1、门窗计算北京XX中心门窗设计计算书2019年3月20日星期三0:11:12设计: 校对: 审核: 批准: 沈阳YY幕墙装饰工程有限公司二九年五月十二日目录1 计算引用的规范、标准及资料 11.1 幕墙设计规范: 11.2 建筑设计规范: 11.3 铝材规范: 11.4 玻璃规范: 21.5 钢材规范: 21.6 胶类及密封材料规范: 31.7 门窗及五金件规范: 31.8 相关物理性能等级测试方法: 41.9 建筑结构静力计算手册(第二版) 51.10 土建图纸: 52 基本参数 52.1 门窗所在地区: 52.2 地面粗糙度分类等级: 53 门窗承受荷载计算 53.1 计算依据: 53.2
2、计算杆件时的风荷载标准值: 63.3 计算玻璃时的风荷载标准值: 63.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值: 63.5 作用效应组合: 74 门窗竖中梃计算 74.1 竖中梃计算简图的确定: 84.2 选用竖中梃材料的截面特性: 84.3 风荷载作用的线荷载集度: 94.4 门窗竖中梃荷载分配: 104.5 竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析: 114.6 竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析: 124.7 竖中梃的抗弯强度计算: 124.8 竖中梃的挠度计算: 134.9 竖中梃的抗剪计算: 135 门窗横中梃计算 145.1 横中梃计算简图的确定: 145.2 选用横中梃材料的截
3、面特性: 155.3 水平荷载作用的线荷载集度: 165.4 门窗横中梃荷载分配: 185.5 横中梃在上受荷单元水平力作用下的受力分析: 195.6 横中梃在下受荷单元水平力作用下的受力分析: 205.7 横中梃在上受荷单元自重力作用下的受力分析: 205.8 横中梃的抗弯强度计算: 215.9 横中梃的挠度计算: 215.10 横中梃的抗剪计算: 226 玻璃板块的选用与校核 236.1 玻璃板块荷载计算: 246.2 玻璃的强度计算: 256.3 玻璃最大挠度校核: 267 附录 常用材料的力学及其它物理性能 28 门窗设计计算书11 计算引用的规范、标准及资料11.1 幕墙设计规范:铝
4、合金结构设计规范 GB50429-2007玻璃幕墙工程技术规范 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规范 JGJ133-200111.2 建筑设计规范:地震震级的规定 GB/T17740-1999钢结构防火涂料 GB14907-2002钢结构设计规范 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规范 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
5、凝土结构设计规范 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 GB50223-2008建筑工程预应力施工规程 CECS180:2005建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006年版、局部修订)建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑抗震设计规范 GB50011-2001(2008年版)建筑设计防火规范 GB50016-2006
6、建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000年版)冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018-2002民用建筑设计通则 GB50352-200511.3 铝材规范:变形铝及铝合金化学成份 GB/T3190-2008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部分基材 GB5237.1-2008铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材 GB5237.2-2008铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材 GB5237.3-2008铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材 GB5237.4-2008铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷
7、涂型材 GB5237.5-2008铝合金建筑型材第6部分隔热型材 GB5237.6-2004铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2000一般工业用铝及铝合金板、带材 GB/T3880.13-2006铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求 YS/T437-2000有色电泳涂漆铝合金建筑型材 YS/T459-200311.4 玻璃规范:镀膜玻璃 第1部分:阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2002镀膜玻璃 第2部分:低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2002防弹玻璃 GB17840-1999浮法玻璃 GB11614-1999夹层玻璃 GB/T9962-1999建筑用安全玻璃
8、第2部分:钢化玻璃 GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2001幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB17841-2008普通平板玻璃 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/T18701-200211.5 钢材规范: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/T1
9、591-2008建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2007耐候结构钢 GB/T4171-2008高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997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/T912-2008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/T699-199911.6 胶类及密封材料规范:丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墙玻
10、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建筑密封材料试验方法 GB/T13477.120-2002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
11、-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试验方法 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/T914-200311.7 门窗及五金件规范:封闭型沉头抽芯铆钉 GB/T12616-2004封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T12615-2004紧固件螺栓和螺钉 GB/T
12、5277-1985紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T3098.15-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB/T3098.6-2000紧固件机械性能抽芯铆钉 GB/T3098.19-2004紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹 GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母、细牙螺纹 GB/T3098.4-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2000紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2000紧固件术语盲铆钉 GB/T3099-2004铝合金门窗 GB/T8478-2008螺纹紧固件应力截面
13、积和承载面积 GB/T16823.1-1997十字槽盘头螺钉 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/T2
14、475-2000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
15、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 JG189-200611.8 相关物理性能等级测试方法:彩色涂层钢板和钢带试验方法 GB/T13448-2006钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002建筑防水材料老化试验方法 GB/T18244-2000建筑外门窗保温性能分级及检测方法 GB/T8484-2008建筑外窗采光性能分级及检测方法 G
16、B/T11976-2002建筑门窗空气隔声性能分级及检测方法 GB/T8485-2008建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法GB/T7106-2008建筑装饰装修工程施工质量验收规范 GB50210-2001金属材料室温拉伸试验方法 GB/T228-200211.9 建筑结构静力计算手册(第二版)11.10 土建图纸:12 基本参数12.1 门窗所在地区: 舟山地区;12.2 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
17、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A类地形考虑。13 门窗承受荷载计算13.1 计算依据:按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算: wk=gzzs1w0 7.1.1-2GB50009-2001 2006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:47m; gz:瞬时风压的阵风系数; 根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算): gz=K(1+2f) 其中K为地面粗糙度调整系数,f为脉动系数 A类场地: gz=0.92(1+2f) 其中:f=0.387(Z/10)-0.12 B类场地: gz=0
18、.89(1+2f) 其中:f=0.5(Z/10)-0.16 C类场地: gz=0.85(1+2f) 其中:f=0.734(Z/10)-0.22 D类场地: gz=0.80(1+2f) 其中:f=1.2248(Z/10)-0.3对于A类地形,47m高度处瞬时风压的阵风系数: gz=0.92(1+2(0.387(Z/10)-0.12)=1.5114 z: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: z=1.379(Z/10)0.24 当Z300m时,取Z=300m,当Z350m时,取Z=350m,当Z400m时,取Z=400m,当Z450m时,取Z=450m,当Z30m时,取
19、Z=30m;对于A类地形,47m高度处风压高度变化系数: z=1.379(Z/10)0.24=1.9993 s1:局部风压体型系数; 按建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条:验算围护构件及其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数s1: 一、外表面 1. 正压区 按表7.3.1采用; 2. 负压区 对墙面, 取-1.0 对墙角边, 取-1.8 二、内表面 对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。 本计算点为大面位置。 由于大部分门窗都有开启,按5.3.2JGJ102-2003条文说明,门窗结构一般的体型系数取1.2(大面区域)、2.0(转
20、角区域)。 另注:上述的局部体型系数s1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况,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s1(10)可乘以折减系数0.8【s1(1)X0.8】,当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时,局部风压体型系数s1(A)可按面积的对数线性插值,即: s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 在上式中:当A10m2时取A=10m2;当A1m2时取A=1m2; w0:基本风压值(MPa),根据现行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,北京地区取0.00085MPa;13.2
21、 计算杆件时的风荷载标准值: wk=gzzs1w0 =1.51141.999310.00085 =0.002568MPa 13.3 计算玻璃时的风荷载标准值:wk=gzzs1w0 =1.51141.999310.00085 =0.002568MPa 13.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值: qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEAk:垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值(MPa); E:动力放大系数,取5.0; max:水平地震影响系数最大值; 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
22、下式进行组合: S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003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; G、w、E:各效应的分项系数; w、E:分别为风荷载,地震作用效应的组合系数。上面的G、w、E为分项系数,按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003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:G:1.2; 风 荷 载:w:1.4; 地震作用:E:1.3;进行挠度计算时; 重力荷载:G:1.0; 风 荷 载:w:1.0
23、; 地震作用:可不做组合考虑;上式中,风荷载的组合系数w为1.0; 地震作用的组合系数E为0.5;wk=gzzs1w0 =1.51141.999310.00085 =0.002568MPa 14 门窗竖中梃计算基本参数: 1:计算点标高:47m; 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定: 因为:W1H W2H 所以,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
24、列 外框的抗弯强度设计值:fa=90MPa 外框的抗剪强度设计值:a=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轴净截面抵抗矩:Wanx1=4013mm3 外框绕X轴净截面抵抗矩:Wanx2=5824mm3 外框净截面面积:Aan=385.8mm2 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 塑性发展系数: 对于非铝合金龙骨,参照JGJ133或JGJ102规范,取1.05; 对于铝合金龙骨,参照最新铝合金结构设计规范GB 5042
25、9-2007,取1.00; 此处取:=1.00(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:s=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轴净截面抵抗矩:Wsnx1=10400mm3 内框净截面面积:Asn=692.8mm2 内框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:tsx=4.5mm 内框受力面对中性轴的面积矩:Ssx=6400mm3 塑性发展系数: 对于非铝合金龙骨,参照JGJ133或JGJ102规范,取1.05; 对于铝合金龙骨,参照
26、最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007,取1.00; 此处取:=1.0514.3 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=wwkW1/2 =0.001267600/2 =0.38N/mm qw1=1.4qwk1 =1.40.38 =0.532N/mm qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa); E:动力放大系数,取
27、5.0; max:水平地震影响系数最大值,取0.16; 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=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.160.0005 =0.0004MPa 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=qEAkW1/2 =0.0004600/2 =0.12N/mm qE1:左受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm); qE1=1.3qEk1 =1.30.12 =0.156N/mm qk1:左受荷单元受水平
28、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,采用Sw+0.5SE设计值组合: 5.4.1JGJ102-2003 q1=qw1+0.5qE1 =0.532+0.50.156 =0.61N/mm用于挠度计算时,采用Sw标准值: 5.4.1JGJ102-2003 qk1=qwk1 =0.38N/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=wwkW2/2 =0.0012671500/2 =0.95N/mm qw2=1.4qwk2 =1.40.95 =1.33N/mm qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa); E:动力放大系数,取5.0; max:水平地震影响系
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