门窗计算书.docx
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门窗计算书
目录
一、计算引用的规范、标准及资料1
1.幕墙设计规范：
1
2.建筑设计规范：
1
3.铝材规范：
2
4.金属板及石材规范：
2
5.玻璃规范：
2
6.钢材规范：
2
7.胶类及密封材料规范：
3
8.门窗及五金件规范：
3
9.《建筑结构静力计算手册》（第二版）4
10.土建图纸：
4
二、基本参数4
1.门窗所在地区：
4
2.地面粗糙度分类等级：
4
三、门窗承受荷载计算4
四、门窗玻璃的选用与校核5
1.玻璃的强度计算：
6
2.玻璃最大挠度校核：
6
五、门窗竖中挺计算7
1.竖中挺受荷单元分析：
7
2.选用竖中挺型材的截面特性：
8
3.竖中挺的抗弯强度计算：
9
4.竖中挺的挠度计算：
9
5.竖中挺的抗剪计算：
9
六、门窗横中挺计算10
1.横中挺受荷单元分析：
10
2.选用横中挺型材的截面特性：
11
3.横中挺的抗弯强度计算：
12
4.横中挺的挠度计算：
12
5.横中挺的抗剪计算：
12
门窗设计计算书
一、计算引用的规范、标准及资料1.幕墙设计规范：
《建筑幕墙》JG3035-1996《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94《建筑幕墙空气渗透性能测试方法》GB/T15226-94《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-94《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》GB/T15228-94《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-20012.建筑设计规范：
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《钢结构设计规范》GB50017-2003《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002《高层民用钢结构技术规程》JGJ99-98《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001版）《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2001《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000《工程抗震术语标准》JGJ/T97-95《中国地震烈度表》GB/T17742-1999《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2004《中国地震动参数区划图》GB18306-2000《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《民用建筑热工设计规范》GB50176-93《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑装饰工程施工质量验收规范》GB50210-2001《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《钢结构防火涂料》GB14907-2002《碳钢焊条》GB/T5117-1995《低合金钢焊条》GB/T5118-1995《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-20003.铝材规范：
《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000《建筑铝型材基材》GB/T5237.1-2004《建筑铝型材阳极氧化、着色型材》GB/T5237.2-2004《建筑铝型材电泳涂漆型材》GB/T5237.3-2004《建筑铝型材粉末喷涂型材》GB/T5237.4-2004《建筑铝型材氟碳漆喷涂型材》GB/T5237.5-2004《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-1996《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880-1997《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T133-20004.金属板及石材规范：
《铝塑复合板》GB/T17748-1999《建筑瓷板装饰工程技术规范》CECS101：
98《建筑装饰用微晶玻璃》JC/T872-20005.玻璃规范：
《浮法玻璃》GB11614－1999《钢化玻璃》GB/T9963-1998《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB/T17841-1999《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2001《中空玻璃》GB/T11944-20026.钢材规范：
《碳素结构钢》GB/T700-1988《优质碳素结构钢》GB/T699-1999《合金结构钢》GB/T3077-1999《不锈钢和耐热钢冷扎带钢》GB/T4239-1991《高耐候结构钢》GB/T4171-20007.胶类及密封材料规范：
《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-2001《硅酮建筑密封胶》GB/14683-2003《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2003《聚硫建筑密封胶》JC483-1992《中空玻璃用弹性密封剂》JC486-2001《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-20038.门窗及五金件规范：
《铝合金门》GB/T8478-2003《铝合金窗》GB/T8479-2003《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2002《建筑外窗气密性能分级及检测方法》GB/T7107-2002《建筑外窗水密性能分级及检测方法》GB/T7108-2002《建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法》GB/T8485-2002《铝合金门窗工程设计、施工及验收规范》DBJ15-30-2002《建筑外窗采光性能分级及检测方法》GB/T11976-2002《地弹簧》GB/T9296-1988《平开铝合金窗执手》GB/T9298-1988《铝合金窗不锈钢滑撑》GB/T9300-1988《铝合金门插销》GB/T9297-1988《铝合金窗撑挡》GB/T9299-1988《铝合金门窗拉手》GB/T9301-1988《铝合金窗锁》GB/T9302-1988《铝合金门锁》GB/T9303-1988《闭门器》GB/T9305-1988《推拉铝合金门窗用滑轮》GB/T9304-1988《紧固件螺栓和螺钉》GB/T5277《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB3098.2-2000《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》GB3098.4-2000《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-2000《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-19979.《建筑结构静力计算手册》（第二版）10.土建图纸：
二、基本参数1.门窗所在地区：
洛阳地区；2.地面粗糙度分类等级：
按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）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类地区考虑。
三、门窗承受荷载计算按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）计算：
wk=βgzμzμsw0……7.1.1-2[GB50009-2001]上式中：
wk：
作用在门窗上的风荷载标准值（MPa）；Z：
计算点标高：
2.9m；βgz：
瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算:
βgz=K（1+2μf）其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地:
βgz=0.92×（1+2μf）其中：
μf=0.387×（Z/10）-0.12B类场地:
βgz=0.89×（1+2μf）其中：
μf=0.5（Z/10）-0.16C类场地:
βgz=0.85×（1+2μf）其中：
μf=0.734（Z/10）-0.22D类场地:
βgz=0.80×（1+2μf）其中：
μf=1.2248（Z/10）-0.3对于C类地区，2.9m高度处瞬时风压的阵风系数：
βgz=0.85×（1+2×（0.734（Z/10）-0.22））=1.6019μz：
风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算:
A类场地:
μz=1.379×（Z/10）0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地:
μz=（Z/10）0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地:
μz=0.616×（Z/10）0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地:
μz=0.318×（Z/10）0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于C类地区，2.9m高度处风压高度变化系数：
μz=0.616×（Z/10）0.44=1.6966μs：
风荷载体型系数，根据计算点体型位置取1.2；w0：
基本风压值（MPa），根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4（全国基本风压分布图）中数值采用，按重现期50年，洛阳地区取0.00045MPa；wk=βgzμzμsw0=1.6019×1.6966×1.2×0.00045=0.001468MPa四、门窗玻璃的选用与校核基本参数：
1：
计算点标高：
2.9m；2：
玻璃板尺寸：
宽×高=B×H=1000mm×1100mm；3：
玻璃配置：
钢化中空玻璃：
6+6+5mm；；模型简图为：
1.玻璃的强度计算：
校核依据：
σ≤[fg]θ：
玻璃的计算参数；η：
玻璃的折减系数；wk：
风荷载标准值（MPa）；a：
分格短边长度（mm）；E：
玻璃的弹性模量（MPa）；t：
玻璃厚度（mm）；θ=wka4/Et4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=79.644按系数θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=0.731；σ：
玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值（MPa）；w：
风荷载设计值（MPa）；a：
玻璃短边边长（mm）；b：
玻璃长边边长（mm）；t：
玻璃厚度（mm）；m：
玻璃弯矩系数,按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m=0.0649；σ=6mwa2η/t2……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0649×1.4×0.001468×10002×0.731/62=36.563MPa36.563MPa≤fg=84MPa（钢化玻璃）玻璃的强度满足要求!
2.玻璃最大挠度校核：
校核依据：
df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：
df：
玻璃板挠度计算值（mm）；η：
玻璃挠度的折减系数，根据前面的计算，为0.731；μ：
玻璃挠度系数，按边长比a/b查表6.1.3[JGJ102-2003]得μ=0.00626；wk：
风荷载标准值（MPa）a：
玻璃板块短边尺寸（mm）；D：
玻璃的弯曲刚度（N·mm）；df,lim：
许用挠度，取短边长的1/60，为16.667mm；其中：
D=Et3/（12（1-υ2））……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：
E：
玻璃的弹性模量（MPa）；t：
玻璃的厚度（mm）；υ：
玻璃材料泊松比，为0.2；D=Et3/（12（1-υ2））=72000×43/（12×（1-0.22））=400000N·mmdf=ημwka4/D=6.794mm6.794mm五、门窗竖中挺计算基本参数：
1：
计算点标高：
2.9m；2：
力学模型：
单跨简支梁；3：
竖中挺跨度：
H=1000mm；4：
竖中挺左受荷单元宽：
W1=1100mm；竖中挺右受荷单元宽：
W2=1100mm；5：
竖中挺材质：
6063-T5；1.竖中挺受荷单元分析：
（1）竖中挺计算简图的确定：
因为：
W1>HW2>H所以，左受荷单元作用在竖中挺上是梯形荷载；右受荷单元作用在竖中挺上是梯形荷载
（2）竖中挺在左受荷单元力作用下的受力分析：
wk：
风荷载标准值（MPa）；W1：
左受荷单元宽（mm）；H：
竖中挺的跨度（mm）；qk1：
在左受荷单元作用下的风荷载线集度标准值（N/mm）；q1：
在左受荷单元作用下的风荷载线集度设计值（N/mm）；qk1=wk×W1/2=0.44N/mmq1=1.4×qk1=1.4×0.44=0.616N/mmM1：
在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩（N·mm）；M1=q1×H2/24×（3-（W1/H）2）=187880N·mmVk1：
在左受荷单元力作用下的剪力标准值（N）；Vk1=q1H/2×（1-W1/2/H）=400.4NV1：
在左受荷单元力作用下的剪力设计值（N）；V1=1.4Vk1=1.4×400.4=560.56N（3）竖中挺在右受荷单元力作用下的受力分析：
wk：
风荷载标准值（MPa）；W2：
右受荷单元宽（mm）；H：
竖中挺的跨度（mm）；qk2：
在右受荷单元作用下的风荷载线集度标准值（N/mm）；q2：
在右受荷单元作用下的风荷载线集度设计值（N/mm）；qk2=wk×W2/2=1.101N/mmq2=1.4×qk2=1.4×1.101=1.541N/mmM2：
在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩（N·mm）；M2=q2×H2/24×（3-（W2/H）2）=348651.25N·mmVk2：
在右受荷单元力作用下的剪力标准值（N）；Vk2=q2H/2×（1-W2/2/H）=654.925NV2：
在右受荷单元力作用下的剪力设计值（N）；V2=1.4Vk2=1.4×654.925=916.895N2.选用竖中挺型材的截面特性：
选用型材号：
100系列型材的抗弯强度设计值：
f=85.5MPa型材的抗剪强度设计值：
τ=49.6MPa型材弹性模量：
E=70000MPa绕X轴惯性矩：
Ix=154440mm4绕Y轴惯性矩：
Iy=18930mm4绕X轴净截面抵抗矩：
Wnx1=4013mm3绕X轴净截面抵抗矩：
Wnx2=5824mm3型材净截面面积：
An=385.8mm2型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：
t=1.5mm型材受力面对中性轴的面积矩：
Sx=3299mm3塑性发展系数：
γ=1.053.竖中挺的抗弯强度计算：
按下面的公式进行强度校核，应满足：
（M1+M2）/γWnx≤f上式中：
M1：
在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩（N·mm）；M2：
在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩（N·mm）；Wnx：
在弯矩作用方向的净截面抵抗矩（mm3）；γ：
塑性发展系数，取1.05；f：
型材的抗弯强度设计值，取85.5MPa；则：
（M1+M2）/γWnx=27.332Mpa<85.5MPa竖中挺抗弯强度满足要求。
4.竖中挺的挠度计算：
（1）竖中挺在左受荷单元力作用下的挠度计算：
df1：
竖中挺在左受荷单元力作用下的挠度（mm）；df1=qk1H4/240EI×（25/8-5×（W1/2/H）2+2×（W1/2/H）4）=0.44×16004/240/70000/154440×（25/8-5×（600/2/1600）2+2×（600/2/1600）4）=3.28mm
（2）竖中挺在右受荷单元力作用下的挠度计算：
df2：
竖中挺在右受荷单元力作用下的挠度（mm）；df2=qk2H4/240EI×（25/8-5×（W2/2/H）2+2×（W2/2/H）4）=1.101×16004/240/70000/154440×（25/8-5×（1500/2/1600）2+2×（1500/2/1600）4）=5.904mm（3）竖中挺在风荷载作用下的总体挠度：
df=df1+df2=3.28+5.904=9.184mm挠度的限值取杆件总长的1/120，即13.333mm，且不应大于15mm。
9.184mm≤13.333mm9.184mm≤15mm所以，挠度满足要求！
5.竖中挺的抗剪计算：
校核依据：
τmax≤τ=49.6MPa（材料的抗剪强度设计值）在上面的公式中：
τmax：
竖中挺最大剪应力（N）；V1：
在左受荷单元力作用下的剪力设计值（N）；V2：
在右受荷单元力作用下的剪力设计值（N）；Sx：
竖中挺型材受力面对中性轴的面积矩（mm3）；Ix：
竖中挺型材截面惯性矩（mm4）；t：
型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度（mm）；τmax=（V1+V2）Sx/Ixt=（560.56+916.895）×3299/154440/3=10.52MPa10.52MPa≤49.6MPa竖中挺抗剪强度能满足要求!
六、门窗横中挺计算基本参数：
1：
计算点标高：
2.9m；2：
力学模型：
单跨简支梁；3：
横中挺跨度：
W=1100mm；4：
横中挺上受荷单元高：
H1=1000mm；横中挺下受荷单元高：
H2=1000mm；5：
横中挺材质：
6063-T5；1.横中挺受荷单元分析：
（1）横中挺计算简图的确定：
因为：
H1（2）横中挺在上受荷单元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：
横中挺的跨度（mm）；qk1：
在上受荷单元作用下的风荷载线集度标准值（N/mm）；q1：
在上受荷单元作用下的风荷载线集度设计值（N/mm）；qk1=wk×H1/2=0.294N/mmq1=1.4×qk1=1.4×0.294=0.412N/mmM1：
在上受荷单元力作用下的跨中最大弯矩（N·mm）；M1=q1×W2/24×（3-（H1/W）2）=113128.333N·mmVk1：
在上受荷单元力作用下的剪力标准值（N）；Vk1=q1W/2×（1-H1/2/W）=267.8NV1：
在上受荷单元力作用下的剪力设计值（N）；V1=1.4Vk1=1.4×267.8=374.92N（3）横中挺在下受荷单元力作用下的受力分析：
wk：
风荷载标准值（MPa）；H2：
下受荷单元高（mm）；W：
横中挺的跨度（mm）；qk2：
在下受荷单元作用下的风荷载线集度标准值（N/mm）；q2：
在下受荷单元作用下的风荷载线集度设计值（N/mm）；qk2=wk×H2/2=0.881N/mmq2=1.4×qk2=1.4×0.881=1.233N/mmM2：
在下受荷单元力作用下的跨中最大弯矩（N·mm）；M2=q2×W2/24×（3-（H2/W）2）=272801.25N·mmVk2：
在下受荷单元力作用下的剪力标准值（N）；Vk2=q2W/2×（1-H2/2/W）=554.85NV2：
在下受荷单元力作用下的剪力设计值（N）；V2=1.4Vk2=1.4×554.85=776.79N2.选用横中挺型材的截面特性：
选用型材号：
60系列型材的抗弯强度设计值：
f=85.5MPa型材的抗剪强度设计值：
τ=49.6MPa型材弹性模量：
E=70000MPa绕X轴惯性矩：
Ix=18930mm4绕Y轴惯性矩：
Iy=154420mm4绕X轴净截面抵抗矩：
Wnx1=1464mm3绕X轴净截面抵抗矩：
Wnx2=1346mm3绕Y轴净截面抵抗矩：
Wny1=5824mm3绕Y轴净截面抵抗矩：
Wny2=4013mm3型材净截面面积：
An=385.8mm2横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：
ty=1.5mm型材受力面对中性轴的面积矩（绕Y轴）：
Sy=3299mm3塑性发展系数：
γ=1.053.横中挺的抗弯强度计算：
按下面的公式进行强度校核，应满足：
（M1+M2）/γWny≤f上式中：
M1：
在上受荷单元力作用下的跨中最大弯矩（N·mm）；M2：
在下受荷单元力作用下的跨中最大弯矩（N·mm）；Wny：
在弯矩作用方向的净截面抵抗矩（mm3）；γ：
塑性发展系数，取1.05；f：
型材的抗弯强度设计值，取85.5MPa；则：
（M1+M2）/γWyx=71.59MPa>85.5MPa横中挺抗弯强度满足要求。
4.横中挺的挠度计算：
（1）横中挺在上受荷单元力作用下的挠度计算：
df1：
横中挺在上受荷单元力作用下的挠度（mm）；df1=qk1W4/240EIy×（25/8-5×（H1/2/W）2+2×（H1/2/W）4）=1.742mm
（2）横中挺在下受荷单元力作用下的挠度计算：
df2：
横中挺在下受荷单元力作用下的挠度（mm）；df2=qk2W4/240EIy×（25/8-5×（H2/2/W）2+2×（H2/2/W）4）=4.085mm（3）横中挺在风荷载作用下的总体挠度：
df=df1+df2=1.742+4.085=5.827mm挠度的限值取杆件总长的1/120，即12.5mm，且不应大于15mm。
5.827mm≤12.5mm5.827mm≤15mm所以，挠度满足要求！
5.横中挺的抗剪计算：
校核依据：
τmax≤τ=49.6MPa（材料的抗剪强度设计值）在上面的公式中：
τmax：
横中挺最大剪应力（N）；V1：
在上受荷单元力作用下的剪力设计值（N）；V2：
在下受荷单元力作用下的剪力设计值（N）；Sy：
横中挺型材受力面对中性轴的面积矩（mm3）；Iy：
横中挺型材截面惯性矩（mm4）；ty：
型材截面垂直于Y轴腹板的截面总高度（mm）；τmax=（V1+V2）Sy/Iyty=8.202MPa8.202MPa≤49.6MPa横中挺抗剪强度能满足要求!
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