铝合金门窗工程设计计算书

1、南沙珠江湾B地块（J-3及F-7 ）铝合金门窗工程设计计算书设计：审核： 深圳市华辉装饰工程有限公司二0三年七月二十五日目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第1章门窗设计计算书（C2窗7层及以下） 1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1基本参数1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.1门窗所在地区1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2地面粗糙度分类等级 1 HY

2、PERLINK l bookmark12 o Current Document 1.3抗震设防1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2门窗承受荷载计算 1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.1计算依据1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2.2计算杆件时的风荷载标准值 3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.3计算玻璃时的风荷载标准值 3 HYPERLINK l bookmark22 o C

3、urrent Document 2.4垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值 3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.5作用效应组合4 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 3门窗竖中梃计算4 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3.1竖中梃受荷单元分析 4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3.2选用竖中梃型材的截面特性 7 HYPERLINK l bookmark32 o Current Docu

4、ment 3.3竖中梃的抗弯强度计算 8 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 3.4竖中梃的挠度计算 8 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3.5竖中梃的抗剪计算 8 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 4玻璃板块的选用与校核 9 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 4.1玻璃板块荷载计算9 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 4.2玻璃的强度计算 10

5、HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 4.3玻璃最大挠度校核 10 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 第2章 门窗设计计算书（C2窗8层及以上） 12 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 1基本参数12 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 1.1门窗所在地区 12 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 1.2地面粗糙度分类等级 12 HYPERLINK l b

6、ookmark56 o Current Document 1.3抗震设防12 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 2门窗承受荷载计算 12 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 2.1计算依据12 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 2.2计算杆件时的风荷载标准值 14 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 2.3计算玻璃时的风荷载标准值 14 HYPERLINK l bookmark66 o Current

7、 Document 2.4垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值 14 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 2.5作用效应组合14 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 3门窗竖中梃计算15 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 3.1选用竖中梃材料的截面特性 15 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 3.2竖中梃计算简图的确定 17 HYPERLINK l bookmark76 o Current Docu

8、ment 3.3风荷载作用的线荷载集度 17 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 3.4门窗竖中梃荷载分配 19 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 3.5竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析 20 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 3.6竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析 20 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 3.7竖中梃的抗弯强度计算 21 HYPERLINK l bookmark86 o C

9、urrent Document 3.8竖中梃的挠度计算 21 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 3.9竖中梃的抗剪计算 22 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 4玻璃板块的选用与校核 23 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 4.1玻璃板块荷载计算 23 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 4.2玻璃的强度计算 24 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document

10、4.3玻璃最大挠度校核 24 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 第3章 门窗设计计算书（PC4窗）26 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 1基本参数26 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 1.1门窗所在地区26 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 1.2地面粗糙度分类等级 26 HYPERLINK l bookmark108 o Current Document 1.3抗震设防26 HYPE

11、RLINK l bookmark110 o Current Document 2门窗承受荷载计算 26 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 2.1计算依据26 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 2.2计算杆件时的风荷载标准值 28 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 2.3计算玻璃时的风荷载标准值 28 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 2.4垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值 28 HY

12、PERLINK l bookmark120 o Current Document 2.5作用效应组合28 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 3门窗竖中梃计算29 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 3.1选用竖中梃材料的截面特性 29 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 3.2竖中梃计算简图的确定 31 HYPERLINK l bookmark128 o Current Document 3.3风荷载作用的线荷载集度 31 HYPERLINK

13、l bookmark130 o Current Document 3.4门窗竖中梃荷载分配 33 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 3.5竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析 34 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 3.6竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析 34 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 3.7竖中梃的抗弯强度计算 35 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 3.8竖中梃的挠度计算

14、35 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 3.9竖中梃的抗剪计算 36 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 4玻璃板块的选用与校核 37 HYPERLINK l bookmark146 o Current Document 4.1玻璃板块荷载计算 37 HYPERLINK l bookmark148 o Current Document 4.2玻璃的强度计算 38 HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 4.3玻璃最大挠度校核 38南沙珠江湾B地块设

15、计计算书深圳市华辉装饰工程有限公司 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：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

16、后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；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；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；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：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；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

17、施，同时，应按本 地区抗震设防烈度确定其地震作用；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；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：a ma=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:w k= B gz(1 z 卩 siw,7.1.1-2GB50009-2001 2006 年版上式中：

18、w k：作用在门窗上的风荷载标准值(MPa);Z :计算点标高：20.2m；B 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: 类场地：类场地:类场地:类场地:1 z=1.379 X (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 Z 10m 时，取 A=10m当A 1吊时，取A=1rr;（1 si（10）=0.8（1 si（1）w 0：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，广州地

19、区取0.0005MPa2.2计算杆件时的风荷载标准值计算杆件时的构件从属面积：2A=0.517 X 2.05=1.05985mLogA=0.025s1（A）= 1 s1（1）+ 1 s1（10）- 1 s1（1）logA=0.995s1=0.995+0.2=1.195W k= B gz 1 z 1 s1W）=1.6853 X 1.2523 X 1.195 X 0.0005=0.001261MPa2.3计算玻璃时的风荷载标准值计算玻璃时的构件从属面积：2A=1.475 X 0.517=0.762575mLogA=0s1（A）= 1 s1（1）+1 s1（10）- 1 s1（1）logA=11 s

20、1=1+0.2=1.2W k= B gz 1 z 1 s1W）=1.6853 X 1.2523 X 1.2 X 0.0005=0.001266MPa2.4垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值q ea= B e a maXGVA,5.3.4JGJ102-2003q EAk：垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值（MPa）;B E：动力放大系数,取5.0 ;a max：水平地震影响系数最大值；G k：门窗构件的重力荷载标准值（N）;A :门窗构件的面积（mn2）2.5作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S= 丫 gSg+ /丫 wSwk+ ey ESEk,5.4.1JGJ102-2003上

21、式中：S :作用效应组合的设计值；S Gk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；S wk、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；丫 G 丫 w、YE：各效应的分项系数；书w、书E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的 丫 G、丫 w、丫 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：Y G1.2 ；风荷载：丫 w：1.4 ；地震作用：Y E：1.3 ；进行挠度计算时；重力荷载：Y G：1.0 ；风荷载：Y w：1.0 ；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系

22、数书w为1.0 ；地震作用的组合系数书e为0.5 ；3门窗竖中梃计算基本参数：:计算点标高：20.2m；:力学模型：简支梁；:竖中梃跨度：H=2050mm:竖中梃左受荷单元宽： W=517mm竖中梃右受荷单元宽：W=517mm:竖中梃材质：6063-T5 ；3.1竖中梃受荷单元分析竖中梃计算简图的确定：因为：V*HW2H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; 受力简图为：（2）竖中梃在左受何单元力作用下的受力分析：w k：风荷载标准值（MPa）;W仁左受荷单元宽（mm）；H :竖中梃的跨度（mm）；q wki：在左受荷单元作用下的风荷载线集度标准值（N

23、/mm）;q wi：在左受荷单元作用下的风荷载线集度设计值（N/mm）;q wki=wk x W2=0.001261 x 517/2=0.326N/mmq wi=1.4 x qwki=1.4 x 0.326=0.456N/mmq EAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值（MPa）;B E：动力放大系数，取5.0 ;a max：水平地震影响系数最大值，取0.08 ;G k：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（mnn）;q eai= B e a maG/A,5.3.4JGJ102-2003=5.0 x 0.08 x 0.0004=0.00016MPaq Ek1

24、 :左受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值（N/mm）;H :竖中梃的跨度（mm）;W仁左受荷单元宽（mm）;q Ek=qEAkX V2=0.00016 x 517/2=0.041N/mmq E1：左受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值（N/mm）;q E1=1.3q Ek1=1.3 x 0.041=0.053N/mmq e左受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值（N/mm）;q仁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 S+0.5Se设计值组合：,5.4.1JGJ102-2003q i=qwi+0.5qEi=0.456+0.5 X 0.053=0.483N/

25、mm用于挠度计算时，采用S标准值：,5.4.1JGJ102-2003q ki=qwki=0.326N/mmM仁在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(N mm)M 1=q1 X Hf/24 X (3-(W1/H)2)2 2=0.483 X 2050/24 X (3-(517/2050)=248346.746N mm1：在左受荷单元力作用下的剪力设计值(N);1=qH/2 X (1-W/2/H)=0.483 X 2050/2 X (1-517/2/2050)=432.647N竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析：w k：风荷载标准值(MPa);W 2：右受荷单元宽(mm);H :竖中梃的跨度(

26、mm);q wk2：在右受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm);q w2：在右受荷单元作用下的风荷载线集度设计值(N/mm);q wk2=wk X W/2=0.001261 X 517/2=0.326N/mmq w2=1.4 X qwk2=1.4 X 0.326=0.456N/mmq EAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa);B E：动力放大系数，取5.0 ;a max：水平地震影响系数最大值，取 0.08 ;G k：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(mnn);q eai= B e a maG/A,5.3.4JGJ102-2003=5.

27、0 X 0.08 X 0.0004=0.00016MPaq Ek2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm);W 2：左受荷单元宽(mm);H :竖中梃的跨度(mm);q Ek2=qEAkX W2=0.00016 X 517/2=0.041N/mmq E2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm);q E2=1.3q Ek2=1.3 X 0.041=0.053N/mmq 12 :右受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(N/mm);q 2：右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：,5.4.1JGJ102-200

28、3q 2=qw2+0.5q E2=0.456+0.5 X 0.053=0.483N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：,5.4.1JGJ102-2003q k2 = qwk2=0.326N/mmM 2：在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(N mm)M 2=q2X Hf/24 X -(W2/H)2)=0.483X 20502/24 X (3-(517/2050) 2)=248346.746N mm2：在右受荷单元力作用下的剪力设计值(N);2=q2H/2 X (I-W2/2/H)=0.483 X 2050/2 X (1-517/2/2050)=432.647N3.2选用竖中梃型材的截面特

29、性选用型材号：nsjq50型材的抗弯强度设计值：f=90MPa型材的抗剪强度设计值：t =55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：I x=204570mm绕Y轴惯性矩：I y=80210m?n绕X轴净截面抵抗矩：VUi=6141mm绕X轴净截面抵抗矩：VU2=5576mm型材净截面面积：A=371.901mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=2.8mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=3840mm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

30、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：丫 =1.003.3竖中梃的抗弯强度计算按下面的公式进行强度校核，应满足：(M 计M)/ 丫 vnx f上式中：M仁在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N mm)M 2：在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N mm)W nx:在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(口请；Y :塑性发展系数，取1.00 ；f :型材的抗弯强度设计值，取 90MPa则：(M 1+M)/ 丫 WX=(248346.746+248346.746)/1.00/5576=89.077MPa 90MPa竖中梃

31、抗弯强度能满足要求。3.4竖中梃的挠度计算竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度计算：d f1 :竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度(mm)；424d f1=qk1H/240EI X (25/8-5 X (W/2/H) +2X (W1/2/H)=0.326X 20507240/70000/204570 X (25/8-5 X (517/2/2050) 2+2X (517/2/2050) 4)=5.103mm竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度计算：d f2 :竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度(mm)；d f2=qk2H4/240EI X (25/8-5 X (W2/2/H) 2+2X (W2/2/H) 4

32、=0.326X 20507240/70000/204570 X (25/8-5 X (517/2/2050) 2+2X (517/2/2050) 4)=5.103mm竖中梃在风荷载作用下的总体挠度：d f =df1 +df2=5.103+5.103=10.206mm挠度的限值取杆件总长的1/100，即卩20.5mm且不应大于20mm10.206mm 20.5mm10.206mm 20mm所以，挠度满足要求！3.5竖中梃的抗剪计算校核依据：T maW T =55MPa （材料的抗剪强度设计值） 在上面的公式中：T max：竖中梃最大剪应力（N）；V仁在左受荷单元力作用下的剪力设计值（N）;V 2

33、：在右受荷单元力作用下的剪力设计值（N）;S x：竖中梃型材受力面对中性轴的面积矩（mn3）；I x：竖中梃型材截面惯性矩（mn4）;t :型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度（mm）； T maX=（Vl+V）Sx/l xt=（432.647+432.647） X 3840/204570/2.8 =5.801MPa5.801MPa 55MPa 竖中梃抗剪强度能满足要求！4玻璃板块的选用与校核基本参数：:计算点标高：20.2m；:玻璃板尺寸：宽X高 =BX H=517miX 1475mm:玻璃配置：单片玻璃，钢化玻璃 6mm 模型简图为：1L1-11111 l_111J工1B11四边龍支板4.1

34、玻璃板块荷载计算（1）玻璃板块自重：G Ak：玻璃板块单位面积自重（仅指玻璃）（MPa）;t :玻璃板块厚度（mm）；Yg：玻璃的体积密度（N/mm）;G Ak= 丫 gt=0.0000256 X 6=0.000154MPa（2）垂直于板块平面的分布水平地震作用：q EAk：垂直于板块平面的分布水平地震作用（MPa）;B E：动力放大系数，取5.0 ;a max：水平地震影响系数最大值，取 0.08 ；G Ak：玻璃单位面积自重(MPa);q EAk B E a maX3k=5.0 X 0.08 X 0.000154=0.000062MPa作用在玻璃上的风荷载及地震作用荷载组合：用于强度计算时

35、，采用 Sw+0.5Se设计值组合：,5.4.1JGJ102-2003q=1.4w k+0.5 X 1.3q EAk=1.4 X 0.001266+0.5 X 1.3 X 0.000062=0.001813MPaSw+0.5Se标准值组合为：q k=w+0.5 X qEAk=0.001266+0.5 X 0.000062=0.001297MPa用于挠度计算时，采用Sw标准值：,5.4.1JGJ102-2003w k=0.001266MPa4.2玻璃的强度计算校核依据：f g0 :玻璃的计算参数；n :玻璃的折减系数；q k：作用在玻璃上的荷载组合标准值(MPa);a :分格短边长度(mm)；E

36、 :玻璃的弹性模量(MPa);t:玻璃厚度(mm)；440 =qka/Et,6.1.2-3JGJ102-2003=0.001297X 517772000/6 4=0.993按系数 0，查表 6.1.2-2JGJ102-2003, n =1 ；c :玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q :作用在板块玻璃上的荷载组合设计值(MPa);a :玻璃短边边长(mm)；b :玻璃长边边长(mm)；t :玻璃厚度(mm)；m :玻璃弯矩系数，按边长比a/b查表6.1.2-1JGJ102-2003 得m=0.1161;2 2c =6mqan /t,6.1.2JGJ102-2003=6 X 0

37、.1161 X 0.001813 X 5172x 1/62=9.377MPa9.377MPa fg=84MPa钢化玻璃)玻璃的强度满足要求！4.3玻璃最大挠度校核校核依据：4d f=n 卩 wAa/D df,nm,6.1.3-2JGJ102-2003上面公式中：d f :玻璃板挠度计算值(mm)；n :玻璃挠度的折减系数，按9 =wa4/Et4查表，为1;卩：玻璃挠度系数，按边长比 a/b查表6.1.3JGJ102-2003得卩=0.01198; w k：风荷载标准值(MPa)a :玻璃板块短边尺寸(mm)；D :玻璃的弯曲刚度(N mm)d f,lim :许用挠度，取短边长的1/60，为8.

38、617mm其中：D=Et 3心2(1- u 2),6.1.3-1JGJ102-2003上式中：E :玻璃的弹性模量(MPa);t :玻璃的厚度(mm)；u :玻璃材料泊松比，为0.2 ;D=Et 3/(12(1- u 2)32=72000 X 6/(12 X (1-0.2 )=1350000N mmd f=n 卩 wAa4/D=1 X 0.01198 X 0.001266 X 517/1350000=0.803mm0.803mm 300m时，取 Z=300m 当 Z350m时，取 Z=350m 当 Z400m时，取 Z=400m 当 Z450m时，取 Z=450m 当 Z 10m 时，取 A=

39、iom；当A 1吊时，取A=1rh;卩 si(10)=0.8 卩 si(1)w :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，广州地区取0.0005MPa2.2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=0.517 X 2.05=1.05985m2LogA=0.025卩 s1(A)=卩 s1(1)+卩 s1(10)-卩 s1(1)logA=0.995卩 s1=0.995+0.2=1.195Wk= B gz 卩 z 卩 s1W0=1.5075 X 2.0772 X 1.195 X 0.0005=0.001871MP

40、a2.3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=1.475X 0.517=0.762575m2LogA=0卩 s1（A）=卩 s1（1）+卩 s1（10）-卩 s1（1）logA=1卩 s1=1+0.2=1.2W k= B gz 卩 z 卩 s1W0=1.5075 X 2.0772 X 1.2 X 0.0005=0.001879MPa2.4垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值eai= B e a maG/A,5.3.4JGJ102-2003EAk：垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值(MPa);B E：动力放大系数,取5.0 ;a max：水平地震影响系数最大值；k：门窗构件

41、的重力荷载标准值(N);:门窗构件的面积(mnn)2.5作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合:S= 丫 GS3k+ wY WSwk+ EY ESEk,5.4.1JGJ102-2003上式中：S :作用效应组合的设计值；S Gk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；S wk、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；丫 G 丫 w、YE：各效应的分项系数；书W、书E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的 丫 G、丫 w、丫 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：Y

42、 G：2 ；风荷载：丫 w： 1.4 ；地震作用：Y E： 1.3 ；进行挠度计算时；重力荷载：Y G： 1.0 ；风荷载：Y w：1.0 ；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数书w为1.0 ；地震作用的组合系数书e为0.5 ；3门窗竖中梃计算基本参数：:计算点标高：98.2m；:力学模型：简支梁；:竖中梃跨度：H=2050mm:竖中梃左受荷单元宽： W=517mm竖中梃右受荷单元宽：W=517mm: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: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：t a=55MPa外框

43、弹性模量：Ea=70000MPa 外框绕X轴惯性矩：I ax=204570mm 外框绕Y轴惯性矩：I ay=80210mm 外框绕X轴净截面抵抗矩：Wxi=6141mm 外框绕X轴净截面抵抗矩： Wx2=5576mm 外框净截面面积：An=371.901mm外框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tax=2.8mm外框受力面对中性轴的面积矩：Sax=3840mm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

44、1.00 ;对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取 1.00 ；此处取：丫 =1.00 ；(2)内框参数：选用型材号：n sgc内框的抗弯强度设计值：f s=215MPa 内框的抗剪强度设计值：t s=125MPa内框弹性模量：E.=206000MPa 内框绕X轴惯性矩：I sx=139400mm 内框绕丫轴惯性矩：Isy=8210mfri 内框绕X轴净截面抵抗矩：VSZx1 =4343mm 内框绕X轴净截面抵抗矩：VSZx2=4343mm 内框净截面面积：An=249m m内框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t sx=2.5mm3内框受力面对中性轴的面积矩：Sx=2653mm 塑性发展系数：对于冷弯

45、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：丫 =1.05 ;3.2竖中梃计算简图的确定因为：VKHW2 I sx)=0.704 X 206000X 139400/(70000 X 204570+206000X 139400) =0.47N/mm右单元承受的风荷载作用集度分配：q ak2：右单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载标准值(N/mm);q sk2：右

46、单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载标准值(N/mm);q a2：右单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载设计值(N/mm);q s2 :右单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载设计值(N/mm);E a：外框的弹性模量(MPa)；E s：内框的弹性模量(MPa)；I ax :外框的绕X轴惯性矩(mnn)；I sx :内框的绕X轴惯性矩(mnn);q ak2=qk2 X Ea| ax/(E al ax+EI sx)=0.484 X 70000X 204570/(70000 X 204570+206000X 139400) =0.161N/mmq sk2=qk2 X Es I sx/(E aI ax

47、+EI sx)=0.484X 206000X 139400/(70000 X 204570+206000X 139400)=0.323N/mmq a2=q2 X EaI ax/(E al ax+E I sx)=0.704 X 70000X 204570/(70000 X 204570+206000X 139400) =0.234N/mmq s2 = q2 X EsI sx/(E aI ax+E I sx)=0.704 X 206000X 139400/(70000 X 204570+206000X 139400) =0.47N/mm3.5竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析(1)外框分析：M

48、a1：在左受荷单元力作用下的外框跨中最大弯矩(N mm)M a1=qa1 X H/24 X (3-(W/H)2)2 2=0.234 X 2050/24 X (3-(517/2050)=120317.057N mma1：在左受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N);a1=qa1H/2 X (1-W1/2/H)=209.606N内框分析：M s1：在左受荷单元力作用下的内框跨中最大弯矩(N mm)M s1=qs1 X H/24 X (3-(W1/H)2)2 2=0.47 X 2050 /24 X (3-(517/2050)=241662.465N mms1：在左受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)

49、;s1=qs1H/2 X (1-W1/2/H)=421.002N3.6竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析(1)外框分析：M a2：在右受荷单元力作用下的外框跨中最大弯矩(N mm)M a2=qa2 X H/24 X -(W2/H)2 2=0.234 X 2050/24 X (3-(517/2050)=120317.057N mma2：在右受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N);a2=qa2H/2 X (1-WJ2/H)=209.606N内框分析：M s2:在右受荷单元力作用下的内框跨中最大弯矩(N mm)M s2=qs2 X H/24 X -(W2/H)2)2 2=0.47 X 2050 /

50、24 X (3-(517/2050)=241662.465N mms2:在右受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)；s2=qs2H/2 X (I-W2/2/H)=421.002N3.7竖中梃的抗弯强度计算外框的强度计算：按下面的公式进行强度校核，应满足：(M al + M2)/ 丫 WAxW fa上式中：M a1：外框在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N mm)M a2：外框在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N mm)W anx:外框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mn3)；:塑性发展系数，取1.00 ；f a：型材的抗弯强度设计值，取90MPa则：(M ai+M2)/ 丫 Wx=(1203

51、17.057+120317.057)/1.00/5576=43.155MPa 90MPa竖中梃外框抗弯强度能满足要求。内框的强度计算：按下面的公式进行强度校核，应满足：(M si+Mb)/ 丫 WixW f s上式中：M si：内框在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N mm)M s2:内框在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N mm)W snx:内框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm)；:塑性发展系数，取1.05 ;f s：材的抗弯强度设计值，取 215MPa则：(M s1+M2)/ 丫 Wx=(241662.465+241662.465)/1.05/4343=105.989MPa 215M

52、Pa竖中梃内框抗弯强度能满足要求。3.8竖中梃的挠度计算由于是按照等挠度原理进行的荷载分配，所以，此处仅需要对外框进行验算：竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度计算：d f1 :竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度(mm)；424d f1=qak1H/240Eal axX (25/8-5 X (W/2/H) +2X (W/2/H)=0.161X 20507240/70000/204570 X (25/8-5 X (517/2/2050) 2+2X (517/2/2050) 4)=2.52mm竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度计算：d f2 :竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度(mm)；d f2=qak2H

53、7240EI X (25/8-5 X (W2/2/H) 2+2X (WL/2/H) 4)=0.161X 20507240/70000/204570 X (25/8-5 X (517/2/2050) 2+2X (517/2/2050) 4)=2.52mm竖中梃在风荷载作用下的总体挠度：d f =df1 +df2=2.52+2.52=5.04mm挠度的限值取杆件总长的1/100，即卩20.5mm且不应大于20mm5.04mm 20.5mm5.04mm 20mm所以，挠度满足要求！3.9竖中梃的抗剪计算（1）外框的抗剪计算: 校核依据：T amaW T a=55MPa （材料的抗剪强度设计值） 在上

54、面的公式中：T amax：竖中梃外框最大剪应力（N）；a1：在左受荷单元力作用下的外框剪力设计值（N）；a2：在右受荷单元力作用下的外框剪力设计值（N）；S ax :竖中梃外框型材受力面对中性轴的面积矩（口询；I ax:竖中梃外框型材截面惯性矩（mn4）；t ax:外框型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度（mm）；T amax=(Va1+Vi2)Sax/laxt ax=(209.606+209.606)=2.81MPaX 3840/204570/2.82.81MPa 55MPa竖中梃外框抗剪强度能满足要求！（2）内框的抗剪计算：校核依据：T smaxW T s=125MPa （材料的抗剪强度设计

55、值）在上面的公式中：T smax：竖中梃内框最大剪应力（N）；S1：在左受荷单元力作用下的内框剪力设计值（N）；S2:在右受荷单元力作用下的内框剪力设计值（N）；S sx:竖中梃内框型材受力面对中性轴的面积矩（mn）；I sx:竖中梃内框型材截面惯性矩（m）；t sx:内框型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度（mm）；T smax=(Vs1 +2)Ssx/|sxt sx=(421.002+421.002)X 2653/139400/2.5=6.41MPa6.41MPa 125MPa竖中梃内框抗剪强度能满足要求4玻璃板块的选用与校核基本参数：:计算点标高：98.2m；:玻璃板尺寸：宽X高 =BX

56、H=517mm 1475mm:玻璃配置：单片玻璃，钢化玻璃 6mm 模型简图为：1L1-1141111X11J11 bB四边企支板4.1玻璃板块荷载计算玻璃板块自重：G Ak：玻璃板块单位面积自重(仅指玻璃)(MPa);t :玻璃板块厚度(mm)；Yg：玻璃的体积密度(N/mm);G Ak= 丫 gt=0.0000256 X 6=0.000154MPa垂直于板块平面的分布水平地震作用：q EAk：垂直于板块平面的分布水平地震作用(MPa);B E：动力放大系数，取5.0 ;a max：水平地震影响系数最大值，取 0.08 ；G Ak：玻璃单位面积自重(MPa);q EAk= B E a maG

57、k=5.0 X 0.08 X 0.000154=0.000062MPa作用在玻璃上的风荷载及地震作用荷载组合：用于强度计算时，采用 Sw+0.5Se设计值组合：,5.4.1JGJ102-2003q=1.4w k+0.5 X 1.3q EAk=1.4 X 0.001879+0.5 X 1.3 X 0.000062=0.002671MPaSw+0.5Se标准值组合为：q k=w+0.5 X qEAk=0.001879+0.5 X 0.000062=0.00191MPa用于挠度计算时，采用Sw标准值：,5.4.1JGJ102-2003w k=0.001879MPa4.2玻璃的强度计算校核依据：f g

58、0 :玻璃的计算参数；n :玻璃的折减系数；q k：作用在玻璃上的荷载组合标准值(MPa);a :分格短边长度(mm)；E :玻璃的弹性模量(MPa);t:玻璃厚度(mm)；0 =qka4/Et4,6.1.2-3JGJ102-200344=0.00191 X 517/72000/6=1.462按系数 0，查表 6.1.2-2JGJ102-2003, n =1 ；(7 :玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q :作用在板块玻璃上的荷载组合设计值(MPa);a :玻璃短边边长(mm)；b :玻璃长边边长(mm)；t :玻璃厚度(mm)；m :玻璃弯矩系数，按边长比a/b查表6.1.

59、2-1JGJ102-2003 得m=0.1161;2 27 =6mqan /t,6.1.2JGJ102-2003=6 X 0.1161 X 0.002671 X 5172X 1/62=13.815MPa13.815MPa fg=84MPa钢化玻璃)玻璃的强度满足要求！4.3玻璃最大挠度校核校核依据：d f=n 卩 wAa4/D df,nm,6.1.3-2JGJ102-2003上面公式中：d f :玻璃板挠度计算值(mm)；n :玻璃挠度的折减系数，按0 =wka4/Et4查表，为1；卩：玻璃挠度系数，按边长比 a/b查表6.1.3JGJ102-2003得卩=0.01198 ； w k：风荷载标

60、准值(MPa)a :玻璃板块短边尺寸(mm)；D :玻璃的弯曲刚度(N mm)d f,lim :许用挠度，取短边长的1/60，为8.617mm其中：32D=Et /(12(1- u ),6.1.3-1JGJ102-2003上式中：E :玻璃的弹性模量(MPa)；t :玻璃的厚度(mm)；u :玻璃材料泊松比，为0.2 ；32D=Et 心2(1- u )=72000 X 63/(12 X (1-0.2 2)=1350000N mmd f=n 卩 wAa4/D=1 X 0.01198 X 0.001879 X 517/1350000 =1.191mm1.191mm 300m时，取 Z=300m 当