铝合金门窗工程计算书

铝合金门窗工程设计计算书设计： 审核： XXXX 装饰工程有限公司XX 年 XX 月 XX 日目录第 1 章 门窗设计计算书（C2 窗 7 层及以下） 11 基本参数 11.1 门窗所在地区 .11.2 地面粗糙度分类等级 .11.3 抗震设防 .12 门窗承受荷载计算 12.1 计算依据 .12.2 计算杆件时的风荷载标准值 .32.3 计算玻璃时的风荷载标准值 .32.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值 .32.5 作用效应组合 .43 门窗竖中梃计算 43.1 竖中梃受荷单元分析 .43.2 选用竖中梃型材的截面特性 .73.3 竖中梃的抗弯强度计算 .73.4 竖中梃的挠度计算 .83.5 竖中梃的抗剪计算 .84 玻璃板块的选用与校核 94.1 玻璃板块荷载计算 .94.2 玻璃的强度计算 .104.3 玻璃最大挠度校核 .10第 2 章 门窗设计计算书（C2 窗 8 层及以上） 111 基本参数 111.1 门窗所在地区 .111.2 地面粗糙度分类等级 .111.3 抗震设防 .112 门窗承受荷载计算 122.1 计算依据 .122.2 计算杆件时的风荷载标准值 .132.3 计算玻璃时的风荷载标准值 .132.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值 .142.5 作用效应组合 .143 门窗竖中梃计算 143.1 选用竖中梃材料的截面特性 .143.2 竖中梃计算简图的确定 .153.3 风荷载作用的线荷载集度 .163.4 门窗竖中梃荷载分配 .183.5 竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析 .193.6 竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析 .193.7 竖中梃的抗弯强度计算 .193.8 竖中梃的挠度计算 .203.9 竖中梃的抗剪计算 .214 玻璃板块的选用与校核 214.1 玻璃板块荷载计算 .224.2 玻璃的强度计算 .224.3 玻璃最大挠度校核 .23第 3 章 门窗设计计算书（PC4 窗） 241 基本参数 241.1 门窗所在地区 .241.2 地面粗糙度分类等级 .241.3 抗震设防 .242 门窗承受荷载计算 252.1 计算依据 .252.2 计算杆件时的风荷载标准值 .262.3 计算玻璃时的风荷载标准值 .262.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值 .262.5 作用效应组合 .273 门窗竖中梃计算 273.1 选用竖中梃材料的截面特性 .273.2 竖中梃计算简图的确定 .283.3 风荷载作用的线荷载集度 .293.4 门窗竖中梃荷载分配 .313.5 竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析 .323.6 竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析 .323.7 竖中梃的抗弯强度计算 .323.8 竖中梃的挠度计算 .333.9 竖中梃的抗剪计算 .344 玻璃板块的选用与校核 344.1 玻璃板块荷载计算 .354.2 玻璃的强度计算 .354.3 玻璃最大挠度校核 .36南沙珠江湾 B 地块设计计算书 深圳市华辉装饰工程有限公司1第 1 章 门窗设计计算书（ C2 窗 7 层及以下）1 基本参数1.1 门窗所在地区广州地区；1.2 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 B 类地形考虑。1.3 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，广州地区地震基本烈度为：7 度，地震动峰值加速度为 0.1g，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： max=0.08；2 门窗承受荷载计算2.1 计算依据按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算：南沙珠江湾 B 地块设计计算书 深圳市华辉装饰工程有限公司2wk= gz z s1w0 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：20.2m； 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+2 f)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+2 f) 其中： f=0.387(Z/10)-0.12B 类场地： gz=0.89(1+2 f) 其中： f=0.5(Z/10)-0.16C 类场地： gz=0.85(1+2 f) 其中： f=0.734(Z/10)-0.22D 类场地： gz=0.80(1+2 f) 其中： f=1.2248(Z/10)-0.3对于 B 类地形，20.2m 高度处瞬时风压的阵风系数： gz=0.89(1+2(0.5(Z/10)-0.16)=1.6853 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 ZGB50009-2001 附表 D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期 50 年，广州地区取 0.0005MPa；2.2 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=0.5172.05=1.05985m2LogA=0.025 s1(A)= s1(1)+ s1(10)- s1(1)logA=0.995 s1=0.995+0.2=1.195wk= gz z s1w0=1.68531.25231.1950.0005=0.001261MPa 2.3 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=1.4750.517=0.762575m2LogA=0 s1(A)= s1(1)+ s1(10)- s1(1)logA=1 s1=1+0.2=1.2wk= gz z s1w0=1.68531.25231.20.0005=0.001266MPa 2.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值qEAk= E maxGk/A 5.3.4JGJ102-2003qEAk：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(mm 2)；南沙珠江湾 B 地块设计计算书 深圳市华辉装饰工程有限公司42.5 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S= GSGk+ w wSwk+ E ESEk 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、S Ek：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；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；3 门窗竖中梃计算基本参数：1：计算点标高：20.2m；2：力学模型：简支梁；3：竖中梃跨度：H=2050mm；4：竖中梃左受荷单元宽：W 1=517mm；竖中梃右受荷单元宽：W 2=517mm；5：竖中梃材质：6063-T5；3.1 竖中梃受荷单元分析(1)竖中梃计算简图的确定：因为：W 1300m 时，取 Z=300m，当 Z350m 时，取 Z=350m，当 Z400m 时，取 Z=400m，当 Z450m 时，取 Z=450m，当 ZGB50009-2001 附表 D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期 50 年，广州地区取 0.0005MPa；2.2 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=0.5172.05=1.05985m2LogA=0.025 s1(A)= s1(1)+ s1(10)- s1(1)logA=0.995 s1=0.995+0.2=1.195wk= gz z s1w0=1.50752.07721.1950.0005=0.001871MPa 2.3 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=1.4750.517=0.762575m2LogA=0 s1(A)= s1(1)+ s1(10)- s1(1)logA=1 s1=1+0.2=1.2wk= gz z s1w0=1.50752.07721.20.0005=0.001879MPa 2.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值qEAk= E maxGk/A 5.3.4JGJ102-2003qEAk：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(mm 2)；2.5 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：南沙珠江湾 B 地块设计计算书 深圳市华辉装饰工程有限公司15S= GSGk+ w wSwk+ E ESEk 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、S Ek：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；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；3 门窗竖中梃计算基本参数：1：计算点标高：98.2m；2：力学模型：简支梁；3：竖中梃跨度：H=2050mm；4：竖中梃左受荷单元宽：W 1=517mm；竖中梃右受荷单元宽：W 2=517mm；5：竖中梃组合形式：插接形式；3.1 选用竖中梃材料的截面特性(1) 外框参数：南沙珠江湾 B 地块设计计算书 深圳市华辉装饰工程有限公司16选用型材号：nsjq50外框的抗弯强度设计值：f a=90MPa外框的抗剪强度设计值： a=55MPa外框弹性模量：E a=70000MPa外框绕 X 轴惯性矩：I ax=204570mm4外框绕 Y 轴惯性矩：I ay=80210mm4外框绕 X 轴净截面抵抗矩：W anx1=6141mm3外框绕 X 轴净截面抵抗矩：W anx2=5576mm3外框净截面面积：A an=371.901mm2外框截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度：t ax=2.8mm外框受力面对中性轴的面积矩：S ax=3840mm3塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133 或 JGJ102 规范,取 1.05；对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取 1.00；对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取 1.00；此处取：=1.00；(2) 内框参数：选用型材号：nsgc内框的抗弯强度设计值：f s=215MPa内框的抗剪强度设计值： s=125MPa内框弹性模量：E s=206000MPa内框绕 X 轴惯性矩：I sx=139400mm4内框绕 Y 轴惯性矩：I sy=8210mm4内框绕 X 轴净截面抵抗矩：W snx1=4343mm3内框绕 X 轴净截面抵抗矩：W snx2=4343mm3内框净截面面积：A sn=249mm2内框截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度：t sx=2.5mm南沙珠江湾 B 地块设计计算书 深圳市华辉装饰工程有限公司17内框受力面对中性轴的面积矩：S sx=2653mm3塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133 或 JGJ102 规范,取 1.05；对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取 1.00；对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取 1.00；此处取：=1.05；3.2 竖中梃计算简图的确定因为：W 1300m 时，取 Z=300m，当 Z350m 时，取 Z=350m，当