塑钢门窗计算书Word文件下载.docx
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二.计算杆件几何数据
对塑钢门窗而言,塑料型材其弹性模量可忽略为零,可不做计算,其强度及刚度的获得完全来自于内衬的增强型钢和增强钢板。
对本工程,拼樘处钢板规格为100mmX10mm。
1.钢带材料:
碳素结构钢Q235,强度设计值:
215N/mm,
弹性模量:
E=mm2
2.竖向及横向杆件截面参数:
见附图
三.竖杆件计算
1.重力荷载
G=B·
L(t1+t2)γ玻·
=+/风荷载标准值(依据建筑结构荷载规范GB50009-2001)
Wk=βgz·
μs·
μz·
W0
式中Wk—作用于窗上的风荷载标准值(KN/m2)
βgz—围护结构阵风系数,地面粗糙度按B类,查表得:
60米时βgz=
μs—体型系数,查图取
μz一风压高度变化系数,地面粗糙度按B类,查表得:
60米时μz=
W0一基本风压,取KN/m2(按沈阳地区50年一遇)
3.地震作用
SE=βE·
αmax·
G
式中:
SE—水平地震作用
βE一动力放大系数,取
αmax一地震影响系数最大值,8度设防取
G一结构重量
4.组合效应
荷载组合效应按下式计算
S=γG·
G+ψw·
γw·
Wk+ψE·
γE·
SE
S一荷载效应组合设计值
G一重力荷载产生的效应值
Wk一风荷载(雪荷载)作用效应SE一地震作用效应
γG、γw、γE一分别为重力荷载、风荷载、地震作用的分项系数
ψw、ψE一分别为风荷载、地震作用的组合系数
A强度计算时
分项系数组合系数重力荷载γG取风荷载γw取ψw取地震作用γE取ψE取
B刚度计算时
分项系数组合系数
重力荷载γG取
风荷载γw取ψw取地震作用γE取ψE取
5.材料特性
碳素结构钢Q235
弹性模量E=mm2
强度设计值fa=215N/mm2
6.荷载计算
风荷载标准值
=×
×
=m2
取W2k=m
地震作用取SE=0
竖向杆件强度计算时最大线荷载
工况:
重力荷载+风荷载+地震作用(G+W+S)
qy=+×
0)Bd
Bd-竖中挺受力面积与竖中挺杆件长度之比
Bd=×
=×
+×
0)×
=m
按单跨简支梁模型计算,竖框所受的最大弯矩为
Mmax=q2y×
L/8
式中L一竖向杆件长度
Mmax=8=
竖向中挺刚度计算时最大线荷载
qy=×
强度校核
竖向杆件为压弯构件,承载力应满足下式要求
N/A+Mmax/(r*W)≤fa
N一竖框所受轴力N,N=γG×
A一竖框截面积mm2
r一塑性发展系数,取
W一当量抵抗矩mm3
fa一Q235钢材的强度设计值,取mm2
竖向杆件所受应力
N/A+Mmax/(r*W)
=X
=mm2<fa=N/mm2满足要求
刚度校核
当玻璃采用中空玻璃时受力杆件挠度值<L/180,且最大挠度值不大于20mm
f=5q4yL/384EIx=X105
==10mm<L/180=22mm满足要求
四.横中挺计算
自重+风荷载+地震作用(G+W+S)
门窗按标高30m计算
G=LB(t1+t2)γ玻=×
=
2.风荷载标准值
Wk=×
SE=βE×
αmax×
G/A
取SE=0
4.风压力线荷载
qy=(*Wk+**SE)*Hd
Hd=×
最大弯矩
按单跨简支梁计算,横框所受的最大弯矩为
水平My=qy*B2/8
式中B一窗横中挺长度
My=×
8=
垂直Mx=1/2*G×
a
式中a一玻璃支点到连接点距离
Mx=1/2*×
a为玻璃垫安装位置到玻璃边缘的距离,取米
6.强度校核
横中挺的最大应力
My/γWy+Mx/γWx={×
}×
10
=mm<fa=215N/mm
7.刚度校核
刚度校核线荷载最大值
水平qy=+*Hd
=(1×
2232满足要求
垂直G=LB(t1+t2)γ
玻=×
挠度
水平fy=5qyB4/384EIy=垂直fz=(G/2)B(12a*B-B2-12a2)/48EIy
=
(2)==
最大挠度f=√fy2+fz2=√6+=<B/180=刚度满足要求
五.玻璃面板应力计算
取玻璃分格*,采用中空玻璃(5+9A+4+6A+5),见附图
工况G+W+E
1温度应力计算
(1)温差应力计算
由于玻璃中央与边缘存在的温差而产生的温差应力标准值为σt2k=·
a·
μ1·
μ2·
μ3·
μ4(Tc-Ts)
μ1—阴影系数;
μ2—窗帘系数;
μ3—玻璃面积系数;
μ4—嵌缝材料系数;
Tc—玻璃中央温度(℃)
Ts—玻璃边缘温度(℃)
E—玻璃的弹性模量,取×
10N/mm2
α—玻璃的线膨胀系数,为×
10-5;
玻璃边缘温度为
Ts=+=×
-19℃+×
26℃=℃
t0——室外温度(℃)
ti——室内温度(℃)
室外侧玻璃的中央温度为
Tco=+++
=×
+×
室内侧玻璃的中央温度为
Tci=+++
26℃+×
-19℃=℃
Ao——室外侧玻璃的组合吸收率,查表得;
Ai——室内侧玻璃的组合吸收率,查表得;
则室外侧玻璃中央与边缘部的温度差为
Tco-Ts==(℃)
则室内侧玻璃中央与边缘部的温度差为
Tci-Ts==(℃)
取二者的较大值为(℃)
所以玻璃的温差应力标准值为
σt2k=·
105×
10-5×
=mm2
25mm~12mm钢化玻璃边缘强度设计值为N/mm
玻璃的温差应力设计值为
σt2=·
σt2k=×
=N/mm2<fg=N/mm2满足要求
(2)玻璃挤压应力计算
在年温度变化影响下,玻璃边缘与边框之间挤压时,在玻璃中产生的挤压应力为σt1k=E·
(α·
ΔT-(2C-dc)/b)
式中:
σt1k—挤压应力标准值(N/mm2),当计算值为负值时取零;
C—玻璃边缘与边框之间的空隙,(mm);
dc—施工误差,取为3mm;
b—玻璃的长边尺寸(mm);
ΔT—窗玻璃年温度变化值,取为80℃;
E—玻璃的弹性模量,×
105N/mm2
则σt1k=E·
ΔT-(2C-dc)/b
10×
(×
80-(2×
7-3)/1500)=<0
可知,在年温度变化影响下,玻璃边缘与边框之间没有挤压产生。
2玻璃强度计算
(1)风荷载作用下应力标准值σWk
σWk=6·
ψ1·
Wk·
a/t
σWk—风荷载作用下的应力标准值;
K—高层建筑取安全系数
a—玻璃短边长度(mm);
t—玻璃的厚度(mm),中空玻璃的厚度取单片外侧玻璃厚度的倍;
ψ1—弯曲系数,按a/b的值查表
Wk=βZ·
μs·
μz·
Wo·
K=×
=/m2
则σWk=6·
a2/t2=6×
10-3×
13002/62=mm
(2)地震作用下应力标准值σEk
水平分布地震作用标准值为
qEk=βE·
·
t·
10取0
σEk=6·
qEk·
a2/t2
考虑铝框,地震作用加大20%
则σEk=×
6·
a2/t2取0
σEk—地震作用下的应力标准值;
(3)玻璃的应力组合设计值为σ
σ=ψW·
γW·
σWk+ψE·
σ=×
0Ek-32225-5=mm2<fa=84N/mm2满足要求
3玻璃挠度计算
风荷载标准值为
Wk=m
玻璃跨中最大挠度为
μ=ψ2·
qk·
a4/D·
η
玻璃所受的荷载组合值为
qk=+=1×
0=/m2=×
10N/mm
玻璃板的弯曲刚度
D=Et/(12(1-ν))=×
63/(12(1-))=×
105N·
mm
ν-泊松比,取ν=
E-玻璃弹性模量,取×
105N/mm2
t-玻璃厚度(mm),中空玻璃取外片厚度的倍
则玻璃的挠度
η-345=×
1300/×
10·
=
ψ2-跨中最大挠度系数,由a/b查表
a-玻璃短边长(mm)
η-当玻璃板的挠度大于玻璃板厚度一半时,按小挠度应力计算公式出现偏差,而增加的折减修正系数。
玻璃板对角线长度为
L=√(a2+b2)
b-玻璃长边长(mm)
L=√(13002+11502)=1755mm
μ/L=1755=<1/100满足要求。
4玻璃面积计算
双层玻璃的最大面积按下式计算:
当t≤6mm时
Amax=式中:
Amax—玻璃的允许最大面积m2;
W2k—风荷载标准值KN/m;
t—中空玻璃按两单片中薄片厚度进行计算
α—玻璃的抗风压调整系数,中空玻璃取
则Amax=与最大的分格面积比较,Amax=>B×
H=m2
玻璃分格满足要求。