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幕墻風荷載計算幕墻風荷載是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要因素。風荷載影響幕墻的穩(wěn)定性和安全性,需要進行準確計算。課程大綱風荷載基礎(chǔ)知識定義、分類、影響因素、重要性風荷載計算方法國內(nèi)外規(guī)范對比、常見計算方法、適用范圍幕墻風荷載計算幕墻類型、計算步驟、關(guān)鍵參數(shù)、注意事項風荷載試驗與分析測試方法、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析、應用場景風荷載基礎(chǔ)知識風荷載定義風荷載是指風對建筑物產(chǎn)生的作用力。風荷載特性風荷載是一種動態(tài)荷載,其大小和方向隨時間變化。風荷載影響風荷載會對建筑物產(chǎn)生靜力影響和動力影響。風荷載產(chǎn)生原因氣壓差空氣流動時,迎風面氣壓較高,背風面氣壓較低,形成氣壓差,產(chǎn)生風荷載。風速變化風速變化會導致風荷載大小變化,風速越大,風荷載越大。風向變化風向變化會導致風荷載方向變化,風向變化越大,風荷載方向變化越大。建筑物形狀建筑物形狀會影響風荷載大小和分布,例如高層建筑更容易受到風荷載影響。周邊環(huán)境建筑物周邊環(huán)境,例如地形、植被等,也會影響風荷載大小和方向。風荷載計算方法概述11.風壓法考慮風對建筑物的壓力,計算風荷載。22.風力法利用風速和建筑物面積計算風荷載。33.風荷載系數(shù)法根據(jù)建筑物形狀、風向和風速等因素確定風荷載系數(shù),進而計算風荷載。44.CFD數(shù)值模擬法利用計算機模擬風場,精確計算風荷載。國內(nèi)外規(guī)范對比國際規(guī)范例如,歐洲規(guī)范EN1991-1-4:2005,主要考慮風速、風向、地形因素,以及建筑物形狀和高度的影響。國內(nèi)規(guī)范例如,GB/T50009-2012,針對中國氣候和地理環(huán)境特點,進行了優(yōu)化和細化,更加符合中國實際情況。GB/T50009-2012風荷載計算GB/T50009-2012是中國建筑風荷載規(guī)范,為幕墻風荷載計算提供了標準。該規(guī)范涵蓋了風荷載的產(chǎn)生原因、計算方法、作用系數(shù)以及不同類型幕墻結(jié)構(gòu)的具體計算方法。規(guī)范還包括了風荷載試驗測試標準,以及試驗數(shù)據(jù)處理與分析方法。風荷載作用系數(shù)計算風荷載作用系數(shù)是考慮風荷載作用于建筑物上的影響,對風荷載進行修正的系數(shù)。1風壓高度變化系數(shù)考慮風壓隨高度的變化2風向角影響系數(shù)考慮風向與建筑物方向的影響3地形影響系數(shù)考慮地形對風荷載的影響4建筑物形狀影響系數(shù)考慮建筑物形狀對風荷載的影響風荷載作用系數(shù)的計算是幕墻風荷載計算的重要步驟,準確計算風荷載作用系數(shù)對于保證幕墻結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。風壓力分布規(guī)律迎風面風荷載作用于建筑物的迎風面,風壓最大,呈正壓。正壓導致建筑物受到向內(nèi)的推力,需要考慮結(jié)構(gòu)的抗壓能力。背風面風荷載作用于建筑物的背風面,風壓較小,呈負壓。負壓導致建筑物受到向外的拉力,需要考慮結(jié)構(gòu)的抗拉能力。側(cè)風面風荷載作用于建筑物的側(cè)風面,風壓變化復雜,可正可負。需要根據(jù)建筑物的形狀、高度和周圍環(huán)境進行詳細分析。常見幕墻結(jié)構(gòu)類型幕墻結(jié)構(gòu)類型多種多樣,主要根據(jù)材料、安裝方式、結(jié)構(gòu)形式等分類。常見類型包括:金屬板幕墻石材幕墻玻璃幕墻鋁合金幕墻陶瓷幕墻復合材料幕墻幕墻壓負荷計算1定義風荷載作用于幕墻表面產(chǎn)生的壓強2計算方法根據(jù)風荷載標準和幕墻結(jié)構(gòu)類型進行計算3影響因素風速、風向、幕墻形狀、材質(zhì)等幕墻壓負荷是幕墻結(jié)構(gòu)安全性的關(guān)鍵因素之一,設(shè)計時需根據(jù)相關(guān)規(guī)范進行準確計算。幕墻抗壓能力計算1材料強度幕墻材料的抗壓強度是決定其承載能力的關(guān)鍵因素。不同材料的抗壓強度不同,需要根據(jù)實際情況選擇合適的材料。2結(jié)構(gòu)形式幕墻的結(jié)構(gòu)形式也影響其抗壓能力。例如,框架結(jié)構(gòu)的抗壓能力一般比板式結(jié)構(gòu)更高。3荷載分布荷載的分布方式也會影響幕墻的抗壓能力。均勻荷載比集中荷載更利于幕墻結(jié)構(gòu)的抗壓。幕墻抗風剪切計算風荷載作用風荷載對幕墻產(chǎn)生橫向力,導致幕墻產(chǎn)生剪切力。結(jié)構(gòu)強度計算根據(jù)風荷載和幕墻結(jié)構(gòu)參數(shù),計算幕墻的抗剪強度,確保幕墻安全。抗剪強度分析分析幕墻的抗剪強度是否滿足相關(guān)規(guī)范要求,確保幕墻結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定??辜舸胧┤绻粔辜魪姸炔蛔?,需要采取相應的抗剪措施,例如增加支撐、加強結(jié)構(gòu)等。中空玻璃幕墻計算1參數(shù)確定確定玻璃種類、厚度、層數(shù)、間距、密封材料等參數(shù)。2風荷載計算根據(jù)幕墻面積、風壓系數(shù)、風速等參數(shù)計算風荷載。3玻璃強度計算計算中空玻璃的抗風壓強度、抗沖擊強度等。4結(jié)構(gòu)分析模擬中空玻璃幕墻在風荷載下的受力情況,確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。5安全系數(shù)根據(jù)規(guī)范要求,設(shè)置安全系數(shù),確保幕墻安全可靠。雙層玻璃幕墻計算1風荷載計算計算雙層玻璃幕墻的抗風荷載2安全系數(shù)考慮玻璃幕墻的安全系數(shù)3材料強度評估玻璃和金屬框架的強度4連接設(shè)計確保玻璃和框架的連接強度雙層玻璃幕墻的計算需要考慮多方面的因素。首先要計算風荷載,并根據(jù)安全系數(shù)來評估玻璃幕墻的抗風能力。其次,需要評估玻璃和金屬框架的材料強度以及連接方式,確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。金屬板幕墻計算1風荷載計算根據(jù)建筑物高度和風荷載系數(shù)計算風力作用在幕墻上的力。2材料強度分析確定金屬板材的抗壓強度和抗剪強度。3連接方式金屬板與框架連接方式的強度分析,例如螺栓連接或焊接。4整體穩(wěn)定性考慮幕墻的整體穩(wěn)定性,避免發(fā)生變形或倒塌。金屬板幕墻計算需要考慮風荷載、材料強度、連接方式和整體穩(wěn)定性等因素。為了確保金屬板幕墻的安全性,需要進行詳細的計算分析。輕型金屬幕墻計算1風荷載確定根據(jù)建筑高度和地域風壓確定風荷載2幕墻構(gòu)件尺寸確定面板尺寸,骨架尺寸3材料強度金屬板材的抗拉強度和屈服強度4抗風計算計算幕墻的抗風性能輕型金屬幕墻是常見的幕墻類型,計算時需要考慮風荷載、幕墻構(gòu)件尺寸、材料強度以及抗風計算等因素。通過這些計算,可以確保幕墻的安全性,并滿足建筑的結(jié)構(gòu)要求。石材幕墻計算石材幕墻以其美觀、耐久和防污性等優(yōu)點而備受歡迎,但其風荷載計算也需謹慎。1石材類型不同石材的抗壓強度、重量和風荷載系數(shù)不同。2幕墻結(jié)構(gòu)幕墻的類型、尺寸、連接方式等影響風荷載分布。3風荷載系數(shù)根據(jù)建筑高度、位置和周邊環(huán)境確定風荷載系數(shù)。4計算方法采用GB/T50009-2012規(guī)范進行計算。計算結(jié)果將用于確定石材幕墻的抗風能力,確保其安全可靠。外保溫系統(tǒng)計算熱工計算計算外保溫層厚度和保溫材料性能,確保滿足節(jié)能標準。結(jié)構(gòu)計算分析外保溫層對建筑結(jié)構(gòu)的影響,確保結(jié)構(gòu)安全可靠??癸L壓計算考慮外保溫系統(tǒng)風荷載影響,確保系統(tǒng)安全可靠。防火計算根據(jù)防火規(guī)范,選擇合適的保溫材料和安裝方式,確保建筑防火安全。吊掛式幕墻計算1基礎(chǔ)參數(shù)確定確定吊掛式幕墻的結(jié)構(gòu)類型、材料、尺寸和荷載條件。2受力分析分析吊掛式幕墻在風荷載作用下的受力情況,計算風力引起的壓力、拉力和彎矩。3安全系數(shù)計算根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求,計算吊掛式幕墻的抗風安全系數(shù),確保其在風荷載作用下能夠安全穩(wěn)定運行。點式幕墻計算1定義點式幕墻是一種常見的幕墻類型,其結(jié)構(gòu)主要由玻璃面板、鋁型材框架和連接件組成。玻璃面板通過連接件固定在框架上,框架通過錨固件固定在建筑物結(jié)構(gòu)上。2計算步驟確定風荷載計算玻璃面板的抗風壓能力計算框架的抗風剪切能力計算錨固件的承載能力驗算整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性3注意事項點式幕墻的計算需要考慮多種因素,例如玻璃面板的類型、框架的材料、錨固件的性能等。計算結(jié)果應滿足相關(guān)規(guī)范的要求,確保幕墻結(jié)構(gòu)安全可靠。桿件式幕墻計算結(jié)構(gòu)分析桿件式幕墻通常由垂直和水平桿件組成,這些桿件通過節(jié)點連接在一起。結(jié)構(gòu)分析用于確定桿件上的力和位移。荷載計算桿件式幕墻需要考慮多種荷載,包括風荷載、自重荷載、雪荷載和地震荷載。計算荷載的分布和大小,并將其應用于結(jié)構(gòu)分析。材料選用選擇合適的材料以滿足桿件式幕墻的強度、剛度和耐久性要求。常見材料包括鋁合金、鋼材和玻璃。節(jié)點設(shè)計節(jié)點設(shè)計是關(guān)鍵,因為它們連接桿件并傳遞力。應確保節(jié)點的設(shè)計能夠承受預期的荷載并確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。施工細節(jié)施工細節(jié)應符合設(shè)計規(guī)范,以確保桿件式幕墻的安裝準確可靠,并達到預期的抗風性能。成品單元幕墻計算1確定風荷載根據(jù)規(guī)范計算風荷載2單元體結(jié)構(gòu)分析單元體受力特點3單元體強度計算單元體抗風能力4連接強度計算單元體連接強度5整體穩(wěn)定驗證單元體整體穩(wěn)定性成品單元幕墻計算需要綜合考慮風荷載、單元體結(jié)構(gòu)和連接強度等因素。通過計算確保單元體滿足抗風性能、連接強度和整體穩(wěn)定性要求。人工遮陽系統(tǒng)計算1風荷載計算遮陽系統(tǒng)承受的風荷載2結(jié)構(gòu)強度評估遮陽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性3遮陽效果模擬遮陽系統(tǒng)的遮陽效果4安全因素設(shè)計合理的安全系數(shù)人工遮陽系統(tǒng)需要進行全面的計算,以確保其結(jié)構(gòu)安全和遮陽效果。這包括風荷載計算、結(jié)構(gòu)強度分析、遮陽效果模擬以及安全系數(shù)評估。風荷載試驗測試標準風洞試驗模擬實際風荷載環(huán)境,進行幕墻的抗風性能測試。雨水滲漏試驗評估幕墻在風雨作用下的密封性能??癸L性能測試測量幕墻在不同風速下的變形和應力,驗證其抗風能力。試驗報告記錄測試結(jié)果,并根據(jù)標準進行分析和評估。無開口試驗測試方法1模擬風荷載利用風洞或其他模擬風荷載的設(shè)備,對幕墻進行風壓測試。2測量風壓使用壓力傳感器等儀器,測量幕墻表面不同位置的風壓大小和分布。3分析數(shù)據(jù)根據(jù)測試數(shù)據(jù),分析幕墻的抗風性能,并進行必要的調(diào)整和優(yōu)化。開口試驗測試方法1模擬風場模擬真實風場環(huán)境2安裝傳感器測量幕墻氣動參數(shù)3施加風壓模擬不同風速影響4監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄幕墻的變形和振動開口試驗測試方法,模擬真實風場環(huán)境,測試幕墻在不同風速下的氣動性能。該方法可以準確地評估幕墻的抗風能力,為幕墻的設(shè)計和施工提供可靠的依據(jù)。試驗數(shù)據(jù)處理與分析1結(jié)果評估驗證模型是否符合預期2數(shù)據(jù)清洗去除異常數(shù)據(jù)3數(shù)據(jù)采集記錄風壓、風速等數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理是風荷載試驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先進行數(shù)據(jù)采集,記錄試驗過程中的風壓、風速等數(shù)據(jù)。之后進行數(shù)據(jù)清洗,剔除異常數(shù)據(jù)。最后,根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果評估模型是否符合預期。重點總結(jié)風荷載設(shè)計要點風荷載計算是幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)
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