门窗幕墙设计计算书.docx

门窗幕墙工程设计计算书计算:校核:幕墙公司名称门窗设计计算书目 录一、风荷载计算11.风荷载标准值:12.风荷载设计值:1二、玻璃计算11.玻璃面积:12.玻璃板块自重:13.分布水平地震作用计算:24.玻璃强度计算:25.玻璃跨中挠度计算:3三、窗扇立料计算31.扇框荷载计算:32.扇框型材特性:43.扇框强度计算:44.扇框剪切强度计算:45.扇框刚度计算:5四、门窗立挺计算51.立梃荷载计算:52.立梃型材特性:63.立梃强度计算:74.立梃剪切强度计算:75.立梃刚度计算:8五、门窗横挺计算91.横梃荷载计算:92.横梃型材特性:103.横梃强度计算:114.横梃剪切强度计算:115.横梃刚度计算:12第1页北立面10米处50门窗设计计算书一、 风荷载计算1. 风荷载标准值: wk: 作用在门窗上的风荷载标准值(kn/m2) z: 10m高处风压高度变化系数(按c类区计算): (gb50009-2001 7.2.1) z=0.616(z/10)0.44=0.616 由于0.6160.74,取z=0.74 f: 脉动系数 : (gb50009-2001 7.4.2-8) f=0.535(1.8(0.22-0.16)(z/10)-0.22=0.734056 gz: 阵风系数 : (gb50009-2001 7.5.1-1) gz=(1+2f) = 2.0979 wk=gzzsw0 (jgj102-2003 5.3.2) =2.09790.740.80.45 =0.558879 kn/m2 wk0.75kn/m2,取wk=0.75kn/m22. 风荷载设计值: w: 风荷载设计值: kn/m2 rw : 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按玻璃幕墙工程技术规范jgj 102-2003 5.1.6条规定采用 w=rwwk=1.40.75=1.05kn/m2二、 玻璃计算1. 玻璃面积: b: 该处门窗分格宽: 1.2m h: 该处门窗分格高: 1.4m a: 该处玻璃板块面积: a=bh =1.21.4 =1.68m2 2. 玻璃板块自重: gak: 玻璃板块平均自重(不包括铝框): 玻璃的体积密度为: 25.6(kn/m3) (jgj102-2003 5.3.1) bt_l: 中空玻璃内侧玻璃厚度为: 6(mm) bt_w: 中空玻璃外侧玻璃厚度为: 6(mm) gak=25.6(bt_l+bt_w)/1000 =25.6(6+6)/1000 =0.3072kn/m23. 分布水平地震作用计算: max: 水平地震影响系数最大值:0.16 qeak: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kn/m2) qeak=emaxgak (jgj102-2003 5.3.4) =50.160.3072 =0.24576kn/m2 re: 地震作用分项系数: 1.3 qea: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kn/m2) qea=reqeak =1.30.24576 =0.319488kn/m24. 玻璃强度计算: 选定面板材料为:6(浮法)+9+6(浮法)中空玻璃 校核依据: g q: 玻璃所受组合荷载: a: 玻璃短边边长: 1.2m b: 玻璃长边边长: 1.4m ti: 中空玻璃内侧玻璃厚度为: 6(mm) to: 中空玻璃外侧玻璃厚度为: 6(mm) e: 玻璃弹性模量 : 72000n/mm2 m: 玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b查表得 : 0.0569143 : 折减系数,根据参数查表6.1.2-2 w: 玻璃所受应力: 采用风荷载与地震荷载组合: q=w+eqea =1.05+0.50.319488 =1.20974kn/m2 荷载分配计算 qo=1.1qto3/(to3+ti3) =1.11.2097463/(63+63) =0.665359 qi=qti3/(to3+ti3) =1.2097463/(63+63) =0.604872 参数计算: o=qoa4109/e/to4 =0.6653591.24109/72000/64 =14.7858 查表6.1.2-2 得o = 0.940857 i=qia4109/e/ti4 =0.6048721.24109/72000/64 =13.4416 查表6.1.2-2 得i = 0.946234 玻璃最大应力计算: wo=6moqoa21000/to2 =60.05691430.9408570.6653591.221000/62 =8.55091n/mm2 wi=6miqia21000/ti2 =60.05691430.9462340.6048721.221000/62 =7.81798n/mm2 8.55091n/mm2g=28n/mm2 7.81798n/mm2g=28n/mm2 玻璃的强度满足 5. 玻璃跨中挠度计算: 校核依据: dfdflim=a/601000=20mm d: 玻璃刚度(nmm) : 玻璃泊松比: 0.2 e: 玻璃弹性模量 : 72000n/mm2 te: 中空玻璃的等效厚度 te=0.95(to3+ti3)(1/3) =0.95(63+63)(1/3) =7.18155mm d=ete3/12/(1-2) =720007.181553/12/(1-0.22) =2.64561e+006nmm qk: 玻璃所受组合荷载: qk=wk =0.75 =0.75kn/m2 : 挠度系数,按边长比a/b查 表 得 : 0.00539714 参数计算: =qka4/e/te4 =0.751.24/72000/7.181554109 =8.12047 : 折减系数,根据参数查表6.1.2-2 得 = 0.975036 df: 玻璃在风荷载和地震荷载作用下挠度最大值 df=qka4/d =0.005397140.751.240.975036/2.64561e+006109 =3.09346mm 3.09346mmdflim=20mm 玻璃的挠度满足三、 窗扇立料计算1. 扇框荷载计算: 窗扇可以简化为直接承受梯形荷载。 wk:风荷载标准值: 0.75kn/m2 wsk:扇框宽度 1m hsk:扇框高度 1.5m wfk:门窗扇承受的线荷载标准值(kn/m) wf :门窗扇承受的线荷载标准值(kn/m) wfk = wkhsk/2 = 0.751/2 = 0.375kn/m wf = wfkwf = 0.3751.4 = 0.525kn/m2. 扇框型材特性: 选用扇框型材名称: 未定义窗扇型材 型材强度设计值: 85.5n/mm2 型材弹性模量: e=70000n/mm2 x轴惯性矩: ix=120cm4 y轴惯性矩: iy=120cm4 x轴上部截面矩: wx1=34cm3 x轴下部截面矩: wx2=34cm3 y轴左部截面矩: wy1=34cm3 y轴右部截面矩: wy2=34cm3 型材截面积: a=10cm2 型材计算校核处壁厚: t=4mm 型材截面面积矩: ss=12cm3 塑性发展系数: =1.05 3. 扇框强度计算: wsk:扇框宽度 1m hsk:扇框高度 1.5m msk:扇框所受弯矩 (kn.m) msk=wfhsk2(3-(wsk/hsk)2)/24 =0.5251.52(3-(1/1.5)2)/24 =0.125781kn.m : 扇框计算强度(n/mm2) wx2:扇框截面抗弯矩: 34cm3 : 塑性发展系数: 1.05 =msk103/1.05/wx2 =0.125781103/1.05/34 =3.52328n/mm2 3.52328n/mm2 a=85.5n/mm2 扇框强度满足要求4. 扇框剪切强度计算: wsk:扇框宽度 1m hsk:扇框高度 1.5m qsk:扇框所受剪力 (kn) qsk=wfwsk/4 +(hsk-wsk)wf/2 =0.5251/4+0.525(1.5-1)/2 =0.2625kn : 扇框计算强度(n/mm2) ss: 扇框型材截面面积矩: 12cm3 iy: 扇框型材截面惯性矩: 120cm4 t : 扇框型材壁厚: 4mm =qskss100/iy/t (jgj102-2003 6.2.5-2) =0.262512100/120/4 =0.65625n/mm2 0.65625n/mm2 49.6n/mm2 扇框剪切强度满足要求5. 扇框刚度计算: wsk:扇框宽度 1m hsk:扇框高度 1.5m esk:扇框材料弹性模量 70000n/mm2 isk: 扇框型材截面惯性矩: 120cm4 usk:扇框最大挠度 (mm) usk=wfkhsk4/(240eskisk)(25.0/8-5wsk2/hsk2+2wsk4/hsk4) =0.3751.54/(24070000120)(25.0/8-512/1.52+214/1.54)108 =0.122216mm umax=hsk10000.00555556 =8.33333mm 0.122216mm umax=8.33333mm 扇框挠度满足要求四、 门窗立挺计算1. 立梃荷载计算: 门窗水平面荷载设计值：sz=w+eqea =1.05+0.50.319488 =1.20974kn/m2 门窗水平面荷载标准值：szk=wk =0.75kn/m2 2. 立梃型材特性: 选定立梃材料类别: 铝-6063-t5 选用立梃型材名称: 未定义门窗立挺型材 型材强度设计值: 85.5n/mm2 型材弹性模量: e=70000n/mm2 x轴惯性矩: ix=120cm4 y轴惯性矩: iy=120cm4 x轴上部截面矩: wx1=34cm3 x轴下部截面矩: wx2=34cm3 y轴左部截面矩: wy1=34cm3 y轴右部截面矩: wy2=34cm3 型材截面积: a=10cm2 型材计算校核处壁厚: t=4mm 型材截面面积矩: ss=12cm3 塑性发展系数: =1.05 3. 立梃强度计算: 通过有限元分析计算得到立梃的弯矩图如下: 门窗立梃具体弯矩分布如下表: 列表条目 12345678910偏移(m) 0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200弯矩(kn.m) 0.0000.0650.1240.1720.2070.2070.1720.1240.0650.000 最大弯矩发生在1.28625m处 : 立梃计算强度(n/mm2) m: 立梃弯矩: 0.594245knm wx2: 立梃截面抗弯矩: 34cm3 : 塑性发展系数: 1.05 = m103/1.05/wx2 =0.594245103/1.05/34 =16.6455n/mm2 16.6455n/mm2 a=85.5n/mm2 立梃强度满足要求4. 立梃剪切强度计算: 通过有限元分析计算得到立梃的剪力图如下: 门窗立梃具体剪力分布如下表: 列表条目 12345678910偏移(m) 0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200剪力(kn) -0.488-0.466-0.400-0.305-0.2270.2270.3050.4000.4660.488 最大剪力发生在2.1m处 : 立梃剪应力: q: 立梃最大剪力: 0.995014kn ss:立梃型材截面面积矩: 12cm3 ix:立梃型材截面惯性矩: 120cm4 t: 立梃壁厚: 4mm =qss100/ix/t =0.99501412100/120/4 =2.48754n/mm2 2.48754n/mm249.6n/mm2 立梃抗剪强度可以满足5. 立梃刚度计算: 通过有限元分析计算得到立梃的挠度图如下: 门窗立梃具体挠度分布如下表: 列表条目 12345678910偏移(m) 0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200挠度(mm) 0.0000.4720.8881.1991.3641.3641.1990.8880.4720.000 最大挠度发生在1.07625m处 立梃最大容许挠度为umax = 2.110001/180 = 11.6667mm 立梃最大挠度u为: 1.98174mm11.6667mm 立梃刚度满足要求五、 门窗横挺计算1. 横梃荷载计算: 门窗水平面荷载设计值：sz=w+eqea =1.05+0.50.319488 =1.20974kn/m2 门窗水平面荷载标准值：szk=wk =0.75kn/m2 2. 横梃型材特性: 选定横梃材料类别: 铝-6063-t5 选用横梃型材名称: hg-m32 型材强度设计值: 85.5n/mm2 型材弹性模量: e=70000n/mm2 x轴惯性矩: ix=3.4446cm4 y轴惯性矩: iy=18.863cm4 x轴上部截面矩: wx1=4.30446cm3 x轴下部截面矩: wx2=1.63104cm3 y轴左部截面矩: wy1=5.95928cm3 y轴右部截面矩: wy2=4.75635cm3 型材截面积: a=3.91996cm2 型材计算校核处壁厚: t=2mm 型材截面面积矩: ss=1.64777cm3 塑性发展系数: =1.05 3. 横梃强度计算: 通过有限元分析计算得到横梃的弯矩图如下: 门窗横梃具体弯矩分布如下表: 列表条目 12345678910偏移(m) 0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200弯矩(kn.m) 0.0000.0650.1240.1720.2070.2070.1720.1240.0650.000 最大弯矩发生在0.6m处 : 横梃计算强度(n/mm2) m: 横梃弯矩: 0.219997knm wy1: 横梃截面抗弯矩: 4.75635cm3 : 塑性发展系数: 1.05 = m103/1.05/wy1 =0.219997103/1.05/4.75635 =44.0508n/mm2 44.0508n/mm2 a=85.5n/mm2 横