林业职业技术学院江南校区二期建设B地块学生公寓9#楼铝合金门窗工程设计计算书

﹒第8284第一部分、[PC1624标高40米高1500分格650/950中挺XC-K5043818宽1520分格1500/900中挺XC-K5043818节点PC-02][门窗] 48848一、计算依据及说明 4153441、工程概况说明 415368二、荷载计算 447441、风荷载标准值计算 462412、风荷载设计值计算 64443、水平地震作用计算 6205224、荷载组合计算 75069三、门窗水密性能计算 843001、门窗水密性计算 81033四、玻璃计算 8260721、玻璃面积 8243922、玻璃板块自重 8251003、玻璃强度计算 9269994、玻璃跨中挠度计算 1019773五、窗扇立料计算 11307921、扇框荷载计算 11263062、窗扇截面特性 11134313、扇框强度计算 1220764、扇框剪切强度计算 13323405、扇框刚度计算 134584六、门窗立挺计算 14223761、立梃荷载计算 1475232、立梃截面特性 156233、立梃强度计算 15325184、立梃剪切强度校核 16215045、立梃刚度计算 1719202七、门窗横挺计算 18167941、横梃荷载计算 18211602、横梃截面特性 19271183、横梃强度计算 2025574、横梃剪切强度计算 21267795、横梃刚度计算 2332527八、门窗与主结构连接件计算 2363331、基本参数 2363362、荷载计算 24176613、副框与框连接计算 25166794、副框与连接片连接计算 25309725、连接片与建筑结构连接计算 2732692第二部分、[PC4615标高40米高1500分格1300/2050中挺XC-K5043818节点PC-05][门窗] 281880一、荷载计算 28270651、风荷载标准值计算 28124442、风荷载设计值计算 30174233、水平地震作用计算 30314424、荷载组合计算 3018146二、门窗立挺计算 3116891、立梃荷载计算 31156002、立梃截面特性 32219903、立梃强度计算 33168364、立梃剪切强度校核 34230055、立梃刚度计算 3516043第三部分、[PC3426标高40米高2600分格1300/800立柱120x60x3.0mm铝方管宽800分格1500/600中梃XC-K5040118节点PC-06][门窗] 362148一、荷载计算 3611471、风荷载标准值计算 36326092、风荷载设计值计算 3841933、水平地震作用计算 38109374、荷载组合计算 3815442二、门窗立挺计算 39193491、立梃荷载计算 39245332、立梃截面特性 40292973、立梃强度计算 41195114、立梃剪切强度校核 42101065、立梃刚度计算 4320474三、门窗横挺计算 438771、横梃荷载计算 43282052、横梃截面特性 44150573、横梃强度计算 4565714、横梃剪切强度计算 46113935、横梃刚度计算 4811455第四部分、[PC5224标高40米高2400分格1300/1300立柱120x60x3.0mm铝方管宽1300分格1500/900中挺XC-K5043818节点PC-09][门窗] 4927889一、荷载计算 49266281、风荷载标准值计算 4921752、风荷载设计值计算 51255723、水平地震作用计算 5113834、荷载组合计算 511848二、门窗立挺计算 5226611、立梃荷载计算 52296812、立梃截面特性 53305293、立梃强度计算 5486804、立梃剪切强度校核 55263285、立梃刚度计算 5624905三、门窗横挺计算 5636861、横梃荷载计算 5623542、横梃截面特性 57194783、横梃强度计算 58318734、横梃剪切强度计算 5918335、横梃刚度计算 6115850第五部分、[PC5226标高40米高2600分格1300/1300立柱120x60x3.0mm铝方管节点PC-10][门窗] 6222060一、荷载计算 62219541、风荷载标准值计算 62174372、风荷载设计值计算 6479753、水平地震作用计算 6449694、荷载组合计算 6432623二、门窗立挺计算 6556741、立梃荷载计算 65250902、立梃截面特性 66115383、立梃强度计算 67256084、立梃剪切强度校核 68191685、立梃刚度计算 69[PC1624标高40米高1500分格650/950中挺XC-K5043818宽1520分格1500/900中挺XC-K5043818节点PC-02][门窗]计算依据及说明工程概况说明工程名称:[林业职业技术学院江南校区二期建设B地块学生公寓9#楼铝合金门窗工程]工程所在城市:工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B类工程所在地区抗震设防烈度:六度工程基本风压:0.39kN/m2荷载计算风荷载标准值计算EQW\s\do3(k):作用在门窗上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度40mEQμ\s\do3(z):40m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=1×(\f(z,10))0.3=1.515717EQI\s\do3(10):10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。(GB50009-2012条文说明8.4.6)EQβ\s\do3(gz):阵风系数:EQβ\s\do3(gz)=1+2×g×I\s\do3(10)×(\f(z,10))(-α)EQ=1+2×2.5×0.14×(\f(40,10))(-0.15)=1.568577EQμ\s\do3(sp1):局部正风压体型系数EQμ\s\do3(sn1):局部负风压体型系数,通过计算确定EQμ\s\do3(sz):建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3)取1EQμ\s\do3(sf):建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3-2)取-1.4对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，取-0.2或0.2EQA\s\do3(v):立梃构件从属面积取1.2m2EQA\s\do3(h):横梃构件从属面积取1.824m2EQμ\s\do3(sa):维护构件面板的局部体型系数EQμ\s\do3(s1z)=μ\s\do3(sz)+0.2=1.2EQμ\s\do3(s1f)=μ\s\do3(sf)-0.2=-1.6维护构件从属面积大于或等于25m2的体型系数计算EQμ\s\do3(s25z)=μ\s\do3(sz)×0.8+0.2(GB50009-20128.3.4)=1EQμ\s\do3(s25f)=μ\s\do3(sf)×0.8-0.2(GB50009-20128.3.4)=-1.32对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有EQμ\s\do3(saz)=1.2EQμ\s\do3(saf)=-1.6同样，取立梃面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(savz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)+0.2EQ=1+(0.8-1)×\f(0.079181,1.4)+0.2=1.188688EQμ\s\do3(savf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)-0.2EQ=-1.4+((-1.12)-(-1.4))×\f(0.079181,1.4)-0.2=-1.584164同样，取横梃面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(sahz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)+0.2EQ=1+(0.8-1)×\f(0.261025,1.4)+0.2=1.162711EQμ\s\do3(sahf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)-0.2EQ=-1.4+((-1.12)-(-1.4))×\f(0.261025,1.4)-0.2=-1.547795按照以上计算得到对于面板有:EQμ\s\do3(sp1)=1.2EQμ\s\do3(sn1)=-1.6对于立梃有:EQμ\s\do3(svp1)=1.188688EQμ\s\do3(svn1)=-1.584164对于横梃有:EQμ\s\do3(shp1)=1.162711EQμ\s\do3(shn1)=-1.547795面板正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.568577×1.2×1.515717×0.39=1.112678kN/m2EQW\s\do3(kp)<2.5kN/m2,取EQW\s\do3(kp)=2.5kN/m2面板负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.568577×(-1.6)×1.515717×0.39=-1.483571kN/m2EQW\s\do3(kn)>-2.5kN/m2,取EQW\s\do3(kn)=-2.5kN/m2同样，立梃正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.568577×1.188688×1.515717×0.39=1.10219kN/m2EQW\s\do3(kvp)<2.5kN/m2,取EQW\s\do3(kvp)=2.5kN/m2立梃负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-1.468887kN/m2EQW\s\do3(kvn)>-2.5kN/m2,取EQW\s\do3(kvn)=-2.5kN/m2同样，横梃正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.078102kN/m2EQW\s\do3(khp)<2.5kN/m2,取EQW\s\do3(khp)=2.5kN/m2横梃负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-1.435165kN/m2EQW\s\do3(khn)>-2.5kN/m2,取EQW\s\do3(khn)=-2.5kN/m2当前门窗抗风压等级为4级风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2EQγ\s\do3(w):风荷载作用效应的分项系数：1.5面板风荷载作用计算EQW\s\do3(p)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kp)=1.5×2.5=3.75kN/m2EQW\s\do3(n)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kn)=1.5×(-2.5)=-3.75kN/m2立梃风荷载作用计算EQW\s\do3(vp)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kvp)=1.5×2.5=3.75kN/m2EQW\s\do3(vn)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kvn)=1.5×(-2.5)=-3.75kN/m2横梃风荷载作用计算EQW\s\do3(hp)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(khp)=1.5×2.5=3.75kN/m2EQW\s\do3(hn)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(khn)=1.5×(-2.5)=-3.75kN/m2水平地震作用计算EQG\s\do3(Ak):面板平米重量取0.3072kN/m2EQα\s\do3(max):水平地震影响系数最大值:0.04EQq\s\do3(Ek):分布水平地震作用标准值(kN/m2)EQq\s\do3(Ek)=β\s\do3(E)×α\s\do3(max)×G\s\do3(Ak)=5×0.04×0.3072=0.06144kN/m2EQγ\s\do3(E):地震作用分项系数:1.3EQq\s\do3(EA):分布水平地震作用设计值(kN/m2)EQq\s\do3(EA)=γ\s\do3(E)×q\s\do3(Ek)=1.3×0.06144=0.079872kN/m2荷载组合计算门窗面板承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:EQS\s\do3(zkp)=W\s\do3(kp)=2.5kN/m2EQS\s\do3(zp)=W\s\do3(kp)×γ\s\do3(w)+q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=2.5×1.5+0.06144×1.3×0.5=3.789936kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:EQS\s\do3(zkn)=W\s\do3(kn)=-2.5kN/m2EQS\s\do3(zp)=W\s\do3(kn)×γ\s\do3(w)-q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=-2.5×1.5-0.06144×1.3×0.5=-3.789936kN/m2门窗立梃荷载组合如下:EQS\s\do3(zkvp)=W\s\do3(kvp)=2.5kN/m2EQS\s\do3(zvp)=W\s\do3(kvp)×γ\s\do3(w)+q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=2.5×1.5+0.06144×1.3×0.5=3.789936kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:EQS\s\do3(zkvn)=W\s\do3(kvn)=-2.5kN/m2EQS\s\do3(zvn)=W\s\do3(kvn)×γ\s\do3(w)-q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=-2.5×1.5-0.06144×1.3×0.5=-3.789936kN/m2门窗横梃荷载组合如下:EQS\s\do3(zkhp)=W\s\do3(khp)=2.5kN/m2EQS\s\do3(zhp)=W\s\do3(khp)×γ\s\do3(w)+q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=2.5×1.5+0.06144×1.3×0.5=3.789936kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:EQS\s\do3(zkhn)=W\s\do3(khn)=-2.5kN/m2EQS\s\do3(zhn)=W\s\do3(khn)×γ\s\do3(w)-q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=-2.5×1.5-0.06144×1.3×0.5=-3.789936kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用面板荷载组合标准值为2.5kN/m2面板荷载组合设计值为3.789936kN/m2立梃荷载组合标准值为2.5kN/m2立梃荷载组合设计值为3.789936kN/m2横梃荷载组合标准值为2.5kN/m2横梃荷载组合设计值为3.789936kN/m2门窗水密性能计算门窗水密性计算根据《铝合金门窗工程技术规范》JGJ214-20104.5要求,铝合金门窗水密性能设计指标即门窗不发生雨水渗漏的最高风压力差值(△P)应根据建筑物所在地的气象观测数据和建筑设计要求来确定。在没有气象资料可用的情况下，铝合金门窗水密性能设计指标△P可用下式计算:EQ△P≥C×μ\s\do3(z)×ω\s\do3(0)(JGJ214-20104.5.2)式中:△P任意高度z处门窗的瞬时风速风压力差值(Pa)；C水密性能设计计算系数:对于热带风暴和台风地区取值为0.5，其他非热带风暴和台风地区取值为0.4；EQμ\s\do3(z)风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的规定进行计算；EQω\s\do3(0)基本风压(Pa)；南平市地区基本风压，取390PaEQμ\s\do3(z):40m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=1×(\f(z,10))0.3=1.515717所以有：EQ△P≥C×μ\s\do3(z)×ω\s\do3(0)(JGJ214-20104.5.2)=0.5×1.515717×390=295.56473Pa玻璃计算玻璃面积B:该处玻璃幕墙分格宽:0.95mH:该处玻璃幕墙分格高:1.5mA:该处玻璃板块面积:A=B×H=0.95×1.5=1.425m2玻璃板块自重EQG\s\do3(SAk):中空玻璃板块平均自重(不包括铝框):玻璃的体积密度为:25.6(kN/m3)(JGJ102-20035.3.1)EQt\s\do3(1):外层玻璃厚度6mmEQt\s\do3(2):内层玻璃厚度6mmEQG\s\do3(SAk)=25.6×\f(t\s\do3(1)+t\s\do3(2),1000)EQ=25.6×\f(6+6,1000)=0.3072kN/m2EQG=1.3×0.3072×1.425=0.569088kN玻璃强度计算选定面板材料为:6(TP)+12+6(TP)中空玻璃校核依据:σ≤EQf\s\do3(g)q:玻璃所受组合荷载:3.789936kN/m2a:玻璃短边边长:0.95mb:玻璃长边边长:1.5mEQt\s\do3(1):中空玻璃外层玻璃厚度:6mmEQt\s\do3(2):中空玻璃内层玻璃厚度:6mmE:玻璃弹性模量:72000N/mm2m:玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b查表6.1.2-1得:0.082533η:折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2EQσ\s\do3(w):玻璃所受应力:q=3.789936kN/m2荷载分配计算:EQq\s\do3(1)=1.1×q×\f(t\s\do3(1)3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=1.1×3.789936×\f(63,63+63)=2.084465EQq\s\do3(2)=q×\f(t\s\do3(2)3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=3.789936×\f(63,63+63)=1.894968EQq\s\do3(k1)=1.1×q\s\do3(k)×\f(t\s\do3(1)3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=1.1×2.5×\f(63,63+63)=1.375EQq\s\do3(k2)=q\s\do3(k)×\f(t\s\do3(2)3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=2.5×\f(63,63+63)=1.25参数θ计算:EQθ\s\do3(1)=\f(q\s\do3(k1)×a4×109,E×t\s\do3(1)4)(JGJ102-20036.1.2-3)EQ=\f(1.375×0.954×109,72000×64)=12.002166查表6.1.2-2得η1=0.951991EQθ\s\do3(2)=\f(q\s\do3(k2)×a4×109,E×t\s\do3(2)4)EQ=\f(1.25×0.954×109,72000×64)=10.91106查表6.1.2-2得EQη\s\do3(2)=0.956356玻璃最大应力计算:EQσ\s\do3(w1)=\f(6×m×q\s\do3(1)×a2×1000,t\s\do3(1)2)×η\s\do3(1)(JGJ102-20036.1.2-1)EQ=\f(6×0.082533×2.084465×0.952×1000,62)×0.951991=24.635019N/mm2EQσ\s\do3(w2)=\f(6×m×q\s\do3(2)×a2×1000,t\s\do3(2)2)×η2EQ=\f(6×0.082533×1.894968×0.952×1000,62)×0.956356=22.498145N/mm224.635019N/mm2≤EQf\s\do3(g)=84N/mm222.498145N/mm2≤EQf\s\do3(g)=84N/mm2玻璃的强度满足玻璃跨中挠度计算校核依据:EQd\s\do3(f)≤d\s\do3(flim)=\f(0.95,60)×1000=15.833333mmD:玻璃刚度(N·mm)ν:玻璃泊松比:0.2E:玻璃弹性模量:72000N/mm2EQt\s\do3(e):中空玻璃的等效厚度EQt\s\do3(e)=0.95×\r(3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=0.95×\r(3,63+63)=7.18155mmEQD=\f(E×t\s\do3(e)3,12×(1-ν2))EQ=\f(72000×7.181553,12×(1-0.22))=2314912.5N·mmEQq\s\do3(k):玻璃所受组合荷载标准值:2.5kN/m2μ:挠度系数,按边长比a/b查表6.1.3得:0.008197参数θ计算:EQθ=\f(q\s\do3(k)×a4,E×t\s\do3(e)4)(JGJ102-20036.1.2-3)EQ=\f(2.5×0.954,72000×7.181554)×109=10.632348η:折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2得η=0.957471EQd\s\do3(f):玻璃组合荷载标准值作用下挠度最大值EQd\s\do3(f)=\f(μ×q\s\do3(k)×a4,D)×η(JGJ102-20036.1.3-2)EQ=\f(0.008197×2.5×0.954,2314912.5)×0.957471×109=6.903393mm6.903393mm≤EQd\s\do3(flim)=15.833333mm玻璃的挠度满足窗扇立料计算扇框荷载计算窗扇可以简化为直接承受梯形荷载。EQW\s\do3(k):风荷载标准值:2.5kN/m2EQW\s\do3(sk):扇框宽度0.65mEQH\s\do3(sk):扇框高度1.5mEQW\s\do3(fk):门窗扇承受的线荷载标准值(kN/m)EQW\s\do3(f):门窗扇承受的线荷载设计值(kN/m)EQW\s\do3(fk)=W\s\do3(k)×\f(W\s\do3(sk),2)EQ=\f(2.5×0.65,2)=0.8125kN/mEQW\s\do3(f)=W×\f(W\s\do3(sk),2)EQ=\f(3.789936×0.65,2)=1.231729kN/m窗扇截面特性选用扇框型材名称:XC-K5040218型材强度设计值:140N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X轴惯性矩:EQI\s\do3(x)=11.8384cm4Y轴惯性矩:EQI\s\do3(Y)=6.50029cm4X轴上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1)=3.82677cm3X轴下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2)=6.20972cm3Y轴左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1)=2.01728cm3Y轴右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2)=2.02017cm3型材截面积:A=3.66429cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=1.8mm型材截面绕X轴面积矩:EQS\s\do3(s)=2.95048cm3型材截面绕Y轴面积矩:EQS\s\do3(sy)=2.01803cm3塑性发展系数:γ=1.05扇框强度计算EQW\s\do3(sk):扇框宽度0.65mEQH\s\do3(sk):扇框高度1.5mEQM\s\do3(sk):扇框所受弯矩(kN.m)EQM\s\do3(sk)=\f(W\s\do3(f)×H\s\do3(sk)2×\b(3-\f(W\s\do3(sk)2,H\s\do3(sk)2)),24)EQ=\f(1.231729×1.52×\b(3-\f(0.652,1.52)),24)=0.32474kN.mσ:扇框计算强度(N/mm2)EQW\s\do3(x):扇框截面抵抗矩:3.82677cm3γ:塑性发展系数:1.05EQσ=\f(M\s\do3(sk)×103,1.05×W\s\do3(x))EQ=\f(0.32474×103,1.05×3.82677)=80.819189N/mm280.819189N/mm2≤ｆa=140N/mm2扇框强度满足要求扇框剪切强度计算EQW\s\do3(sk):扇框宽度0.65mEQH\s\do3(sk):扇框高度1.5mEQQ\s\do3(sk):扇框所受剪力(kN)EQQ\s\do3(sk)=\f(W\s\do3(f)×W\s\do3(sk),4)+\f((H\s\do3(sk)-W\s\do3(sk))×W\s\do3(f),2)EQ=\f(1.231729×0.65,4)+\f((1.5-0.65)×1.231729,2)=0.723641kNτ:扇框计算强度(N/mm2)EQS\s\do3(s):扇框型材截面面积矩:2.95048cm3EQI\s\do3(y):扇框型材截面惯性矩:11.8384cm4t:扇框型材抗剪壁厚:1.8mmEQτ=\f(Q\s\do3(sk)×S\s\do3(s),I\s\do3(y)×t)×100EQ=\f(0.723641×2.95048,11.8384×1.8)×100=10.019597N/mm210.019597N/mm2≤81.2N/mm2扇框剪切强度满足要求扇框刚度计算EQW\s\do3(sk):扇框宽度0.65mEQH\s\do3(sk):扇框高度1.5mEQE\s\do3(sk):扇框材料弹性模量70000N/mm2EQI\s\do3(sk):扇框型材截面惯性矩:11.8384cm4EQU\s\do3(sk):扇框最大挠度(mm)参考《建筑结构静力计算手册》表2-6EQU\s\do3(sk)=\f(W\s\do3(fk)×H\s\do3(sk)4,240×E\s\do3(sk)×I\s\do3(sk))×(\f(25.0,8)-5×\f(W\s\do3(sk)2,22×H\s\do3(sk)2)+2×\f(W\s\do3(sk)4,24×H\s\do3(sk)4))EQ=\f(0.8125×1.54,240×70000×11.8384)×(\f(25.0,8)-5×\f(0.652,22×1.52)+2×\f(0.654,24×1.54))×108=5.9867mmEQU\s\do3(max)=H\s\do3(sk)×1000×\f(1,180)=8.333333mm5.9867mm≤Umax=8.333333mm5.9867mm≤15mm扇框挠度满足要求门窗立挺计算立梃荷载计算门窗水平面荷载设计值：Sz=3.789936kN/m2门窗水平面荷载标准值：Szk=2.5kN/m2立梃截面特性选定立梃材料类别:铝-6063-T6选用立梃型材名称:XC-K5043818型材强度设计值:140N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X轴惯性矩:EQI\s\do3(x)=40.3619cm4Y轴惯性矩:EQI\s\do3(y)=15.7542cm4X轴上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1)=9.58893cm3X轴下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2)=9.40663cm3y轴左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1)=4.20113cm3y轴右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2)=4.20113cm3型材截面积:A=5.95984cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=1.8mm型材截面面积矩:EQS\s\do3(s)=6.35493cm3塑性发展系数:γ=1.05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)0.0000.1690.3370.5060.6750.8250.9941.1631.3311.500弯矩(kN.m)0.0000.2720.5070.6730.7550.7550.6730.5070.2720.000最大弯矩发生在0.75m处σ:立梃计算强度(N/mm2)M:立梃弯矩:0.763356kN·mEQW\s\do3(x2):立梃截面抵抗矩:9.40663cm3γ:塑性发展系数:1.05EQσ=\f(M,1.05×W\s\do3(x2))×103EQ=\f(0.763356,1.05×9.40663)×103=77.28655N/mm277.28655N/mm2≤EQｆ\s\do3(a)=140N/mm2立梃强度满足要求立梃剪切强度校核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)0.0000.1690.3370.5060.6750.8250.9941.1631.3311.500剪力(kN)-1.646-1.538-1.215-0.739-0.2270.2270.7391.2151.5381.646最大剪力发生在0m处τ:立梃剪应力:Q:立梃最大剪力:1.646253kNEQS\s\do3(s):立梃型材截面面积矩:6.35493cm3EQI\s\do3(x):立梃型材截面惯性矩:40.3619cm4t:立梃抗剪壁厚:1.8mmEQτ=\f(Q×S\s\do3(s),I\s\do3(x)×t)×100EQ=\f(1.646253×6.35493,40.3619×1.8)×100=14.400029N/mm214.400029N/mm2≤81.2N/mm2立梃抗剪强度可以满足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)0.0000.1690.3370.5060.6750.8250.9941.1631.3311.500挠度(mm)0.0001.4242.6693.5814.0504.0503.5812.6691.4240.000最大挠度发生在0.75m处立梃最大容许挠度为Umax=1.5×1000×1/180=8.333333mm立梃最大挠度U为:4.099807mm≤8.333333mm且4.099807mm≤20mm立梃刚度满足要求门窗横挺计算横梃荷载计算门窗水平面荷载设计值：Sz=3.789936kN/m2门窗水平面荷载标准值：Szk=2.5kN/m2门窗横梃所受重力面荷载标准值为GAK=0.3072kN/m2重力面荷载设计值为GA=γG×0.3072=0.39936kN/m2门窗横梃在重力荷载作用下的受力简图如下横梃截面特性选定横梃材料类别:铝-6063-T6选用横梃型材名称:XC-K5043818型材强度设计值:140N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X轴惯性矩:EQI\s\do3(x)=15.7542cm4Y轴惯性矩:EQI\s\do3(y)=40.3619cm4X轴上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1)=4.20113cm3X轴下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2)=4.20113cm3Y轴左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1)=9.58893cm3Y轴右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2)=9.40663cm3型材截面积:A=5.95984cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=1.8mm型材截面绕X轴面积矩:EQS\s\do3(s)=4.34255cm3型材截面绕Y轴面积矩:EQS\s\do3(sy)=6.35493cm3塑性发展系数:γ=1.05横梃强度计算1)通过有限元分析计算得到横梃在水平荷载作用下的弯矩图如下:门窗横梃具体弯矩分布如下表:列表条目12345678910偏移(m)0.0000.1710.3420.5130.6840.8361.0071.1781.3491.520弯矩(kN.m)0.0000.3370.6360.8590.9760.9760.8590.6360.3370.000最大弯矩发生在0.76m处σ:横梃计算强度(N/mm2)M:横梃弯矩:0.989401kN·mEQW\s\do3(y1):横梃截面抵抗矩:9.40663cm3γ:塑性发展系数:1.05EQσ=\f(M,1.05×W\s\do3(y1))×103EQ=\f(0.989401,1.05×9.40663)×103=100.172578N/mm2100.172578N/mm2≤EQｆ\s\do3(a)=140N/mm2横梃强度满足要求2)通过有限元分析计算得到横梃在重力作用下的弯矩图如下:最大弯矩发生在0.76m处EQσ\s\do3(g):横梃计算强度(N/mm2)EQM\s\do3(g):横梃弯矩:0.173003kN·mEQW\s\do3(x):横梃截面抵抗矩:4.20113cm3EQσ\s\do3(g)=\f(M\s\do3(g),1.05×W\s\do3(x))×103EQ=\f(0.173003,1.05×4.20113)×103=39.219097N/mm239.219097N/mm2≤EQｆ\s\do3(a)=140N/mm2横梃在重力作用下的强度满足要求3)通过有限元分析计算得到横梃在水平荷载以及重力作用下的应力图如下:最大应力为139.391675N/mm2≤EQｆ\s\do3(a)=140N/mm2横梃在组合作用下的强度满足要求横梃剪切强度计算1)通过有限元分析计算得到横梃在水平风荷载组合作用下的剪力图如下:门窗横梃具体剪力分布如下表:列表条目12345678910偏移(m)0.0000.1710.3420.5130.6840.8361.0071.1781.3491.520剪力(kN)-2.007-1.896-1.563-1.017-0.3370.3371.0171.5631.8962.007最大剪力发生在0m处τ:横梃剪应力:Q:横梃最大剪力:2.006771kNEQS\s\do3(sy):横梃型材截面面积矩:6.35493cm3EQI\s\do3(y):横梃型材截面惯性矩:40.3619cm4t:横梃抗剪壁厚:1.8mmEQτ=\f(Q×S\s\do3(sy),I\s\do3(y)×t)×100EQ=\f(2.006771×6.35493,40.3619×1.8)×100=17.553532N/mm217.553532N/mm2≤81.2N/mm2横梃抗剪强度可以满足2)通过有限元分析计算得到横梃在重力作用下的剪力图如下:最大剪力发生在0m处EQτ\s\do3(g):横梃剪应力:EQQ\s\do3(g):横梃最大剪力:0.45527kNEQS\s\do3(sx):横梃型材截面面积矩:4.34255cm3EQI\s\do3(x):横梃型材截面惯性矩:15.7542cm4EQτ\s\do3(g)=\f(Q\s\do3(g)×S\s\do3(sx),I\s\do3(x)×t)×100EQ=\f(0.45527×4.34255,15.7542×1.8)×100=6.971807N/mm26.971807N/mm2≤81.2N/mm2横梃在重力作用下的抗剪强度可以满足横梃刚度计算1)通过有限元分析计算得到横梃在水平风荷载组合作用下的挠度图如下:门窗横梃具体挠度分布如下表:列表条目12345678910偏移(m)0.0000.1710.3420.5130.6840.8361.0071.1781.3491.520挠度(mm)0.0001.8603.4924.6955.3175.3174.6953.4921.8600.000最大挠度发生在0.76m处横梃最大容许挠度为Umax=1.52×1000×1/180=8.444444mm横梃最大挠度U为:5.383821mm≤8.444444mm且5.383821mm≤20mm横梃在水平风荷载组合作用下的刚度满足要求2)通过有限元分析计算得到横梃在重力作用下的挠度图如下:最大挠度发生在0.76m处横梃在重力作用下最大容许挠度为Ugmax=1.52×1000×1/500=3.04mm横梃在重力作用下的最大挠度U为:2.904231mm≤3.04mm且2.904231mm≤20mm横梃在重力作用下的刚度满足要求门窗与主结构连接件计算基本参数1)门窗洞口尺寸：宽×高=B×H=1.6m×2.4m;2)门窗边框材质:铝-6063-T5与紧固件接触处的边框壁厚：1.8mm3)钢副框型材壁厚:2mm；4)连接片钢板厚度：1.5mm；连接片总数量：20个；5)连接片和钢副框连接紧固件类型：自攻螺钉；紧固件直径：4.8mm；紧固件数量：20个；6)连接片与建筑结构连接：紧固件类型：射钉；紧固件公称直径：4mm；紧固件数量：20个7)钢副框与门窗边框连接：紧固件类型：自攻螺钉；紧固件公称直径：4.8mm；紧固件数量：20个荷载计算1)整樘结构平米重按照0.5kN/m2考虑，2)由重力产生的水平地震荷载标准值计算如下EQq\s\do3(Ek):分布水平地震作用标准值(kN/m2)EQq\s\do3(Ek)=EQβ\s\do3(E)×EQα\s\do3(max)×EQG\s\do3(Ak)=5×0.04×0.5=0.1kN/m23)由风荷载和地震荷载产生的水平推力计算风荷载标准值按2.5kN/m2考虑风荷载组合系数：EQψ\s\do3(w)=1.0水平荷载组合设计值为q=EQψ\s\do3(w)×EQγ\s\do3(w)×EQW\s\do3(k)+EQψ\s\do3(E)×EQγ\s\do3(E)×EQq\s\do3(Ek)=1.5×2.5+0.5×1.3×0.1=3.815kN/m2整樘结构所承受的水平剪力为V=3.815×B×H=14.6496kN4)门窗水平荷载通过自攻螺钉传递到钢副框EQV\s\do3(nb):每个自攻螺钉承受的剪切荷载（N）EQβ\s\do3(b):受力不均匀系数，取1.35；(参见DGJ08-56-201210.4.14)EQn\s\do3(b):钢副框与边框之间连接件总数；EQV\s\do3(nb)=EQβ\s\do3(b)×\f(V,n\s\do3(b))=EQ1.35×\f(14.6496×103,20)=988.848N5)每个连接片承受的剪切荷载EQV\s\do3(n):每个连接片所受剪切荷载（N）；β:受力不均匀系数，取1.35；n:整樘结构中连接片总数；EQV\s\do3(n)=EQβ×\f(V,n)=EQ1.35×\f(14.6496×103,20)=988.848N副框与框连接计算1)副框与边框通过20个自攻螺钉连接，单个承受的剪切荷载988.848N2)副框与边框连接件计算连接片与边框采用自攻螺钉固定，不同材质按最不利情况参考冷弯规范GB50018计算，如下式：当EQ\f(t\s\do3(1),t)=1时：EQN\s(f,sv)=EQ3.7×\r(t3×d)×f6.1.7-4（GB50018-2002）且EQN\s(f,sv)≤2.4tdf6.1.7-5(GB50018-2002)当EQ\f(t\s\do3(1),t)≥2.5时：EQN\s(f,sv)=2.4tdf6.1.7-6(GB50018-2002)当EQ\f(t\s\do3(1),t)介于1和2.5之间时，EQN\s(f,sv)可由公式6.1.7-4和6.1.7-6插值求得。式中：t：较薄板的厚度(mm)EQt\s\do3(1)：较厚板的厚度(mm)d：铆钉或螺钉直径（mm）f：被连接板件的抗拉强度设计值（N/mm2）；带入各项参数EQt\s\do3(1)=2mm,t=1.8mm,d=4.8mmEQN\s(f,sv1)=EQ3.7×\r(t3×d)×f=EQ3.7×\r(1.83×4.8)×85.5=1673.775533NEQN\s(f,sv25)=2.4×t×d×f=2.4×1.8×4.8×85.5=1772.928由于EQ\f(t\s\do3(1),t)=1.111111,结果介于1-2.5之间,按规范公式插值计算得EQN\s(f,sv)=1681.12016由于EQV\s\do3(nb)=988.848N≤EQN\s(f,sv),副框与门窗边框连接部分满足要求3)副框与边框连接紧固件抗剪计算本处选用的紧固件为自攻螺钉抗剪面积为A=EQπ×\f(4.82,4)=18.095574mm2紧固件的剪切荷载设计值为18.095574×140=2533.380316N由于EQV\s\do3(nb)=988.848N≤2533.380316N,副框与门窗边框连接部分紧固件的抗剪承载力满足设计要求副框与连接片连接计算1)连接片上每个自攻螺钉承受的剪切荷载:EQV\s\do3(1):连接片上每个自攻螺钉承受的剪切荷载EQV\s\do3(n):每个连接片所受剪切荷载n:每个连接片上与门窗边框连接用紧固件数量EQV\s\do3(1)=EQ\f(V\s\do3(n),n)=EQ\f(988.848,20)=49.4424N2)连接片与副框连接计算连接片与副框采用自攻螺钉固定，按冷弯薄壁型钢规范GB50018计算，如下式：当EQ\f(t\s\do3(1),t)=1时：EQN\s(f,v)=EQ3.7×\r(t3×d)×f6.1.7-4（GB50018-2002）且EQN\s(f,v)≤2.4tdf6.1.7-5(GB50018-2002)当EQ\f(t\s\do3(1),t)≥2.5时：EQN\s(f,v)=2.4tdf6.1.7-6(GB50018-2002)当EQ\f(t\s\do3(1),t)介于1和2.5之间时，EQN\s(f,v)可由公式6.1.7-4和6.1.7-6插值求得。式中：t：较薄板的厚度(mm)EQt\s\do3(1)：较厚板的厚度(mm)d：铆钉或螺钉直径（mm）f：被连接板件的抗拉强度设计值（N/mm2）；带入各项参数EQt\s\do3(1)=2mm,t=1.5mm,d=4.8mmEQN\s(f,v1)=EQ3.7×\r(t3×d)×f=EQ3.7×\r(1.53×4.8)×205=3052.90361NEQN\s(f,v25)=2.4×t×d×f=2.4×1.5×4.8×205=3542.4由于EQ\f(t\s\do3(1),t)=1.333333,结果介于1-2.5之间,按规范公式插值计算得EQN\s(f,v)=3161.680585由于EQV\s\do3(1)=49.4424N≤EQN\s(f,v),连接片与门窗边框连接部分满足要求3)连接片与副框连接紧固件抗剪计算本处选用的紧固件为自攻螺钉抗剪面积为A=EQπ×\f(4.82,4)=18.095574mm2紧固件的剪切荷载设计值为18.095574×140=2533.380316N由于EQV\s\do3(1)=49.4424N≤2533.380316N,连接片与钢副框连接部分紧固件的抗剪承载力满足设计要求连接片与建筑结构连接计算1)连接片上每个射钉承受的剪切荷载:EQV\s\do3(2):连接片上每个射钉承受的剪切荷载EQV\s\do3(n):每个连接件所受剪切荷载n:每个连接片上与建筑结构连接用紧固件数量EQV\s\do3(2)=EQ\f(V\s\do3(n),n)=EQ\f(988.848,20)=49.4424N2)连接片与主体连接计算连接采用射钉固定，按如下公式校核：EQN\s(f,vs)=3.7×t×d×f6.1.7-7（GB50018-2002）式中：t：被固定的单层钢板的厚度取1.5mm；d：射钉直径（mm）；f：被固定钢板的抗拉强度设计值（N/mm2）；EQN\s(f,vs)=3.7×t×d×f=3.7×1.5×4×205=4551N由于EQV\s\do3(2)=49.4424N≤EQN\s(f,vs),连接片与建筑结构连接部分满足要求[PC4615标高40米高1500分格1300/2050中挺XC-K5043818节点PC-05][门窗]荷载计算风荷载标准值计算EQW\s\do3(k):作用在门窗上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度40mEQμ\s\do3(z):40m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=1×(\f(z,10))0.3=1.515717EQI\s\do3(10):10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。(GB50009-2012条文说明8.4.6)EQβ\s\do3(gz):阵风系数:EQβ\s\do3(gz)=1+2×g×I\s\do3(10)×(\f(z,10))(-α)EQ=1+2×2.5×0.14×(\f(40,10))(-0.15)