门窗抗风压及热工计算书(最新国家标准)

工程名 门 窗 计 算 书 样例 计 算 校 对 审 核 公司名称公司名称 2010 年 9 月 29 日 本计算书由 晨光门窗计算书 软件协助计算 工程名 门窗计算书 施工单位名称 目录第 1 页 目目 录录 引用规范 标准及相关资料引用规范 标准及相关资料 1 1 一 门窗设计 检测规范 1 二 建筑设计标准 规范 1 三 材料标准 规范 2 四 相关书籍 资料 3 五 建筑技术文件 3 计算所需重要规范引述 计算所需重要规范引述 4 4 一 地区粗糙度分类等级 4 二 风荷载标准值计算 4 三 地震荷载标准值的计算 5 四 永久荷载的计算 5 五 作用效应组合 5 第一种窗型第一种窗型 CG 01CG 01 的计算的计算 7 7 一 基本计算 7 1 局部风荷载标准值的计算 7 2 地震作用标准值的计算 7 二 窗格 3 玻璃的计算 8 1 承载力极限状态的校核 8 1 常数 k1 k2 k3 k4 的计算 8 2 作用效应的组合 8 3 最大许用跨度 8 4 比较结果 8 2 正常使用极限状态的校核 9 1 常数 k5 k6 k7 k8 的计算 9 2 玻璃的单位厚度跨度限值 L t 9 工程名 门窗计算书 施工单位名称 目录第 2 页 3 比较结果 9 3 防人体冲击玻璃面积的校核 9 1 比较结果 9 三 窗格 2 玻璃的计算 9 1 风荷载标准值的分配 10 2 承载力极限状态的校核 10 1 常数 k1 k2 k3 k4 的计算 10 2 作用效应的组合 10 3 外片 内片玻璃最大许用跨度 11 4 比较结果 11 3 正常使用极限状态的校核 11 1 常数 k5 k6 k7 k8 的计算 11 2 外片 内片玻璃的单位厚度跨度限值 L t 分别为 11 3 比较结果 11 4 考虑防人体冲击时玻璃面积的校核 12 四 窗格 7 玻璃的计算 12 1 承载力极限状态的校核 12 1 常数 k1 k2 k3 k4 的计算 12 2 作用效应的组合 12 3 最大许用跨度 13 4 比较结果 13 2 正常使用极限状态的校核 13 1 常数 k5 k6 k7 k8 的计算 13 2 玻璃的单位厚度跨度限值 L t 13 3 比较结果 13 3 防人体冲击玻璃面积的校核 13 1 比较结果 13 五 窗格 6 玻璃的计算 14 1 承载力极限状态的校核 14 1 常数 k1 k2 k3 k4 的计算 14 2 作用效应的组合 14 3 最大许用跨度 14 4 比较结果 14 2 正常使用极限状态的校核 14 1 常数 k5 k6 k7 k8 的计算 14 工程名 门窗计算书 施工单位名称 目录第 3 页 2 玻璃的单位厚度跨度限值 L t 15 3 比较结果 15 3 防人体冲击玻璃面积的校核 15 1 比较结果 15 六 杆件 3 的计算 15 1 局部荷载的计算 16 2 材料的选取 17 3 受力分析计算 18 4 抗剪强度的校核 18 5 抗弯强度的校核 19 6 挠度的校核 19 七 杆件 6 的计算 19 1 局部荷载的计算 19 2 材料的选取 21 3 受力分析计算 22 4 抗剪强度的校核 23 5 抗弯强度的校核 24 6 挠度的校核 24 八 杆件 9 的计算 24 1 局部荷载的计算 25 2 材料的选取 26 1 材料选取 26 2 材料性能 27 3 截面特性 27 3 受力分析计算 28 4 抗弯强度的校核 29 5 挠度的校核 29 第二种窗型第二种窗型 CG 02CG 02 的计算的计算 3131 一 基本计算 31 1 局部风荷载标准值的计算 31 2 地震作用标准值的计算 31 二 窗格 1 玻璃的计算 32 1 风荷载标准值的分配 32 2 承载力极限状态的校核 33 1 常数 k1 k2 k3 k4 的计算 33 2 作用效应的组合 33 工程名 门窗计算书 施工单位名称 目录第 4 页 3 外片 内片玻璃最大许用跨度 33 4 比较结果 33 3 正常使用极限状态的校核 34 1 常数 k5 k6 k7 k8 的计算 34 2 外片 内片玻璃的单位厚度跨度限值 L t 分别为 34 3 比较结果 34 4 考虑防人体冲击时玻璃面积的校核 34 三 杆件 1 的计算 35 1 局部荷载的计算 35 2 材料的选取 36 3 受力分析计算 37 4 抗剪强度的校核 37 5 抗弯强度的校核 37 6 挠度的校核 38 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 1 页 引用规范 标准及相关资料引用规范 标准及相关资料 一 一 门窗设计 检测规范门窗设计 检测规范 建筑门窗术语 GB T 5823 2008 铝合金门窗 GB T 8478 2008 未增塑聚氯乙烯 PVC U 塑料门 JG T 140 2005 未增塑聚氯乙烯 PVC U 塑料窗 JG T 180 2005 推拉不锈钢窗 JG T41 1999 玻璃纤维增强塑料 玻璃钢 窗 JG T 186 2006 钢门窗 GB T 20909 2007 建筑外门窗气密 水密 抗风压性能分级及检 测方法 GB T 7106 2008 建筑外门窗保温性能分级及检测方法 GB T 8484 2008 建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法 GB T 8485 2008 建筑外窗采光性能分级及检测方法 GB T 11976 2002 未增塑聚氯乙烯 PVC U 塑料门窗力学性能及耐候 性试验方法 GB T 11793 2008 塑料门窗工程技术规程 JGJ 103 2008 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102 2003 铝合金结构设计规范 GB 50429 2007 注 由于有些标准正在制定或即将修订 故如 玻璃钢门窗 等相关 的门窗标准未列其中 但在最新版的 未增塑聚氯乙烯 PVC U 塑料门 未增塑聚氯乙烯 PVC U 塑料窗 中均明确指出 建筑外窗抗风 压强度计算方法适用于各种材质的平开式及推拉式建筑外窗的抗风强度计 算 也可用于四面支撑的其他开启形式的建筑外门和外窗的抗风压强度的 计算 故 对于现尚未有标准 规范或标准 规范即将修订的的其他各 种形式的门窗 本计算软件同样适用 二 二 建筑设计标准 规范建筑设计标准 规范 建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 2006 修订版 中国地震烈度表 GB T 17742 2008 建筑抗震设计规范 GB 50011 2001 2008 修订版 建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068 2001 公共建筑节能设计标准 GB 50189 2005 建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程 JGJ T 151 2008 建筑门窗工程检测技术规程 JGJ T 205 2010 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 2 页 三 三 材料标准 规范材料标准 规范 铝合金建筑型材 GB 5237 2008 变形铝及铝合金化学成分 GB T 3190 2008 铝及铝合金轧制板材 GB T 3880 2006 建筑用隔热铝合金型材 JG T 175 2005 建筑用硬质塑料隔热条 JG T 174 2005 门 窗用未增塑聚氯乙烯 PVC U 型材 GB T 8814 2004 门窗用玻璃纤维增强塑料拉挤中空型材 JC T 941 2004 平板玻璃 GB 11614 2009 幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB 17841 1999 建筑用安全玻璃 GB 15763 2009 半钢化玻璃 GB T 17841 2008 中空玻璃 GB T 11944 2002 真空玻璃 JC T 1079 2008 镀膜玻璃 GB T 18915 建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113 2009 中空玻璃稳态 U 值 传热系数 的计算及测定 GB T 22476 2008 建筑门窗五金件 传动机构用执手 JG T 124 2007 建筑门窗五金件 合页 铰链 JG T 125 2007 建筑门窗五金件 传动锁闭器 JG T 126 2007 建筑门窗五金件 滑撑 JG T 127 2007 建筑门窗五金件 撑挡 JG T 128 2007 建筑门窗五金件 滑轮 JG T 129 2007 建筑门窗五金件 单点锁闭器 JG T 130 2007 聚氯烯 PVC 门窗增强型钢 JG T 131 2000 聚氯乙烯 PVC 门窗固定片 JG T 132 2000 建筑门窗五金件 通用要求 JG T 212 2007 建筑门窗五金件 旋压执手 JG T 213 2007 建筑门窗五金件 插销 JG T 214 2007 建筑门窗五金件 多点锁闭器 JG T 215 2007 建筑门窗内平开下悬五金系统 JG T 168 2000 冷轧钢板和钢带的尺寸 外形 重量级允许偏差 GB T 708 2006 连续热镀锌薄钢板和钢带 GB T 2518 2008 碳素结构钢 GB T 700 2006 优质碳素结构钢 GB T 699 1999 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 3 页 碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带 GB T 912 2008 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带 GB T 3274 2007 不锈钢冷轧钢板 GB T 3280 2007 不锈钢热轧钢带 YB T 5090 1993 不锈钢热轧钢板 GB T 4237 2007 四 四 相关书籍 资料相关书籍 资料 1 建筑结构静力手册 第二版 2 建筑幕墙与采光顶设计施工手册 张芹 主编 3 新编建筑幕墙技术手册 张芹 主编 4 建筑幕墙工程手册 赵西安 编著 5 材料力学 赵志岗等 编著 6 其他相关书籍 五 五 建筑技术文件建筑技术文件 建筑图纸 设计变更单 工程联络单 其余甲方及设计院下发的相关技术文件 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 4 页 计算所需重要规范引述 计算所需重要规范引述 一 一 地区粗糙度分类等级地区粗糙度分类等级 按照 建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 将地面粗糙度分为四类 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 只有密集建筑群的城市市区 D 类 只有密集建筑群且房屋较高的城市市区 二 二 风荷载标准值计算风荷载标准值计算 按照 建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 7 1 1 之 2 Wk gz sl z Wo 7 1 1 2 GB 50009 2001 式中符号含义 Wk 风荷载标准值 在有特殊要求的情况下 Wk 不得小于某限值 通常情 况下按照 建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113 2009 5 1 2 的要求 Wk 不得 小于 1000Pa 的最小限值 gz 高度 Z 处的阵风系数 sl 局部风荷载体型系数 z 风压高度变化系数 Wo 基本风压 Pa 或 N m2 其中 gz k 1 2 f 7 5 1 1 GB 50009 2001 k 地面粗糙度系数 对 A B C D 四类地区类型分别取 0 92 0 89 0 85 0 80 f 脉动系数 f 0 5 0 381 8 0 16 Z 10 7 5 1 1 GB 50009 2001 地面粗糙度指数 对 A B C D 四类地区类型分别取 0 12 0 16 0 22 0 30 z 根据地面粗糙度指数及梯度风高度 A B C D 四类地区类型分别 A 类 z 1 284 Z 10 0 24 当 Z 5m 时 按 5m 计算 B 类 z 1 000 Z 10 0 30 当 Z 10m 时 按 10m 计算 C 类 z 0 544 Z 10 0 44 当 Z 15m 时 按 15m 计算 D 类 z 0 262 Z 10 0 60 当 Z 30m 时 按 30m 计算 s 风荷载体型系数依据 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 7 3 规 定 根据建筑物的体型以及门窗所在位置来确定 Wo 基本风压按照要求依据 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 的附 录 D 4 给出的 50 年一遇或 100 年一遇的风压采用 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 5 页 三 三 地震荷载标准值的计算地震荷载标准值的计算 根据 铝合金门 GB T 8478 2008 未增塑聚氯乙烯 PVC U 塑料门 JG T 180 2005 未增塑聚氯乙烯 PVC U 塑料窗 JG T 140 2005 一般 情况下门窗可不考虑地震的影响 当特殊情况下需要考虑地震对其影响时 可 以只考虑垂直于门窗平面分布的水平地震作用 根据 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 及参考 玻璃幕墙工程技术规 范 JGJ 102 2003 5 3 4 条 垂直于门窗平面的分布的地震作用标准值为 qEK E maxGk A 5 3 4 JGJ 102 2003 式中 qEK 垂直于门窗平面分布的水平地震作用标准值 KN m2 E 动力放大系数 可取 5 0 Gk 门窗构件 包含玻璃和铝框架 的重力和在标准值 KN A 门窗平面的面积 max 水平地震影响系数最大值 应按下表取值 水平地震影响系数最大值 max 抗震 设防烈度 6 度7 度8 度9 度 max0 040 08 0 12 0 16 0 24 0 32 注 7 8 9 度时括号内的数值分别用于设计基本地震加速度为 0 15g 和 0 30g 的地区 四 四 永久荷载的计算永久荷载的计算 作用在门窗上的永久荷载一般情况下只有门窗本身的重力荷载 而 在门窗的重力荷载中 又以面板 玻璃 的重力为主 五 五 作用效应组合作用效应组合 参照 建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 建筑抗震设计规范 GB 50011 2001 以及 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102 2003 的 5 4 规 定 作用效应符合下列规定 门窗构件承载力极限状态设计时 其作用效应为 1 无地震作用效应组合时 按下式进行 S W W Swk W W Swk 2 有地震作用和永久荷载组合时 应按下式进行 S GSGK W W Swk E E SEK 式中 S 作用效应组合的设计值 SGK 永久荷载效应标准值 SWK 风荷载效应标准值 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 6 页 SEK 地震作用效应标准值 G 永久荷载分项系数 W 风荷载分项系数 E 地震作用分项系数 W 风荷载组合值系数 E 地震作用的组合值系数 进行门窗构件承载力设计时 作用分项系数应按下列规定取值 1 一般情况下 永久荷载 风荷载和地震作用分项系数 G G E应分别取 1 2 1 4 和 1 3 一般垂直于地面安装的门窗或倾 斜角度不大的门窗 计算时若需考虑永久荷载和地震作用绝大部分适用 于这种情况 2 当永久荷载的效应起控制作用时 其分项系数 G应取 1 35 此时参与组合的可变荷载应仅限于竖向荷载效应 3 当永久荷载的效应对构建有利时 其分项系数 G的取值不 应该大于 1 0 可变作用的组合值系数应按下列规定采用 1 一般情况下 风荷载的组合值系数 W 应取 1 0 地震作用的 组合值系数 E应取 0 5 2 对水平窗及框架 可不考虑地震作用效应的组合 风荷载的 组合值系数 E应取 1 0 永久荷载的效应不起控制作用时 或 0 6 永 久荷载的效应起控制作用时 在对门窗构件的挠度验算时 风荷载分项系数 W和永久荷载 分 项系数 G均应该取 1 0 且可不考虑作用效应的组合 综上 门窗可根据实际情况按如下几种组合选定 1 1 2G 1 0 1 4W 0 5 1 3 E 2 1 35G 0 6 1 4W 风荷载向下 3 1 0G 1 6 1 4W 风荷载向上 以上工况中 G W E 分别代表重力荷载 风荷载 地震作用标准值产生 的应力或内力 一般情况下工况 1 适合于门窗平面垂直于水平面的情况 2 3 适 合于屋面窗等水平布置的情况 根据不同的情况还可以对G W E 进行取舍 以适应不同的组合要求 如 不考虑地震和永久荷载时 可分别将上式中的 E G 项取值为 0 即可 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 7 页 第一种窗型 CG 01 的计算 一 一 基本计算基本计算 本工程所在地为沈阳地区 地面粗糙度类别为 C 类 风荷载重现期为 50 年 地震设防烈度为 7 度 本窗位于标高 88m 处 本窗的窗型分格图如下图所示 分格图 窗格1 窗格2 窗格3 窗格4窗格5 窗格6窗格7 杆件1 杆件2 杆件3 杆件4 杆件5 杆件6 杆件7 杆件8 杆件9 杆件10 门窗 CG 01 1 1 局部风荷载标准值的计算局部风荷载标准值的计算 sl 1 根据本窗在建筑上所处的位置 当从属面积 A 小于等于 1 平米时 体型系数取 sl 1 1 00 sl A 计算具体杆件或玻璃时依据其从属面积计算确定的局部风荷载体 型系数 取值分别为 当从属面积 A 1 m2时 sl A sl 1 0 2 当从属面积 A 10 m2时 sl A 0 8 sl 1 0 2 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 8 页 当从属面积 1 m 2 A 10 m2时 sl A 1 0 2log A sl 1 0 2 Z 根据高度及粗糙度类别计算 Z 0 616 Z 10 0 44 1 6040 gzS 根据高度及粗糙度类别计算 gz 0 85 1 2 f 其中 f 0 5 351 8 0 16 Z 10 如前述 按地面粗糙度类别 取值为 0 22 将 代入上式 计算得 f 0 455 故 gz 1 623 W0 基本风压 按照 建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 附表 D 4 全国各城市基本风压 选取 重现期为 50 年时 W0 550 Pa 局部风压标准值的计算公式为 Wk A gz s1 A Z W0 后续玻璃及杆件局部风压标准值将据此进行计算 且要求 Wk A 不得小于 相关规定的最小限值 2 2 地震作用标准值的计算地震作用标准值的计算 E 动力放大系数 取值为 5 0 max 水平地震影响系数最大值 7 度抗震设防 设计基本加速度为 0 1g 时 取值为 0 08 GK A 按前面规范引述中含义可推导出 GK A 的含义为单位门窗面积上的 重力标准值 可仅取玻璃进行计算 本窗采用厚度 t 5mm 的单层玻璃 玻璃的重力密度为 g 25 6 KN m3 GK A g t 25 6 5 128 Pa 地震作用的标准值为 qEK qEK E max Gk A 5 0 08 128 51 200 Pa 二 二 窗格窗格 3 玻璃的计算玻璃的计算 本工程玻璃按照 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113 2009 的规定计算确定 本窗格选用的玻璃为 5 mm 钢化玻璃 本窗格的短边为 500 mm 本窗格的长边为 875 mm 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 9 页 本窗格的 从属 面积为 A 短边 长边 0 438 m2 按照 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 2006 版 之 7 3 3 本窗格的从属面积小于等于 1 m2 故 从属面积局部风荷载标准值为 Wk A gz z sl A Wo gz z sl 1 0 2 Wo 1 623 1 604 1 000 0 2 550 00 1718 57 Pa 因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa 故取 Wk A 1718 57 Pa 1 1 承载力极限状态的校核承载力极限状态的校核 1 常数常数 k1k1 k2k2 k3k3 k4k4 的计算的计算 长边与短边之比 b a 1 750 根据 b a 查 建筑玻璃应用技术规程 附录 C 对应表格 利用插值法得 k1 4142 50 k2 0 6849350 k3 0 71120 k4 21 600 2 作用效应的组合作用效应的组合 考虑地震作用 计算强度时 荷载组合设计值 W 1 4Wk A 1 3 0 5 qEK 1 4 1718 57 1 3 0 5 51 20 2439 283 Pa 3 最大许用跨度最大许用跨度 L k1 W k2 k3 k4 4142 50 2439 28 1000 0 6849350 0 71120 21 600 1820 9 mm 4 比较结果比较结果 本窗格的短边 a 500 0 mm 小于最大许用跨度 L 1820 88 mm 结论 本窗格玻璃满足承载力极限状态设计要求 2 2 正常使用极限状态的校核正常使用极限状态的校核 1 常数常数 k5k5 k6k6 k7k7 k8k8 的计算的计算 长边与短边之比 b a 1 750 根据 b a 查 玻璃幕墙工程技术规范 附录 C 之表 C 0 5 利用插值法得 k5 291 450 k6 0 150 k7 0 41490 k8 0 950 2 玻璃的单位厚度跨度限值玻璃的单位厚度跨度限值 L t L t L t k5 Wk A k6 k7 k8 291 450 1718 57 1000 0 150 0 41490 0 950 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 10 页 242 75 3 比较结果比较结果 本窗格的玻璃短边与玻璃厚度之比 a t 500 0 5 0 100 00 a t 小于 L t 242 75 结论 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求 3 3 防人体冲击玻璃面积的校核防人体冲击玻璃面积的校核 考虑防人体冲击时 玻璃面积的校核按照 建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113 2009 7 1 条执行 按照表 7 1 1 1 和表 7 1 1 2 确定 本窗格选用的是单层钢化玻璃 查表得 Amax 3 000 m2 该窗格的实际面积为 A 窗格长边 窗格短边 875 0 mm 500 0 mm 0 438 m2 1 比较结果比较结果 因为 A 0 438 m2小于 Amax 3 000 m2 结论 本窗格玻璃面积满足 建筑玻璃应用技术规程 防人体冲击的要求 三 三 窗格窗格 2 玻璃的计算玻璃的计算 本工程玻璃按照 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113 2009 的规定计算确定 本窗格选用的是 5 钢化 6 中空层 5 浮法 的中空玻璃 由外至内 本窗格的短边为 1000 mm 本窗格的长边为 1500 mm 本窗格的 从属 面积为 A 短边 长边 1 500 m2 按照 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 2006 版 之 7 3 3 本窗格的从属面积介于 1 10 m2之间 故 从属面积局部风荷载标准值 为 Wk A gz z sl A Wo gz z 1 0 2 logA sl A 0 2 Wo 1 623 1 604 1 0 2 log1 500 1 000 0 2 550 00 1668 14 Pa 因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa 故取 Wk A 1668 14 Pa 1 1 风荷载标准值的分配风荷载标准值的分配 作用在中空玻璃外片 内片上的风荷载分配系数分别为 1 2 则 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 11 页 1 1 1 t13 t13 t23 1 1 53 53 53 0 550 2 1 0 t23 t13 t23 1 0 53 53 53 0 500 外片玻璃风荷载标准值 Wk1 1 Wk A 0 550 1668 136 917 475 Pa 内片玻璃风荷载标准值 Wk2 2 Wk A 0 500 1668 136 834 068 Pa 2 2 承载力极限状态的校核承载力极限状态的校核 1 常数常数 k1k1 k2k2 k3k3 k4k4 的计算的计算 长边与短边之比 b a 1 500 根据 b a 查 建筑玻璃应用技术规程 附录 C 对应表格 利用插值法得外 片 内片玻璃的各系数 外片玻璃 k1 3826 20 k2 0 4566240 k3 0 64230 k4 38 880 内片玻璃 k1 2124 10 k2 0 1826490 k3 0 64230 k4 38 880 2 作用效应的组合作用效应的组合 考虑地震作用 计算强度时 外片荷载组合设计值 W1 1 4Wk1 1 3 0 5 qEK1 1 4 917 47 1 3 0 5 51 20 1317 745 Pa 内片荷载组合设计值 W2 1 4Wk2 1 3 0 5 qEK2 1 4 834 07 1 3 0 5 51 20 1200 975 Pa 3 外片 内片玻璃最大许用跨度外片 内片玻璃最大许用跨度 外片玻璃最大许用跨度 L1 k1 W1 k2 k3 k4 3826 20 1317 75 1000 0 4566240 0 64230 38 880 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 12 页 2608 4 mm 内片玻璃最大许用跨度 L2 k1 W2 k2 k3 k4 2124 10 1200 98 1000 0 1826490 0 64230 38 880 1685 4 mm 4 比较结果比较结果 本窗格的短边 a 1000 0 mm 外片 短边小于外片最大许用跨度 L1 2608 44 mm 本窗格外片玻璃满足承载力极限状态设计要求 内片 短边小于内片最大许用跨度 L2 1685 37 mm 本窗格内片玻璃满足承载力极限状态设计要求 3 3 正常使用极限状态的校核正常使用极限状态的校核 1 常数常数 k5k5 k6k6 k7k7 k8k8 的计算的计算 长边与短边之比 b a 1 500 根据 b a 查 玻璃幕墙工程技术规范 附录 C 之表 C 0 5 利用插值法得 k5 350 140 k6 0 150 k7 0 45030 k8 1 290 2 外片 内片玻璃的单位厚度跨度限值外片 内片玻璃的单位厚度跨度限值 L t L t 分别为 分别为 外片玻璃 L t 1 k5 Wk1 k6 k7 k8 350 140 917 47 1000 0 150 0 45030 1 290 395 745 内片玻璃 L t 2 k5 Wk2 k6 k7 k8 350 140 834 07 1000 0 150 0 45030 1 290 416 719 3 比较结果比较结果 外片玻璃 短边与玻璃厚度之比 a t1 1000 0 5 0 200 00 L t 1 395 74 结论 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求 内片玻璃 短边与玻璃厚度之比 a t2 1000 0 5 0 200 00 L t 2 416 72 结论 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求 4 4 考虑防人体冲击时玻璃面积的校核考虑防人体冲击时玻璃面积的校核 考虑防人体冲击时玻璃面积的校核按照 建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113 2009 7 1 条执行 按照表 7 1 1 1 和表 7 1 1 2 确定 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 13 页 该窗格的实际面积为 A 窗格长边 窗格短边 1500 0 mm 1000 0 mm 1 500 m2 外片玻璃 本窗格外片选用的是 5mm 厚钢化玻璃 查表得 Amax1 3 000 m2 内片玻璃 本窗格内片选用的是 5mm 厚浮法玻璃 查表得 Amax2 0 500 m2 结论 A 1 50 m2 Amax1 3 00 m2 外片玻璃满足防人体冲击规定的要求 A 1 50 m2 Amax2 0 50 m2 内片玻璃不满足防人体冲击规定的要求 四 四 窗格窗格 7 玻璃的计算玻璃的计算 本工程玻璃按照 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113 2009 的规定计算确定 本窗格选用的玻璃为 5 mm 浮法 0 380mm PVB 胶片 5 mm 浮法 的夹 层玻璃 本窗格的短边为 500 mm 本窗格的长边为 1500 mm 本窗格的 从属 面积为 A 短边 长边 0 750 m2 按照 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 2006 版 之 7 3 3 本窗格的从属面积小于等于 1 m2 故 从属面积局部风荷载标准值为 Wk A gz z sl A Wo gz z sl 1 0 2 Wo 1 623 1 604 1 000 0 2 550 00 1718 57 Pa 因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa 故取 Wk A 1718 57 Pa 1 1 承载力极限状态的校核承载力极限状态的校核 1 常数常数 k1k1 k2k2 k3k3 k4k4 的计算的计算 长边与短边之比 b a 3 000 根据 b a 查 建筑玻璃应用技术规程 附录 C 对应表格 利用插值法得 k1 2054 70 k2 0 2405100 k3 0 48810 k4 28 800 2 作用效应的组合作用效应的组合 考虑地震作用 计算强度时 荷载组合设计值 W 1 4Wk A 1 3 0 5 qEK 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 14 页 1 4 1718 57 1 3 0 5 102 40 2439 283 Pa 3 最大许用跨度最大许用跨度 L k1 W k2 k3 k4 2054 70 2439 28 1000 0 2405100 0 48810 28 800 1369 9 mm 4 比较结果比较结果 本窗格的短边 a 500 0 mm 小于最大许用跨度 L 1369 92 mm 结论 本窗格玻璃满足承载力极限状态设计要求 2 2 正常使用极限状态的校核正常使用极限状态的校核 1 常数常数 k5k5 k6k6 k7k7 k8k8 的计算的计算 长边与短边之比 b a 3 000 根据 b a 查 玻璃幕墙工程技术规范 附录 C 之表 C 0 5 利用插值法得 k5 204 680 k6 0 100 k7 0 33350 k8 0 050 2 玻璃的单位厚度跨度限值玻璃的单位厚度跨度限值 L t L t L t k5 Wk A k6 k7 k8 204 680 1718 57 1000 0 100 0 33350 0 050 174 26 3 比较结果比较结果 本窗格的玻璃短边与玻璃厚度之比 a t 500 0 10 0 50 00 a t 小于 L t 174 26 结论 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求 3 3 防人体冲击玻璃面积的校核防人体冲击玻璃面积的校核 本窗格选用的玻璃为 5 mm 浮法 0 380mm PVB 胶片 5 mm 浮法 的夹 层玻璃考虑防人体冲击时 玻璃面积的校核按照 建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113 2009 7 1 条执行 按照表 7 1 1 1 的夹层玻璃项目确定 查表得 Amax 7 000 m2 该窗格的实际面积为 A 窗格长边 窗格短边 1500 0 mm 500 0 mm 0 750 m2 1 比较结果比较结果 因为 A 0 750 m2小于 Amax 7 000 m2 结论 本窗格玻璃面积满足 建筑玻璃应用技术规程 防人体冲击的要求 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 15 页 五 五 窗格窗格 6 玻璃的计算玻璃的计算 本工程玻璃按照 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113 2009 的规定计算确定 本窗格选用的玻璃为 6 mm 浮法 真空层 6 mm 浮法 的真空玻璃 本窗格的短边为 500 mm 本窗格的长边为 875 mm 本窗格的 从属 面积为 A 短边 长边 0 438 m2 按照 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 2006 版 之 7 3 3 本窗格的从属面积小于等于 1 m2 故 从属面积局部风荷载标准值为 Wk A gz z sl A Wo gz z sl 1 0 2 Wo 1 623 1 604 1 000 0 2 550 00 1718 57 Pa 因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa 故取 Wk A 1718 57 Pa 1 1 承载力极限状态的校核承载力极限状态的校核 1 常数常数 k1k1 k2k2 k3k3 k4k4 的计算的计算 长边与短边之比 b a 1 750 根据 b a 查 建筑玻璃应用技术规程 附录 C 对应表格 利用插值法得 k1 4626 50 k2 0 2313670 k3 0 71120 k4 52 200 2 作用效应的组合作用效应的组合 考虑地震作用 计算强度时 荷载组合设计值 W 1 4Wk A 1 3 0 5 qEK 1 4 1718 57 1 3 0 5 102 40 2439 283 Pa 3 最大许用跨度最大许用跨度 L k1 W k2 k3 k4 4626 50 2439 28 1000 0 2313670 0 71120 52 200 2248 4 mm 4 比较结果比较结果 本窗格的短边 a 500 0 mm 小于最大许用跨度 L 2248 41 mm 结论 本窗格玻璃满足承载力极限状态设计要求 2 2 正常使用极限状态的校核正常使用极限状态的校核 1 常数常数 k5k5 k6k6 k7k7 k8k8 的计算的计算 长边与短边之比 b a 1 750 根据 b a 查 玻璃幕墙工程技术规范 附录 C 之表 C 0 5 利用插值法得 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 16 页 k5 291 450 k6 0 150 k7 0 41490 k8 0 950 2 玻璃的单位厚度跨度限值玻璃的单位厚度跨度限值 L t L t L t k5 Wk A k6 k7 k8 291 450 1718 57 1000 0 150 0 41490 0 950 242 75 3 比较结果比较结果 本窗格的玻璃短边与玻璃厚度之比 a t 500 0 12 0 41 67 a t 小于 L t 242 75 结论 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求 3 3 防人体冲击玻璃面积的校核防人体冲击玻璃面积的校核 本窗格选用的玻璃为 6 mm 浮法 真空层 6 mm 浮法 的真空玻璃 考 虑防人体冲击时 玻璃面积的校核按照 建筑玻璃应用技术规程 JGJ 113 2009 7 1 条执行 按照表 7 1 1 1 的夹层玻璃项目确定 查表得 Amax 4 500 m2 该窗格的实际面积为 A 窗格长边 窗格短边 875 0 mm 500 0 mm 0 438 m2 1 比较结果比较结果 因为 A 0 438 m2小于 Amax 4 500 m2 结论 本窗格玻璃面积满足 建筑玻璃应用技术规程 防人体冲击的要求 六 六 杆件杆件 3 的计算的计算 如前所述 在水平方向上 本窗受风荷载和地震作用 当不考虑地震影响 时 地震作用标准值可取值为 0 的共同影响 其中 地震作用标准值 qEK 102 400 Pa 本窗的各窗格均为规则的矩形形状 面荷载分配到各长 短边上的荷载分别 为梯形荷载和三角形荷载 本窗的线荷载分布图如下图所示 荷载分布图 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 17 页 窗格1 窗格2 窗格3 窗格4窗格5 窗格6窗格7 杆件1 杆件2 杆件3 杆件4 杆件5 杆件6 杆件7 杆件8 杆件9 杆件10 Q1 Q2 Q3 Q4Q5 Q6Q7 门窗CG 01 荷载分布图 作用于杆件上的风荷载分为梯形分布荷载 三角形分布荷载以及集中荷载 其中梯形和三角形分布荷载是风荷载通过作用于玻璃板面直接传递到当前杆件 上的 而集中荷载则是其它杆件的端头通过与当前杆件相连接而将其承受的部 分风荷载传递到当前杆件上的 本计算书将当前所计算的杆件称为一级杆件 而端头与当前杆件相连接的 杆件称之为二级杆件 三级 四级等杆件以此类推 同样 直接作用在于一级 杆件上的梯形或三角形分布荷载称之为一级分布荷载 直接作用二级杆件上的 梯形或三角形分布荷载称之为二级分布荷载 三级 四级等分布荷载以此类推 二级 三级等分布荷载都是间接作用一级杆件上的 数字级别越大其风荷载对 当前杆件上的作用越间接 作用影响也越小 作为外围护结构的门窗 计算风荷载时 当前杆件的从属面积 A 遵从如下 计算公式 i 1 i 2i 1 n A A 当前杆件的从属面积 m2 A 第i级荷载面积 m2i n 作用与当前杆件的荷载的级别数 杆件从属面积 1 1 局部荷载的计算局部荷载的计算 本杆件所承受的分级荷载情况如下 1 级杆件 1 级分布荷载 杆件 3 分布荷载 窗格 2 三角荷载 面积 0 25 m2 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 18 页 窗格 3 三角荷载 面积 0 0625 m2 窗格 4 梯形荷载 面积 0 06 m2 2 级杆件 2 级分布荷载 杆件 2 分布荷载 窗格 3 梯形荷载 面积 0 15625 m2 窗格 4 三角荷载 面积 0 04 m2 窗格 5 三角荷载 面积 0 056406 m2 3 级杆件 3 级分布荷载 杆件 1 分布荷载 窗格 4 梯形荷载 面积 0 06 m2 窗格 5 梯形荷载 面积 0 062344 m2 综上 各级荷载面积统计为 1 级分布荷载面积和 0 3725 2 级分布荷载面积和 0 252656 3 级分布荷载面积和 0 122344 依据前述杆件从属面积计算公式 本杆件的从属面积为 A 0 5294 m2 本杆件的从属面积小于等于 1 m2 按照 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 2006 版 之 7 3 3 从属面积局部风荷载标准值为 Wk A gz z sl A Wo gz z sl 1 0 2 Wo 1 623 1 604 1 000 0 2 550 00 1718 57 Pa 因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa 故取 Wk A 1718 57 Pa 在进行杆件强度计算时 窗所受的面荷载取值为 q强 1 4Wk A 0 5 1 3qEK 1 4 1718 574 0 5 1 3 102 400 2472 564 Pa 在进行杆件挠度计算时 窗所受的面荷载取值为 q挠 Wk A 1718 574 Pa 当短边边长为 a 时 则矩形窗格梯形 三角形荷载的最大线荷载值分别为 Q强 q强 a 2 Q挠 q挠 a 2 据此公式可得各窗格分配到窗格四边的最大线荷载值 计算结果如下 计 算过程略 本窗共有 7 个窗格 窗格 1 高 1500 mm 宽 300 mm 面积 0 450 m2 Q强 0 3709 N mm Q挠 0 2578 N mm 窗格 2 高 1000 mm 宽 1500 mm 面积 1 500 m2 Q强 1 2363 N mm Q挠 0 8593 N mm 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 19 页 窗格 3 高 500 mm 宽 875 mm 面积 0 438 m2 Q强 0 6181 N mm Q挠 0 4296 N mm 窗格 4 高 500 mm 宽 400 mm 面积 0 200 m2 Q强 0 4945 N mm Q挠 0 3437 N mm 窗格 5 高 500 mm 宽 475 mm 面积 0 238 m2 Q强 0 5872 N mm Q挠 0 4082 N mm 窗格 6 高 500 mm 宽 875 mm 面积 0 438 m2 Q强 0 6181 N mm Q挠 0 4296 N mm 窗格 7 高 500 mm 宽 1500 mm 面积 0 750 m2 Q强 0 6181 N mm Q挠 0 4296 N mm 本杆件的长度为 1000 mm 如荷载分布图所示 相邻窗格和杆件作用于杆件 3 上的水平荷载分别为 梯形荷载 共 1 个 窗格 4 Q强 0 4945 N mm Q挠 0 3437 N mm 三角形荷载 共 2 个 窗格 2 Q强 1 2363 N mm Q挠 0 8593 N mm 窗格 3 Q强 0 6181 N mm Q挠 0 4296 N mm 集中力荷载 共 1 个 杆件 2 P强 389 4287 N P挠 270 6754 N 2 2 材料的选取材料的选取 本杆件选取代号为平开中梃 01 的型材 型材截面如下图所示 型材截面图 105 33 6 平开中梃01 该杆件材料的详细数据如下 材料材质 6063 T5 抗弯强度设计值 fw 90 MPa 抗剪强度设计值 fj 55 MPa 材料弹性模量值 E 70000 MPa 材料重力密度值 g 28 KN m3 杆件截面特性值 按本软件中 基本信息 工具 部份的约定 平行于窗 平面的水平方向为 X 方向 垂直于窗平面的方向为 Y 方向 则 截面面积 A 690 69 mm2型材线密度 l N mm 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 20 页 惯性矩 Ix 104 72 cm4 惯性矩 Iy 20 29 cm4 最小抗弯截面模量 Wx 16 66 cm3 最小抗弯截面模量 Wy 4 83 cm3 静面矩 Sx 12 13 cm3 静面矩 Sy 5 05 cm3 沿 X 轴垂直于 Y 轴的型材截面总壁厚 tx 3 78 mm 沿 Y 轴垂直于 X 轴的型材截面总壁厚 ty 3 78 mm 塑性发展系数 取值 1 05 3 3 受力分析计算受力分析计算 按照简支梁模型 综合本杆件材料及其截面特性 将作用于本杆件上的各 荷载通过积分法逐点计算 可得该杆件的剪力 弯矩和挠度曲线 由于计算公 式及过程十分繁杂 计算过程略 分析结果如下图所示 荷载分析图 R1 M1 单位 N N mm 下端 656 775 0 0 R2 M2 单位 N N mm 上端 653 684 0 0 剪力曲线 弯矩曲线 挠度曲线 杆件3的剪力 弯矩及变形曲线图 经计算 结合上图分析曲线 可知 在距原点 0 处有最大剪力 最大剪力 Vmax 656 77 N 在距原点 500 处有最大弯矩 最大弯矩 Mmax 238241 8 Nmm 在距原点 500 处有最大挠度 最大挠度 dmax 0 21 mm 4 4 抗剪强度的校核抗剪强度的校核 剪应力校核原则 Max Vmax Sx Ix tx fj 上式中 Max 最大剪应力 MPa 工程名 门窗计算书 施工单位名称 正文第 21 页 Vmax 最大剪力值 N Sx 静面矩 mm3 Ix 惯性矩 mm4 tx 计算位置与 x 轴相交的总壁厚 mm fj 材料的抗剪强度设计值 MPa 上面各项均已知 将其代入公式 Max Vmax Sx Ix tx 656 77 12 13 104 72 3 78 10 2 01 MPa 很明显 max fj 55 MPa 结论 抗剪性能满足要求 5 5 抗弯强度的校核抗弯强度的校核 抗弯校核原则 w Mx Wnx fw 上式中 w 弯矩最大应力 MPa Mx 绕截面 X 轴 垂直于门窗平面的最大弯矩设计值 Nmm My 绕截面 Y 轴 平行于门窗平面的最大弯矩设计值 Nmm Wnx 绕截面 X 轴的净截面抵抗矩 承受垂直于门窗平面的弯矩 mm3 Wny 绕截面 Y 轴的净截面抵抗矩 承受平行于门窗平面的弯矩 mm3 塑性发展系数 取值为 1 05 fw 材料的抗弯强度设计值 MPa 上面各项均已知 将其代入公式 w Mx Wnx 238241 8 1 05 1000 16 66 13 62 MPa 很明显 w fw 90 MPa 结论 抗弯性能满足要求 6 6 挠度的校核挠度的校核 按照相关规定 挠度校核原则为 相对挠度 dmax L 120 mm 绝对挠度 dmax