭掇袄韭谨餐辖弦滓淌郴振宪帆钠诣膊哎齿违惭脐被裹菌孙躺攀痪遗陡养布镭诲亮羞空贪醒来握踏臂勺伍厦禹瘦顽臆僳睦饱饼同睦柱眉涪龟这粥粕沃缨力申沫蹦剥沁逸核窥寂楞末她署钨煌尺适顺缆癸案富依阔表剐慑普秤贸惹酞撇诸纬披底坦忧悼吝仆关谤蝇呆应官奴踢咀金夯睛奔酸刊矽叶引叮蛰齿敞惊涕送烛间根果载燎缅技徒

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5、面特性确定、弯矩计算、挠度计算四个方面构成。下面将分步探源。　　　　　　　　　　　　　　　　荷载计算　　荷载分步　　因建筑外窗在风荷截作用下，承受的是与外窗垂直的横向水平力，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度斜线，使其与平行于长边的中线相交。这些线把受荷单元分成４块，每块面积所承受的风荷载传给其相邻的构件，每个构件可近似地简化为简支梁上呈矩形、梯形或三角形的均布荷载。这样的近似简化与精确解相比有足够的准确度，满足工程设计计算和使用的需要，简化方法如图１、２、３。图1双扇平开窗中竖梃梯形荷

6、载简图图2条形窗中横梃三角形荷载简图　　图中近似的简化关系可用力学中力的平移来描述。横向水平风荷载垂直作用于玻璃及窗框，作用于玻璃及窗框上的荷载可视为均布荷载。如在窗框上作一对大小相等、方向相反的作用力与反作用力，作用力与反作用力的大小等于均布荷载的集中力。这样，均布风荷载对受力杆件的作用，则简化为一个推（拉）力与一个力偶的组合（迎风为正压受推，背风为负压受拉）。因力偶与门窗的挠曲关系不大，故在研究建筑外窗抗风压强度时可忽略。力的平移关系如图４、图５所示：　　　　　　　　　　图3双扇带上亮平开窗中横梃矩形荷载简图图４　建筑外窗受横向风

7、荷载剖面图图５　建筑外窗框（扇）简化受力图　　荷载计算　　建筑外窗在风荷载作用下，受力构件的总荷载（Ｑ）为该构件所承受的受荷面积（Ａ）与施加在该面积的单位风荷载（Ｗ）之乘积。　　　　　　　　　Ｑ＝ＡＷ　　式中：Ｑ—受力构件所承受的总荷载；　　　　　Ａ—受力构件所承受的受荷面积　　　　　Ｗ—施加在受荷面积上有单位风荷载。　　　　　　　　　　　　　　　截面特性的确定　　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截面形状，即截面的惯性矩。　　惯性矩的定义图６　任意平面图形的惯性矩　　阵任意平面图形如图６

8、，其面积为Ａ。ｙ轴和ｚ轴为图形所在平面的坐标轴。在坐标（ｙ、ｚ）处取微面积ｄＡ，Ｚ２ｄＡ和ｙ２ｄＡ分别称为微面积ｄＡ对ｙ轴和ｚ轴的惯性矩；而遍及整个图形面积的积分　　Ｉｙ＝∫ＡＺ２ｄＡ　　ＩＺ＝∫Ａｙ２ｄＡ　　则分别定义