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外窗抗风压性能技术


发布日期:[2015-12-14] 共阅[1423]次

(一)、有关标准
   1、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
   2、《全国民用建筑工程设计技术措施》
   3  河北05系列《常用门窗》05J4-1
   4、《建筑外窗抗风压性能等级及检测方法》GBT7106-2002
   5、《建筑玻璃应用技术规范》JGJ113-2003
   (二)、外窗抗风压性能分级
   外窗抗风压性能等级应通过计算来确定。根据建筑物所在地域的基本风压和相关系数计算风荷载标准值,然后依据有关规则确定外窗的抗风压等级。对于广泛采用的PVC塑料窗则根据抗风压等级的下限值(也叫风压强度),给出塑料窗内衬型钢的小惯性矩。铝合金窗则依据当地的基本风压,采用查表法来确定型材断面。 
   一、作用在外窗上的风荷载标准值应按下列公式计算:
   Wkβgzμsμzwo
   式中:Wk——作用在外窗上的风荷载标准值;
   βgz——高度Z处的阵风系数;
   μs——风荷载体型系数; 
   μz——风压高度变化系数;
   wo——基本风压(KNm2
   上式中的基本风压值和三个系数应在《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中查表取值。
   βgz应查表7.5.1。但根据《全国民用建筑工程设计技术措施》和河北《05系列建筑标准设计图集》05J4-1,阵风系数取5
   μs查表7.3.130项,根据住宅体型选大值。比如凹槽内窗户取+0.9
   μz查表7.2.1,按以下6种情况分别计算: 
   Wo查附表D.4,保定市n=50时取0.40KN㎡)
   代入上式计算,风荷载标准值如下: 
   根据《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》(GBT7106-2002)第4.1条,建筑外窗抗风压性能分级指标采用定级检测压力差为分级指标,用P3表示;又根据4.2条,“P3值与工程的风荷载标准值Wk相对比,应大于或等于Wk”。参照05J4-1,计算的风荷载标准值Wk作为抗风压性能分级P3-的下限值,确定保定市外窗抗风压性能分级如下: 
   二、塑料外窗同铝合金窗、木窗和钢窗相比较,框料型材强度较低,容易弯曲变形,抗风压性能较差。为了增加塑料窗的强度和刚度,在其窗框料和扇框料中插入“[”型衬钢,可大幅度提高其抗风压能力,使塑料窗不但具有传热系数小,耐弱酸碱,无需油漆等优点,而且还具有较强的刚度和强度,广泛用于不同层数的住宅中。由此可见,设计塑料窗时,根据建筑物外窗抗风压性能分级,确定相匹配的衬钢惯性矩是满足塑料外窗抗风压要求的关键指标。为了确定塑料外窗的抗风压性能,可以采用查表法。  
   设计人员根据05J4-1《常用门窗》标准图附录一(152~155页)《塑料窗抗风压增强型钢惯性矩I选用表》中的立面简图,开启形式,洞口尺寸和风压强度查取衬钢惯性矩数值,标注在门窗表中。施工单位应根据设计要求,在生产厂家提供的各种衬钢性能资料中查取惯性矩I数值,使其选用的衬钢惯性矩不小于设计数值,即满足抗风压要求。比如在保定郊区一幢18层住宅楼,抗风压性能等级为5级,风压强度为3000Pa;立面简图为上亮下推拉塑料窗,洞口1500×1500,中空玻璃,查155页表四得:扇梃衬钢I0.989,横中梃衬钢I7.751。 
   三、铝合金外窗抗风压性能较好,容易满足要求,
   可采用查表法或查图法确定采用“××系列
   铝合金型材。
   1、查表法:05J4-1附录二(156157页)所列方法,不用计算风荷载标准值,以建筑物所在地域的基本风压W0为依据,结合洞口尺寸,窗扇开启形式,查表确定采用“××系列铝合金型材。比如,已知保定地区的基本风压 0.40KN㎡,平开窗,大洞口尺寸2100×1500,查表2选用50系列铝合金窗;如果已知采用50系列,则大洞口尺寸为2100×1800。 
   2、查图法。05J4-1附录三(158161页)铝合金抗风压图中,用两条特定的风荷载标准值曲线来确定“××系列铝合金窗的大洞口尺寸。为了方便查图,根据前面风荷载标准值计算的数值分析,在保定地区,多层采用  Wk=2KN㎡曲线,高层采用Wk=3.5KN㎡曲线。
   比如6层住宅,窗采用上亮下平开扇,高1500,查502系列Wk=2KNm2曲线,洞口大宽度为1700;如采用上亮下推拉窗,高1500,查702系列Wk=3.5KN㎡曲线,洞口大宽度为2100。 
   四、玻璃面积控制。外窗立面形式设计时,每块玻璃面积的大小,受当地基本风压和建筑风荷载标准值的限制,不能随意加大。设计时应知道玻璃的大许用面积。下边介绍两种查表法:
   1、根据计算的风荷载标准值,加大10%,查《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2003)附录A《常用玻璃品种的大许用面积》表取值。比如风荷载标准值为3.00KN㎡时,采用四边支承5厚普通浮法玻璃,查表A.0.1得大许用面积为1.20㎡;如采用四边支承5+5中空玻璃,查表A.0.3,大许用面积为1.81㎡。此法适用于各种不同材料窗框的玻璃面积控制。 
   2、对于铝合金窗的玻璃面积大允许值,查05J4-1附录四《铝合金窗的玻璃面积大允许值》表取值。比如,已知保定基本风压0.40KN㎡,某高层住宅50米,建在郊区(B类地区),采用6厚玻璃,查表得大玻璃面积1.18m2。因采用平开扇,乘以0.8系数,得0.944 m2。也就是说每块玻璃的面积不能超过0.9 m2。 
   ()、外窗抗风压性能等级计            算举例
   某小区8#住宅楼,位于保定市北郊城乡结合部(B类地区),高1850米,计算外窗风荷载标准值并确定抗风压性能等级。
   一、作用在外窗上的风荷载标准值计算公式如下:Wkβgzμsμzwo
   式中:βgz——阵风系数取
   μs——风荷载体型系数取0.9; 
   μz——风压高度变化系数取1.67
   wo——基本风压取0.40KNm2
   代入上式:Wk5×0.9×1.67×0.40=3.00KNm2) 
   二、根据抗风压性能等级P3“应大于或等级Wk”的原则或高层建筑玻璃风荷载标准值宜按计算值加大10%采用的规定;
   外窗风荷载标准值采用:3.30KNm2
   外窗抗风压性能等级为:5级。 
   (四)、外窗设计说明
   1、外窗(包括开向阳台的门窗)采用PVC塑料窗,普通浮法玻璃。7层及以上外窗为推拉窗或内平开窗。
   2、玻璃采用中空玻璃,组合厚度不小于20mm5+10+5),推荐厚度为23mm6+12+5)。玻璃大尺寸应根据风荷载标准值确定。
   3、封闭阳台采用单框单玻塑料推拉窗,玻璃厚度多层5mm,高层6mm,玻璃大尺寸应根据风荷载标准值确定。 
   4、窗框与洞口墙体之间缝隙统一为20mm。窗框与墙体用金属件柔性连接,缝隙填塞聚苯板。窗框与装修面层之间缝隙用建筑密封膏密封。
   5、外窗抗风压性能等级多层不应低于级,高层不应低于5级,超过50米的建筑抗风压性能等级应计算确定。框料中的衬钢惯性矩必须满足抗风压要求。
   6、外窗气密性能等级多层不应低于3级,高层不应低于4级。 
   7、外窗水密性能等级不应低于3级。
   8、外窗隔声性能等级不应低于3级。采用中空玻璃窗时,隔声量不低于30dB,满足隔声要求。
   9、外窗保温性能等级不应低于7级。采用单框中空玻璃塑料窗时,传热系数为2.7wm2·k),满足保温要求。
   10、外窗满足自然采光要求,卧室、起居室、厨房的窗地面积比不小于17
   11、外窗满足自然通风要求,每套住宅的通风开口面积不小于地面面积的5%


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