XX中心门窗设计计算书.docx
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XX中心门窗设计计算书
北京XX中心门窗
设计计算书
设计：
校对：
沈阳YY幕墙装饰工程
二〇〇九年五月十二日
门窗设计计算书
11计算引用的标准、标准及资料
11.1幕墙设计标准：
《铝合金结构设计标准》GB50429-2007
《玻璃幕墙工程技术标准》JGJ102-2003
《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003
《建筑幕墙》GB/T21086-2007
《金属与石材幕墙工程技术标准》JGJ133-2001
11.2建筑设计标准：
《地震震级的规定》GB/T17740-1999
《钢结构防火涂料》GB14907-2002
《钢结构设计标准》GB50017-2003
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002
《高层民用建筑设计防火标准》GB50045-95（2005年版）
《高处作业吊蓝》GB19155-2003
《工程抗震术语标准》JGJ/T97-95
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004
《混凝土结构设计标准》GB50010-2002
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004
《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002
《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2001
《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154：
2003
《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2020
《建筑工程预应力施工规程》CECS180：
2005
《建筑结构荷载标准》GB50009-2001（2006年版、局部修订）
《建筑结构靠得住度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑抗震设计标准》GB50011-2001（2020年版）
《建筑设计防火标准》GB50016-2006
《建筑物防雷设计标准》GB50057-94（2000年版）
《冷弯薄壁型钢结构设计标准》GB50018-2002
《民用建筑设计通那么》GB50352-2005
11.3铝材标准：
《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2020
《建筑用隔热铝合金型材-穿条式》JG/T175-2005
《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T133-2000
《铝合金建筑型材第1部份基材》
《铝合金建筑型材第2部份阳极氧化、着色型材》
《铝合金建筑型材第3部份电泳涂漆型材》
《铝合金建筑型材第4部份粉末喷涂型材》
《铝合金建筑型材第5部份氟碳漆喷涂型材》
《铝合金建筑型材第6部份隔热型材》
《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2000
《一样工业用铝及铝合金板、带材》GB/～3-2006
《铝型材截面几何参数算法及运算机程序要求》YS/T437-2000
《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》YS/T459-2003
11.4玻璃标准：
《镀膜玻璃第1部份：
阳光操纵镀膜玻璃》GB/
《镀膜玻璃第2部份：
低辐射镀膜玻璃》GB/
《防弹玻璃》GB17840-1999
《浮法玻璃》GB11614-1999
《夹层玻璃》GB/T9962-1999
《建筑用平安玻璃第2部份：
钢化玻璃》
《建筑用平安玻璃防火玻璃》
《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-2020
《一般平板玻璃》GB4871-1995
《热弯玻璃》JC/T915-2003
《压花玻璃》JC/T511-2002
《中空玻璃》GB/T11944-2002
《着色玻璃》GB/T18701-2002
11.5钢材标准：
《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005
《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000
《擦窗机》GB19154-2003
《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006
《低合金钢焊条》GB/T5118-1995
《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2020
《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007
《耐候结构钢》GB/T4171-2020
《高碳铬不锈钢丝》YB/T096—1997
《合金结构钢》GB/T3077-1999
《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002
《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000
《碳钢焊条》GB/T5117-1999
《碳素结构钢》GB/T700-2006
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2020
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007
《优质碳素结构钢》GB/T699-1999
11.6胶类及密封材料标准：
《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006
《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001
《彩色涂层钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001
《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004
《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》JC887-2001
《工业用橡胶板》GB/T5574-1994
《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881-2001
《建筑窗用弹性密封剂》JC485-2007
《建筑密封材料实验方式》GB/～20-2002
《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2001
《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005
《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686-2005
《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005
《建筑装饰用天然石材防护剂》JC/T973-2005
《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003
《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006
《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-2007
《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-1999
《石材用建筑密封胶》JC/T883-2001
《橡胶袖珍硬度计压入硬度实验方式》GB/T531-1999
《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002
《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001
《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003
11.7门窗及五金件标准：
《封锁型沉头抽芯铆钉》GB/T12616-2004
《封锁型平圆头抽芯铆钉》GB/T12615-2004
《紧固件螺栓和螺钉》GB/T5277-1985
《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/
《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/
《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB/
《紧固件机械性能抽芯铆钉》GB/
《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》GB/
《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》GB/
《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/
《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/
《紧固件术语盲铆钉》GB/T3099-2004
《铝合金门窗》GB/T8478-2020
《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/
《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2000
《地弹簧》QB/T2697-2005
《铝合金门插锁》QB/T3885-1999
《平开铝合金窗把手》QB/T3886-1999
《铝合金撑挡》QB/T3887-1999
《铝合金窗不锈钢滑撑》QB/T3888-1999
《铝合金门窗拉手》QB/T3889-1999
《铝合金窗锁》QB/T3900-1999
《铝合金门锁》QB/T3901-1999
《推拉铝合金门用滑轮》QB/T3902-1999
《闭合器》QB/T3893-1999
《外装门锁》QB/T2473-2000
《弹子插芯门锁》GB/T2474-2000
《叶片门锁》QB/T2475-2000
《球型门锁》QB/T2476-2000
《铜合金铸件》GB/T13819-1992
《锌合压铸件》GB/T13821-1992
《铝合金压铸件》GB/T15114-1994
《铸件尺寸公差与机械加工余量》QB/T6414-1999
《建筑门窗五金件插销》JG214-2007
《建筑门窗五金件传动机构用执手》JG124-2007
《建筑门窗五金件旋压执手》JG213-2007
《建筑门窗五金件合页（铰链）》JG125-2007
《建筑门窗五金件传动锁闭器》JG126-2007
《建筑门窗五金件滑撑》JG127-2007
《建筑门窗五金件滑轮》JG129-2007
《建筑门窗五金件多点锁闭器》JG215-2007
《建筑门窗五金件撑挡》JG128-2007
《建筑门窗五金件通用要求》JG212-2007
《建筑门窗五金件单点锁闭器》JG130-2007
《建筑门窗内平开下悬五金系统》JG168-2004
《钢塑共挤门窗》JG207-2007
《电动采光排烟窗》JG189-2006
11.8相关物理性能品级测试方式：
《彩色涂层钢板和钢带实验方式》GB/T13448-2006
《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2001
《混凝土结构工程施工质量验收标准》GB50204-2002
《建筑防水材料老化实验方式》GB/T18244-2000
《建筑外门窗保温性能分级及检测方式》GB/T8484-2020
《建筑外窗采光性能分级及检测方式》GB/T11976-2002
《建筑门窗空气隔声性能分级及检测方式》GB/T8485-2020
《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方式》GB/T7106-2020
《建筑装饰装修工程施工质量验收标准》GB50210-2001
《金属材料室温拉伸实验方式》GB/T228-2002
11.9《建筑结构静力计算手册》（第二版）
11.10土建图纸：
12大体参数
12.1门窗所在地域：
北京地域；
12.2地面粗糙度分类品级：
按《建筑结构荷载标准》（GB50009-2001）
A类：
指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地域；
B类：
指田野、乡村、丛林、丘陵和衡宇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：
指有密集建筑群且衡宇较高的城市市区；
依照上面分类标准，本工程按C类地形考虑。
13门窗经受荷载计算
13.1计算依据：
按建筑结构荷载标准（GB50009-2001）计算：
wk=βgzμzμs1w0……-2[GB50009-20012006年版]
上式中：
wk：
作用在门窗上的风荷载标准值（MPa）；
Z：
计算点标高：
67m；
βgz：
瞬时风压的阵风系数；
依照不同场地类型,按以下公式计算（高度不足5m按5m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=×（1+2μf）其中：
μf=×（Z/10）
B类场地：
βgz=×（1+2μf）其中：
μf=（Z/10）
C类场地：
βgz=×（1+2μf）其中：
μf=（Z/10）
D类场地：
βgz=×（1+2μf）其中：
μf=（Z/10）
关于C类地形，67m高度处瞬时风压的阵风系数：
βgz=×（1+2×（Z/10））=
μz：
风压高度转变系数；
依照不同场地类型,按以下公式计算：
A类场地：
μz=×（Z/10）
当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；
B类场地：
μz=（Z/10）
当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；
C类场地：
μz=×（Z/10）
当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；
D类场地：
μz=×（Z/10）
当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；
关于C类地形，67m高度处风压高度转变系数：
μz=×（Z/10）=
μs1：
局部风压体型系数；
按《建筑结构荷载标准》GB50009-2001（2006年版）第条：
验算围护构件及其连接的强度时，可按以下规定采纳局部风压体型系数μs1：
一、外表面
1.正压区按表采纳；
2.负压区
—对墙面，取
—对墙角边，取
二、内表面
对封锁式建筑物，按表面风压的正负情形取或。
本计算点为大面位置。
由于大部份门窗都有开启，按[]JGJ102-2003条文说明，门窗结构一样的体型系数取（大面区域）、（转角区域）。
另注：
上述的局部体型系数μs1
（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情形，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1（10）可乘以折减系数，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即：
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（10）-μs1
（1）]logA
在上式中：
当A≥10m2时取A=10m2；当A≤1m2时取A=1m2；
w0：
大体风压值（MPa），依照现行<<建筑结构荷载标准>>GB50009-2001附表（全国大体风压散布图）中数值采纳，按重现期50年，北京地域取；
13.2计算杆件时的风荷载标准值：
计算杆件时的构件从属面积：
A=×=2
LogA=
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（10）-μs1
（1）]logA
=
μs1=+
=
wk=βgzμzμs1w0
=×××
=
13.3计算玻璃时的风荷载标准值：
计算玻璃时的构件从属面积：
A=×1=2
LogA=
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（10）-μs1
（1）]logA
=
μs1=+
=
wk=βgzμzμs1w0
=×××
=
13.4垂直于门窗平面的散布水平地震作用标准值：
qEAk=βEαmaxGk/A……[JGJ102-2003]
qEAk：
垂直于门窗平面的散布水平地震作用标准值（MPa）；
βE：
动力放大系数,取；
αmax：
水平地震阻碍系数最大值；
Gk：
门窗构件的重力荷载标准值（N）；
A：
门窗构件的面积（mm2）；
13.5作用效应组合：
荷载和作用效应按下式进行组合：
S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……[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：
别离为风荷载，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：
别离为风荷载，地震作用效应的组合系数。
上面的γG、γw、γE为分项系数，按、、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：
；
风荷载：
γw：
；
地震作用：
γE：
；
进行挠度计算时；
重力荷载：
γG：
；
风荷载：
γw：
；
地震作用：
可不做组合考虑；
上式中，风荷载的组合系数ψw为；
地震作用的组合系数ψE为；
14门窗竖中梃计算
大体参数：
1：
计算点标高：
67m；
2：
力学模型：
单跨简支梁；
3：
竖中梃跨度：
H=1600mm；
4：
竖中梃左受荷单元宽：
W1=600mm；竖中梃右受荷单元宽：
W2=1500mm；
14.1竖中梃计算简图的确信：
因为：
W1W2因此，左受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载；
右受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载
14.2选用竖中梃材料的截面特性：
（1）外框参数：
选用型材号：
50系列
外框的抗弯强度设计值：
fa=90MPa
外框的抗剪强度设计值：
τa=55MPa
外框弹性模量：
Ea=70000MPa
外框绕X轴惯性矩：
Iax=154440mm4
外框绕Y轴惯性矩：
Iay=18930mm4
外框绕X轴净截面抗击矩：
Wanx1=4013mm3
外框绕X轴净截面抗击矩：
Wanx2=5824mm3
外框净截面面积：
Aan=2
外框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：
tax=3mm
外框受力面对中性轴的面积矩：
Sax=3299mm3
塑性进展系数：
塑性进展系数：
关于非铝合金龙骨，参照JGJ133或JGJ102标准,取；
关于铝合金龙骨，参照最新《铝合金结构设计标准》GB50429-2007，取；
此处取：
γ=
（2）内框参数：
选用内框号：
[5
内框的抗弯强度设计值：
fs=215MPa
内框的抗剪强度设计值：
τs=125MPa
内框弹性模量：
Es=206000MPa
内框绕X轴惯性矩：
Isx=260000mm4
内框绕Y轴惯性矩：
Isy=83000mm4
内框绕X轴净截面抗击矩：
Wsnx1=10400mm3
内框绕X轴净截面抗击矩：
Wsnx2=10400mm3
内框净截面面积：
Asn=2
内框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：
tsx=
内框受力面对中性轴的面积矩：
Ssx=6400mm3
塑性进展系数：
塑性进展系数：
关于非铝合金龙骨，参照JGJ133或JGJ102标准,取；
关于铝合金龙骨，参照最新《铝合金结构设计标准》GB50429-2007，取；
此处取：
γ=
14.3风荷载作用的线荷载集度：
（1）左单元荷载线荷载集度分析：
qwk1：
左单元在风荷载作用下的线荷载集度标准值（N/mm）；
qw1：
左单元在风荷载作用下的线荷载集度设计值（N/mm）；
wwk：
风荷载标准值（MPa）；
Ww1：
门窗竖中梃左单元宽度（mm）；
H：
竖中梃的跨度（mm）；
qwk1=wwk×W1/2
=×600/2
=mm
qw1=
=×
=mm
qEAk：
垂直于幕墙平面的散布水平地震作用标准值（MPa）；
βE：
动力放大系数，取；
αmax：
水平地震阻碍系数最大值，取；
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……[JGJ102-2003]
=××
=
qEk1：
左受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值（N/mm）；
W1：
左受荷单元宽（mm）；
H：
竖中梃的跨度（mm）；
qEk=qEAk×W1/2
=×600/2
=mm
qE1：
左受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值（N/mm）；
qE1=
=×
=mm
qk1：
左受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值（N/mm）；
q1：
左受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值（N/mm）；
用于强度计算时，采纳Sw+设计值组合：
……[JGJ102-2003]
q1=qw1+
=+×
=mm
用于挠度计算时，采纳Sw标准值：
……[JGJ102-2003]
qk1=qwk1
=mm
（2）右单元荷载线荷载集度分析：
qwk2：
在右单元的风荷载作用下的线荷载集度标准值（N/mm）；
qw2：
在右单元的风荷载作用下的线荷载集度设计值（N/mm）；
wwk：
风荷载标准值（MPa）；
W2：
门窗竖中梃右单元宽度（mm）；
H：
竖中梃的跨度（mm）；
qwk2=wwk×W2/2
=×1500/2
=mm
qw2=
=×
=mm
qEAk：
垂直于幕墙平面的散布水平地震作用标准值（MPa）；
βE：
动力放大系数，取；
αmax：
水平地震阻碍系数最大值，取；
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……[JGJ102-2003]
=××
=
qEk2：
右受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值（N/mm）；
W2：
右受荷单元宽（mm）；
H：
竖中梃的跨度（mm）；
qEk2=qEAk×W2/2
=×1500/2
=mm
qE2：
右受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值（N/mm）；
qE2=
=×
=mm
qk2：
右受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值（N/mm）；
q2：
右受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值（N/mm）；
用于强度计算时，采纳Sw+设计值组合：
……[JGJ102-2003]
q2=qw2+
=+×
=mm
用于挠度计算时，采纳Sw标准值：
……[JGJ102-2003]
qk2=qwk2
=mm
14.4门窗竖中梃荷载分派：
依照等挠度原那么，进行荷载分派
（1）左单元经受的风荷载作用集度分派：
qak1：
左单元风荷载作用下散布在外框上的线荷载标准值（N/mm）；
qsk1：
左单元风荷载作用下散布在内框上的线荷载标准值（N/mm）；
qa1：
左单元风荷载作用下散布在外框上的线荷载设计值（N/mm）；
qs1：
左单元风荷载作用下散布在内框上的线荷载设计值（N/mm）；
Ea：
外框的弹性模量（MPa）；
Es：
内框的弹性模量（MPa）；
Iax：
外框的绕X轴惯性矩（mm4）；
Isx：
内框的绕X轴惯性矩（mm4）；
qak1=qk1×EaIax/（EaIax+EsIsx）
=×70000×154440/（70000×154440+206000×260000）
=mm
qsk1=qk1×EsIsx/（EaIax+EsIsx）
=×206000×260000/（70000×154440+206000×260000）
=mm
qa1=q1×EaIax/（EaIax+EsIsx）
=×70000×154440/（70000×154440+206000×260000）
=mm
qs1=q1×EsIsx/（EaIax+EsIsx）
=×206000×260000/（70000×154440+206000×260000）
=mm
（2）右单元经受的风荷载作用集度分派：
qak2：
右单元风荷载作用下散布在外框上的线荷载标准值（N/mm）；
qsk2：
右单元风荷载作用下散布在内框上的线荷载标准值（N/mm）；
qa2：
右单元风荷载作用下散布在外框上的线荷载设计值（N/mm）；
qs2：
右单元风荷载作用下散布在内框上的线荷载设计值（N/mm）；
Ea：
外框的弹性模量（MPa）；
Es：
内框的弹性模量（MPa）；
Iax：
外框的绕X轴惯性矩（mm4）；
Isx：
内框的绕X轴惯性矩（mm4）；
qak2=qk2×EaIax/（EaIax+EsIsx）
=×70000×154440/（70000×154440+206000×260000）
=mm
qsk2=qk2×EsIsx/（EaIax+EsIsx）
=×206000×260000/（70000×154440+206000×260000）
=mm
qa2=q2×EaIax/（EaIax+EsIsx）
=×70000×154440/（70000×154440+206000×260000）
=mm
qs2=q2×EsIsx/（EaIax+EsIs
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