门窗抗风压计算
一种常见非标窗型的抗风压计算
有关塑料门窗抗风压计算,我们在前几期已对“常见典型塑料门窗”进行了探讨,并提出了一些基本公式。
塑料门窗的窗型是多变的,我们还会遇到下面的窗型。
这时,杆件AB根据抗风压受力分解,将受到以下几种载荷作用:
<1>上亮传递的梯形载荷:
<2>CD杆传递的集中载荷:
<3>下窗传递的不等双三角载荷:
按常规,AB杆件的挠度计算,由下面两个计算过程组成:
<1>CD杆件传递的集中载荷挠度
<2>阴影面积总载荷,以矩形公式计算的挠度;
然后两挠度相加求和,即为总挠度。
根据推荐计算思路,我们有以下计算过程:
<1>CD杆传递的集中力载荷产生的挠度;
<2>上亮梯形载荷产生的挠度;
<3>下窗不等双三角形载荷产生的挠度。
对于上面涉及的几种计算方法:集中载荷挠度公式、矩形载荷挠度公式和单梯形载荷挠度公式已有给出。
为了进行较精确计算,我们在此将不等双三角形载荷挠度公式略以推导形式介绍给大家。
根据窗的常规结构,不等双三角形载荷简化与统一为以下关系:
这时有:
QA=(13qa/6)q=ω·α
α=L/6
当o≤x≤a时
M1=-(q/120a)X3+13qa/6
EIY1=-(q/120a)X5+(13qa/36)X3-(195qa3/24)X+D1(D1=O)
当a≤x≤a时当2a≤x≤4a时
M2=(q/6a)X3-qX2+(19qa/6)X-qa2/3
M3=-(q/6a)X3+qX2-(5qa/6)X-7qa2/3
EIY2=(q/120a)X5-(q/12)X4+193qa3/36-(193qa3/24)X-qa4/60
EIY3=-(q/120a)X5+(q/12)X4-5qa3/36+(7qa2/6)X2-(225qa3/24)X+31qa4/60
当4a≤x≤6a时
M4=(q/6a)X3-3qX2+(91qa/6)X-57qa2/3
EIY4=q/120aX5-(q/4)X4-91qa3/36-(57qa2/6)X2+(287qa3/24)X-331qa4/20
经解:
EIY3=-(q/120L)X5+(q/12)X4-(5qL3/216)X3+(7qL2/216)X2-(225qL3/(24×216))X-31qL4/6 0×362
以中点挠度代表最大挠度则
fmax=y3|x=1/2=23.9L4/1920EI=-qL4/80f推=23.9L4/1920EI(直接给出)
两种方法计算对比:(由于集中载荷计算部分相同,略去计算比较)
(1)梯形部分:
f常=5QL3/384EI=5L3/384EI(L-2a+L)/2·a·ω)=(5qL3/384EI)·5L/6
=20.83qL4/1920EI
f推=qL4/1920EI[25-40(a/L)2+16(a/L))4]=23.902qL4/1920EI
(2)两不等三角形载荷产生的挠度
f常=5QL3/384EI=5L3/384EI(a2+4a2)·(ω=5qL3/384EI)·(5a/6)=20.83qL4/1920EI
f推=23.9qL4/1920EI(直接给出)
由以上计算可以看出:常规计算时,阴影部分载荷
Q总 =Q梯+Q小三角+Q大三角 视为整体矩形载荷代入f=5QL3/384EI
等同于我们上面的分别按矩形公式计算:
f总=f梯+f双三角=(QL4/1920EI)(20.83+20.83)
而推荐计算方法,则按实际受力情况,分别以一个梯形载荷和一组不等双三角形载荷产生的挠度相加,求总挠度:
f推总=f梯+f双三角=(QL4/1920EI)(23.9+23.9)
从严谨的角度讲,按实际载荷形式对应的公式计算是较合理的(风压等级越高,挠度差值越大),在此将此窗型公式提供给大家供参考。