铝合金门窗工程计算书.docx

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铝合金门窗工程计算书

常熟东三环金瑞府8#楼铝合金门窗工程

设计计算书

设计：

校对：

审核：

批准：

广东万方建设有限公司

二〇一六年三月十六日

第1章ZJ88推拉窗C2148

11基本参数

11.1门窗所在地区

常熟地区；

11.2地面粗糙度分类等级

门窗属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

A类：

指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；

B类：

指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；

C类：

指有密集建筑群的城市市区；

D类：

指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；

依照上面分类标准，本工程按C类地形考虑。

11.3抗震设防

按《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：

1.特殊设防类：

指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；

2.重点设防类：

指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；

3.标准设防类：

指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类；

4.适度设防类：

指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类；

在围护结构抗震设计计算中：

1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用；

2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；

3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；

4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；

根据国家规范《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，常熟地区地震基本烈度为：

6度，地震动峰值加速度为0.05g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：

αmax=0.04；

12门窗承受荷载计算

12.1风荷载标准值的计算方法

门窗属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）计算：

wk=βgzμs1μzw0……8.1.1-2[GB50009-2012]

上式中：

wk：

作用在门窗上的风荷载标准值（MPa）；

z：

计算点标高：

50.4m；

βgz：

高度z处的阵风系数；

根据不同场地类型,按以下公式计算：

βgz=1+2gI10（z/10）-α……条文说明部分8.6.1[GB50009-2012]

其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为：

5m、10m、15m、30m；

A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为：

300m、350m、450m、550m；

也就是：

对A类场地：

当z>300m时，取z=300m，当z<5m时，取z=5m；

对B类场地：

当z>350m时，取z=350m，当z<10m时，取z=10m；

对C类场地：

当z>450m时，取z=450m，当z<15m时，取z=15m；

对D类场地：

当z>550m时，取z=550m，当z<30m时，取z=30m；

g：

峰值因子，取2.5；

I10：

10m高名义湍流度，对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、0.23和0.39；

α：

地面粗糙度指数，对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、0.15、0.22和0.30；

对于C类地形，50.4m高度处的阵风系数为：

βgz=1+2×2.5×0.23×（50.4/10）-0.22=1.8057

μz：

风压高度变化系数；

根据不同场地类型,按《建筑结构荷载规范》条文说明部分8.2.1提供的公式计算：

A类场地：

μzA=1.284×（z/10）0.24

B类场地：

μzB=1.000×（z/10）0.30

C类场地：

μzC=0.544×（z/10）0.44

D类场地：

μzD=0.262×（z/10）0.60

公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同，也就是：

对A类场地：

当z>300m时，取z=300m，当z<5m时，取z=5m；

对B类场地：

当z>350m时，取z=350m，当z<10m时，取z=10m；

对C类场地：

当z>450m时，取z=450m，当z<15m时，取z=15m；

对D类场地：

当z>550m时，取z=550m，当z<30m时，取z=30m；

对于C类地形，50.4m高度处风压高度变化系数：

μz=0.544×（50.4/10）0.44=1.1083

μs1：

局部风压体型系数；

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条：

计算围护结构及其连接的风荷载时，可按下列规定采用局部体型系数μs1：

1封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用；

2檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0；

3其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。

本计算点为墙面转角位置，按如上说明，查表得：

μs1

（1）=1.4

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.4条：

计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时，局部体型系数可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用：

1当从属面积不大于1m2时，折减系数取1.0；

2当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8，对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6，对其它屋面区域折减系数取1.0；

3当从属面积大于1m2且小于25m2时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数：

μs1（A）=μs1

（1）+[μs1（25）-μs1

（1）]logA/1.4……8.3.4[GB50009-2012]

其中：

μs1（25）=0.8μs1

（1）=1.12

计算支撑结构时的构件从属面积：

A=0.88×2.36=2.0768m2

LogA=0.317

则：

μs1（A）=μs1

（1）+[μs1（25）-μs1

（1）]logA/1.4

=1.337

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.5条：

计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用：

1封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2；

2仅一面墙有主导洞口的建筑物：

—当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时，取0.4μs1；

—当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6μs1；

—当开洞率大于0.30时，取0.8μs1；

3其它情况，应按开放式建筑物的μs1取值；

注：

1：

主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比；

2：

μs1应取主导洞口对应位置的值；

本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为0.2（封闭式建筑内表面）；

因此，计算非直接承受风荷载的支撑结构时的局部风压体型系数为：

μs1=1.337+0.2

=1.537

而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为：

μs1=1.4+0.2

=1.6

w0：

基本风压值（MPa），根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，常熟地区取0.00045MPa；

12.2计算支撑结构时的风荷载标准值

wk=βgzμzμs1w0

=1.8057×1.1083×1.537×0.00045

=0.001384MPa

12.3计算面板材料时的风荷载标准值

wk=βgzμzμs1w0

=1.8057×1.1083×1.6×0.00045

=0.001441MPa

12.4垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值

qEk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]

qEk：

垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值（MPa）；

βE：

动力放大系数,取5.0；

αmax：

水平地震影响系数最大值，取0.04；

Gk：

门窗构件的重力荷载标准值（N）；

A：

门窗构件的面积（mm2）；

12.5平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值

PEk=βEαmaxGk……5.3.5[JGJ102-2003]

PEk：

平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值（N）；

βE：

动力放大系数,取5.0；

αmax：

水平地震影响系数最大值，取0.04；

Gk：

门窗构件的重力荷载标准值（N）；

按照JGJ102规范5.4节条文说明部分的规定，对于竖向门窗和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃门窗，可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。

12.6作用效应组合

荷载和作用效应按下式进行组合：

S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]

上式中：

S：

作用效应组合的设计值；

SGk：

重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；

Swk、SEk：

分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；

γG、γw、γE：

各效应的分项系数；

ψw、ψE：

分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。

上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：

进行门窗构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：

重力荷载：

γG：

1.2；

风荷载：

γw：

1.4；

地震作用：

γE：

1.3；

进行挠度计算时；

重力荷载：

γG：

1.0；

风荷载：

γw：

1.0；

地震作用：

可不做组合考虑；

上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；

地震作用的组合系数ψE为0.5；

13门窗横中梃计算

基本参数：

1：

计算点标高：

50.4m；

2：

力学模型：

水平方向：

均布荷载－简支梁；

垂直方向：

均布荷载－双跨梁；

3：

横中梃跨度：

W=2360mm；

4：

横中梃上受荷单元高：

H1=1380mm；

横中梃下受荷单元高：

H2=380mm；

5：

横中梃材质：

6063-T6；

13.1横中梃受荷单元分析

（1）横中梃水平方向计算简图的确定：

因为：

H1

H2

所以，上受荷单元作用在横中梃上是梯形荷载；

下受荷单元作用在横中梃上是梯形荷载；

受力简图为：

（2）横中梃在上受荷单元水平作用力作用下的受力分析：

wk：

风荷载标准值（MPa）；

H1：

上受荷单元高（mm）；

W：

横中梃的跨度（mm）；

qwk1：

在上受荷单元作用下的风荷载线集度标准值（N/mm）；

qw1：

在上受荷单元作用下的风荷载线集度设计值（N/mm）；

qwk1=wk×H1/2

=0.001384×1380/2

=0.955N/mm

qw1=1.4×qwk1

=1.4×0.955

=1.337N/mm

qEAk：

垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值（MPa）；

βE：

动力放大系数，取5.0；

αmax：

水平地震影响系数最大值，取0.04；

Gk：

构件的重力荷载标准值（N），（含面板和框架）；

A：

门窗构件的面积（mm2）；

qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]

=5.0×0.04