门窗设计计算书.doc

门窗设计计算书基本参数: 塘沽地区   门窗所在位置标高=33.000(m)    设计依据：    建筑外窗抗风压性能分级及检测方法 GB/T 7106-2002建筑外窗空气渗透性能分级及检测方法 GB/T 7107-2002建筑外窗水密性能分级及检测方法 GB/T 7108-2002建筑结构静力计算手册 (第二版) BKCADPM集成系统(BKCADPM2005版)一、门窗承受荷载计算:    标高为33.0m处风荷载计算(1). 风荷载标准值计算:   W0:基本风压   W0=0.55 kN/m2   gz: 33.0m高处阵风系数(按C类区计算)   gz=0.85×1+35(0.108)×(Z/10)-0.22=1.810   z: 33.0m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001)   z=0.616×(Z/10)0.44      =0.616×(33.0/10)0.44=1.042   s:风荷载体型系数   s=-1.20   Wk=gz×z×s×W0                           (GB50009-2001)     =1.810×1.042×1.2×0.550     =1.244 kN/m2(2). 风荷载设计值:   W: 风荷载设计值(kN/m2)   w: 风荷载作用效应的分项系数：1.4       按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5 规定采用   W=w×Wk=1.4×1.244=1.742kN/m2二、玻璃的选用与校核       本处选用玻璃种类为: 钢化玻璃1. 玻璃面积:   B: 该处玻璃幕墙分格宽: 0.960m   H: 该处玻璃幕墙分格高: 1.970m   A: 该处玻璃板块面积:   A=B×H    =0.960×1.970    =1.891m22. 该处玻璃板块自重:   GAK: 玻璃板块自重(不包括铝框):   玻璃的重力密度为:  25.6(KN/m3)   BT_L  中空玻璃内侧玻璃厚度为: 5.000(mm)   BT_w  中空玻璃外侧玻璃厚度为: 5.000(mm)   GAK=25.6×(Bt_L+Bt_w)/1000      =25.6×(5.000+5.000)/1000      =0.256KN/m23. 该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:   由于采用非抗震设计，计算略。4. 玻璃的强度、挠度计算:   内侧玻璃校核依据: g=84.000 N/mm2   外侧玻璃校核依据: g=84.000 N/mm2   Wk: 垂直于玻璃平面的风荷载标准值(N/mm2)   qEK: 垂直于玻璃平面的地震作用标准值(N/mm2)   Wk: 在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm2)   Ek: 在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm2)   : 参数   : 折减系数，可由参数按表6.1.2-2采用   a: 玻璃短边边长: 960.0mm   b: 玻璃长边边长: 1970.0mm   BT_L  中空玻璃内侧玻璃厚度为: 5.000(mm)   BT_w  中空玻璃外侧玻璃厚度为: 5.000(mm)   m: 玻璃板的弯矩系数, 按边长比a/b查       表6.1.2-1得: 0.1018   Wk1  中空玻璃分配到外侧玻璃的风荷载标准值 (N/mm2)   Wk2  中空玻璃分配到内侧玻璃的风荷载标准值 (N/mm2)   qEk1  中空玻璃分配到外侧玻璃的地震作用标准值 (N/mm2)   qEk2  中空玻璃分配到内侧玻璃的地震作用标准值 (N/mm2)   Wk1=1.1×Wk×BT_w3/(BT_w3+BT_L3)=0.684 (kN/m2)   Wk2=Wk×BT_L3/(BT_w3+BT_L3)=0.622 (kN/m2)   qEk1=0.000 (kN/m2)   qEk2=0.000 (kN/m2)   在垂直于玻璃平面的风荷载和地震作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm2)   在风荷载作用下外侧玻璃参数=(Wk1+0.5×qEK1)×a4/(E×t4)                               =12.92   : 折减系数，按=12.92       查6.1.2-2表得:0.95   在风荷载作用下外侧玻璃最大应力标准值Wk=6×m×Wk1×a2×/t2                                          =14.610N/mm2   在地震作用下外侧玻璃参数=(Wk1+0.5×qEK1)×a4/(E×t4)                             =12.92   : 折减系数，按=12.92       查6.1.2-2表得:0.95   在地震作用下外侧玻璃最大应力标准值Ek=6×m×qEk1×a2×/t2                                        =0.000N/mm2   : 外侧玻璃所受应力:   采用SW+0.5SE组合:   =1.4×WK+0.5×1.3×EK     =1.4×14.610+0.5×1.3×0.000     =20.454N/mm2   在风荷载作用下内侧玻璃参数=(Wk2+0.5×qEK2)×a4/(E×t4)                               =11.74   : 折减系数，按=11.74       查6.1.2-2表得:0.95   在风荷载作用下内侧玻璃最大应力标准值Wk=6×m×Wk2×a2×/t2                                          =13.347N/mm2   在地震作用下内侧玻璃参数=(Wk2+0.5×qEK2)×a4/(E×t4)                             =11.74   : 折减系数，按=11.74       查6.1.2-2表得:0.95   在地震作用下内侧玻璃最大应力标准值Ek=6×m×qEk2×a2×/t2                                        =0.000N/mm2   : 内侧玻璃所受应力:   采用SW+0.5SE组合:   =1.4×WK+0.5×1.3×EK     =1.4×13.347+0.5×1.3×0.000     =18.686N/mm2   外侧玻璃最大应力设计值=20.454N/mm2g=84.000N/mm2   内侧玻璃最大应力设计值=18.686N/mm2g=84.000N/mm2   中空玻璃强度满足要求!        df: 在风荷载标准值作用下挠度最大值(mm)   D: 玻璃的刚度(N.mm)   te: 玻璃等效厚度te=0.95×(Bt_L3+Bt_w3)(1/3)=6.0mm   : 泊松比，按JGJ 102-2003 5.2.9条采用，取值为 0.20   : 挠度系数: 0.01028   =Wk×a4/(E×te4)     =11.44   : 折减系数，按=11.44       查表得:0.95   D=(E×te3)/12(1-2)    =1339648.44 (N.mm)   df=×Wk×a4×/D    =7.7 (mm)   由于玻璃的最大挠度df=7.7mm,小于或等于玻璃短边边长的60分之一16.000 (mm)   玻璃的挠度满足!      三、门窗受力构件计算:    (1)风荷载作用下受力构件弯矩的计算    Wk:风荷载标准值: 1.244kN/m2    Mw:风荷载作用下受力构件的总弯矩标准值(kN·m)   Hsk:受力构件受荷单元高:0.670(m)  Wsk1:受力构件第一受荷单元宽:0.960(m)  Wsk2:受力构件第二受荷单元宽:0.800(m)  qsk1:受力构件在第一受荷单元作用下风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)  qsk2:受力构件在第二受荷单元作用下风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)   Mw1:受力构件在第一受荷单元作用下的弯矩(kN·m)   Mw2:受力构件在第二受荷单元作用下的弯矩(kN·m)   qsk1=Wk×Hsk/2      =1.244×0.670/2      =0.417(kN/m)   Mw1=qsk1×Hsk2/12      =0.417×0.6702/8      =0.016kN·m   qsk2=Wk×Hsk/2      =1.244×0.670/2      =0.417(kN/m)   Mw2=qsk2×Hsk2/12      =0.417×0.6702/8      =0.016kN·m    Mw=Mw1+Mw2      =0.032kN.m(2)风荷载作用下受力构件剪力的计算(kN)   Qwk:风荷载作用下剪力标准值(kN)   Qw1:受力构件在第一受荷单元作用下受到的剪力   Qw2:受力构件在第二受荷单元作用下受到的剪力   Qw1=qsk1×Hsk/2/2      =0.417×0.670/2/2      =0.070kN   Qw2=qsk2×Hsk/2/2      =0.417×0.670/2/2      =0.070kN   Qwk=Qw1+Qw2      =0.140(3)杆件抗弯矩预选值的计算(cm3)   W: 杆件抗弯矩预选值(cm3)   W=1.4×Mw×103/84.2    =1.4×0.032×103/84.2    =0.532cm3(4)选用型材的截面特性:   选用型材号:CX226   型材强度设计值: fa=85.5N/mm2   型材弹性模量: E=70000N/mm2   X轴惯性矩: Ix=154.000cm4   Y轴惯性矩: Iy=44.000cm4   X轴抵抗矩: Wx1=17.000cm3   X轴抵抗矩: Wx2=17.000cm3   型材截面积: A=12.091cm2   型材计算校核处壁厚: t=2.0mm   型材截面面积矩: Ss=32.000cm3(5)型材的强度计算:   校核依据: 1.4Mw/Wfa=85.5N/mm2   =1.4×Mw×103/Wx2     =1.4×0.032×103/17.000     =2.635N/mm2   2.635N/mm2fa=85.5N/mm2   杆件强度可以满足!(6)杆件抗剪计算:   校核依据: max=49.6N/mm2   Qwk:风荷载作用下剪力标准值(kN)     Q:风荷载作用下剪力设计值(kN)     Q=1.4×Qwk      =1.4×0.140      =0.196kN(7)杆件剪应力:   : 杆件剪应力:   Ss: 杆件型材截面面积矩: 32.000cm3   Ix: 杆件型材截面惯性矩: 154.000cm4   t: 杆件壁厚: 2.0mm   =Q×Ss×100/Ix/t     =0.196×32.000×100/154.000/2.0     =2.036N/mm2    2.036N/mm249.6N/mm2   杆件抗剪强度可以满足!qsk1=Wk×Hsk/2    =1.244×0.670/2    =0.417  U1=qsk1×Hsk4×108/(120×E×Ix)    =0.417×0.6704×108/(120×70000×154.000)    =0.006 (mm)qsk2=Wk×Hsk/2    =1.244×0.670/2    =0.417  U2=qsk2×Hsk4×108/(120×E×Ix)    =0.417×0.6704×108/(120×70000×154.000)    =0.006 (mm)   U=U1+U2    =0.006+0.006(8)杆件刚度的计算:校核依据:UmaxU=20mm 且 UmaxL/130U:杆件最大挠度(mm)U1:受力构件在扇框位置第一受荷单元作用下的最大挠度(mm)U2:受力构件在扇框位置第一受荷单元作用下的最大挠度(mm)    =0.012mm <20mm   Du: 杆件最大挠度与其长度比值:   Hsk: 杆件长度: 0.670m   Du=U/Hsk/1000     =0.012/0.670/1000     =0.0001/130   挠度可以满足要求!