塑钢门窗计算书01

1、门窗计算书一 工程概况1. 工程名称：2. 工程工程：塑钢门窗3. 受力分析：对门窗而言，风荷载的力学传递途径为：玻璃将所受风压传至门窗的主受力构件， 在由其两端传至与建筑物主体相连的窗框， 由具有足够强度的墙体承受， 所以主受 力构件的强度和刚度对于门窗能否保证良好功能起决定作用。 由于窗框四边框与墙 体直接连接而获得强度， 因而不做计算， 只有门窗内部竖向或横向杆件所受的风荷 载是由其两端传至墙体，是主受力杆件。下面就依据玻璃幕墙工程技术标准(JGJ102-2003)、建筑外窗抗风压性能分级及其检测方法GB/T7106-2002,未增塑聚氯乙烯PVC-U塑料窗JG/T140-2005选择典

2、型窗型做竖向、横 向杆件及玻璃的校核计算见附图，阴影局部为杆件的受力面积 。4. 参数选择： 门窗计算高度： H=60 米；对门窗而言， 抗震设计可不考虑； 竖向杆件高度： Hm=4m； 横向中挺分格宽度：Bm=1.3m沈阳地区 50年一遇根本风压值：W=0.55KN/m2;地面粗糙度：B类；需校核的中空玻璃形式：5+9A+4+6A+5中空玻璃。二计算杆件几何数据 对塑钢门窗而言，塑料型材其弹性模量可忽略为零，可不做计算，其强度及刚度的获得完全 来自于内衬的增强型钢和增强钢板。对本工程，拼樘处钢板规格为100mmX10mm。1钢带材料：碳素结构钢Q235，强度设计值：215N/mm2,弹性模量

3、： E=2.1X105N/mm22竖向及横向杆件截面参数：见附图三竖杆件计算1重力荷载G=B L(ti+t2)y 玻=(1.3+0.8)/2X4X4X25=KN2风荷载标准值(依据建筑结构荷载标准 GB50009-2001)W k= 3 gz a s z Wo式中 Wk作用于窗上的风荷载标准值KN/m23 gz围护结构阵风系数,地面粗糙度按 B类，查表得：60 米时 3 gz=1.56a s 体型系数 , 查图取a z 一风压高度变化系数 , 地面粗糙度按 B 类，查表得 ：60 米时 a z =1.77Wo一根本风压，取0.55 KN/m 2按沈阳地区50年一遇3地震作用SE= 3 E a

4、max G式中：Se水平地震作用3 E 一动力放大系数 ， 取a max一地震影响系数最大值，8度设防取0.16G 一结构重量4组合效应荷载组合效应按下式计算S= Y G G+ W w y w Wk+ ip E * y E Se式中：S一荷载效应组合设计值G一重力荷载产生的效应值Wk 一风荷载雪荷载作用效应SE 一地震作用效应Y G、丫 w、丫 E 一分别为重力荷载、风荷载、地震作用的分项系数P w、" E一分别为风荷载、地震作用的组合系数A强度计算时分项系数组合系数重力荷载丫 G取1.2风荷载丫 w取1.4p w取地震作用丫 E取1.3P E取B刚度计算时分项系数组合系数重力荷载丫

5、G取风荷载丫 w取pw取地震作用丫 E取PE取5材料特性碳素结构钢Q235弹性模量E=2.1X105N/mm2强度设计值 fa=215N/mm 26荷载计算Wk= 3 gz a s 匕 z Wo=1.56 XX 1.77 X 0.55=KN/m 2取 Wk=KN/m 2地震作用取 Se=O6.2竖向杆件强度计算时最大线荷载工况：重力荷载+风荷载+地震作用(G+W+S)qykXX 0) BdBd-竖中挺受力面积与竖中挺杆件长度之比Bd=5 X 4-0.4 X 0.4-0.65 X 0.65)/4=0.90mqyXXX 0) X 0.90=KN/m按单跨简支梁模型计算，竖框所受的最大弯矩为Mmax

6、=q yX L2/8式中L一竖向杆件长度Mmax=X4 2/8=KNm6.3竖向中挺刚度计算时最大线荷载工况：重力荷载+风荷载+地震作用(G+W+S)qy=(1.0W kX 0) Bdqy =(1.0 XX 0) x 0.90=KN/m6.4强度校核竖向杆件为压弯构件，承载力应满足下式要求N/A+Mmax/ r*Ww fa式中：N 竖框所受轴力 N,N= 丫 g X GA 一竖框截面积mm2 r一塑性开展系数，取W 一当量抵抗矩mm3fa 一 Q235钢材的强度设计值,N/mm 2竖向杆件所受应力N/A+Mmax/ r*W=XX10 3/10+X106/(1.05 XX10 3)=N/mm 2

7、v fa=215.0 N/mm 2 满足要求6.5刚度校核20mm当玻璃采用中空玻璃时受力杆件挠度值vL/180，且最大挠度值不大于f=5qyL4/384Elx=(5XX4 4/384X21X10 4X170.72)X10 5 =10m=10mm v L/180=22mm 满足要求四横中挺计算工况：自重+风荷载+地震作用(G+W+S) 门窗按标高30m计算1. 重力荷载G=LB(t1+t2) 丫玻 1.2=1.3X 1.15X 0.014X 25.6X 1.2 =5KN2. 风荷载标准值Wk=1.56 XX 1.77 X 0.55=KN/m 2取 Wk=KN/m 23. 地震作用Se= 3 e

8、 Xa max X G/A 取 Se =04. 风压力线荷载qy= 1.4*W k+0.6*1.3*S e*H dHd=(1.3 X 1.0575 X 75-0.575 X 0.575)/1.3=0.81mqy=( X +0.6 xx 0) X 0.81=KN/m5. 最大弯矩按单跨简支梁计算，横框所受的最大弯矩为水平 My=q y*B 2/8式中 B 一窗横中挺长度My= X 1.32/8=KNm 垂直 Mx=1/2*G X a 式中 a 一玻璃支点到连接点距离 Mx=1/2*0.645 X 0.2=65KNma 为玻璃垫安装位置到玻璃边缘的距离，取6. 强度校核 横中挺的最大应力My/ y

9、 Wy+ Mx/ 丫 Wx=0.29/( X1.97)+0.065/(X )X 103=1N/mm2v fa=215N/mm 2满足要求7. 刚度校核 刚度校核线荷载最大值 水平 qyKE)*H d=(1 XX 0)X 0.81=0.98KN/m垂直 G= LB(t1+t2) y 玻1.2=1.3X 1.15X 0.014X25.6X 1.2 =KN挠度 水平 fy=5q yB4/384EIy=(5X0.98X1.3 4/384X21X10 4X)X10 5=06m=6mm垂直 fz=(G/2)B (12a*B-B 2-12a2)/48EIy=(0.645/2)X1.31.3-1.3 2-2)

10、/48X21X10 4X)X105=14m=mm最大挠度f= V fy2+fz2=V 622=mm v B/180=7.2mm刚度满足要求五. 玻璃面板应力计算取玻璃分格 1.3m*1.15m, 采用中空玻璃 5+9A+4+6A+5 ，见附图 工况 G+W+E1 温度应力计算(1) 温差应力计算 由于玻璃中央与边缘存在的温差而产生的温差应力标准值为c t2k a 1 2 3 4 Tc-Ts 式中：卩1 阴影系数；卩2 窗帘系数；卩3 玻璃面积系数；卩4 嵌缝材料系数；Tc玻璃中央温度CTs 玻璃边缘温度CEx 105N / mm2a X 10-5 ;玻璃边缘温度为0iX -19CX 26C=C

11、式中：to 室外温度Cti 室内温度C室外侧玻璃的中央温度为oioiX oX oX -19CX 26C=C室内侧玻璃的中央温度为oX oX oX 26CX -19 C=C式中： Ao 室外侧玻璃的组合吸收率，查表得； Ai 室内侧玻璃的组合吸收率，查表得；那么室外侧玻璃中央与边缘部的温度差为Tco-Ts= 10.36-(-3.25) = 13.61C那么室内侧玻璃中央与边缘部的温度差为Tci-Ts = 22.1-(-3.25) = 25.35C取二者的较大值为 25.35C所以玻璃的温差应力标准值为d t2k a 卩 1 卩 2 卩 3 卩 4 Tc-TsXX 105X1.0X10-5X1.0

12、X 1.3XX 0.55X=10.33N/mm25mm12mm 钢化玻璃边缘强度设计值为 58.8 N/mm2玻璃的温差应力设计值为d t2 d t2kX 10.33=12.4 N/mm 2< fg= 58.8 N/mm 2 满足要求(2)玻璃挤压应力计算 在年温度变化影响下，玻璃边缘与边框之间挤压时，在玻璃中产生的挤压应力为 d t1k= E T (2C dc)/b式中：dt1k 挤压应力标准值(N/mm2)，当计算值为负值时取零；C玻璃边缘与边框之间的空隙，(mm);de施工误差，取为 3mm;b玻璃的长边尺寸(mm); T窗玻璃年温度变化值，取为80 C；aX 10-5;EX 10

13、5N/mm2贝Ud t1k= E T (2C dc)/bX 105XX 10-5X 80- 2 X 7-3/1500=-470.4 V 0 可知，在年温度变化影响下，玻璃边缘与边框之间没有挤压产生。2 玻璃强度计算1风荷载作用下应力标准值b Wkd wk= 6 i Wk a2/t21.2倍；式中：d Wk 风荷载作用下的应力标准值； K a玻璃短边长度 mm； t玻璃的厚度mm，中空玻璃的厚度取单片外侧玻璃厚度的“ 1弯曲系数，按 a/b的值查表Wk =3 Z s z Wo K= 1.56XX 1.77X 0.55X= KNm2贝Vd Wk = 6 1 Wk a2/t2= 6XXX 10-3X

14、 13002/622 = N/mm2地震作用下应力标准值dEk水平分布地震作用标准值为 qEk =3 E a max t 10-3 取 0 d Ek = 6 1 qEk a2/t2考虑铝框，地震作用加大 20那么 d Ek X 6 1 qEk a2/t2 取 0式中：d Ek 地震作用下的应力标准值；3玻璃的应力组合设计值为dd=W W 丫 W d Wk + e E 丫 E d EkXXXX 02V fa= 84N/mm2 满足要求3 玻璃挠度计算 风荷载标准值为Wk= KN/m 2玻璃跨中最大挠度为口 =书 2 qk a4/Dn玻璃所受的荷载组合值为qk= 1.0WKEk=1XX 0= KN /m2=X 10-3N/ mm2玻璃板的弯曲刚度D=E t3/12 1- v 2X 105X 632 X 105n mm式中：v泊松比，取vX 105N/ mm2那么玻璃的挠度口 =书 2 qk a4/Dn0466 xx 1O-3X 13004x 105 =mm式中2跨中最大挠度系数，由 a/b查表a玻璃短边长mmn-当玻璃板的挠度大于玻璃板厚度一半时，按小挠度应力计算公式出现偏差, 而增加的折减修正系数。玻璃板对角线长度为L = V (a2 + b2)式中：a玻璃