门窗幕墙设计计算书

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门窗幕墙工程设计计算书计算:校核:幕墙公司名称 门窗设计计算书目录一、风荷载计算11.风荷载标准值:12.风荷载设计值:1二、玻璃计算11.玻璃面积:12.玻璃板块自重:13.分布水平地震作用计算:24.玻璃强度计算:25.玻璃跨中挠度计算:3三、窗扇立料计算31.扇框荷载计算:32.扇框型材特性:43.扇框强度计算:44.扇框剪切强度计算:45.扇框刚度计算:5四、门窗立挺计算51.立梃荷载计算:52.立梃型材特性:63.立梃强度计算:74.立梃剪切强度计算:75.立梃刚度计算:8五、门窗横挺计算91.横梃荷载计算:92.横梃型材特性:103.横梃强度计算:114.横梃剪切强度计算:115.横梃刚度计算:12﹒第1页﹒ 门窗设计计算书北立面10米处50门窗设计计算书一、风荷载计算1.风荷载标准值:Wk:作用在门窗上的风荷载标准值(kN/m2)μz:10m高处风压高度变化系数(按C类区计算):(GB50009-20017.2.1)μz=0.616×(z/10)0.44=0.616由于0.616<0.74,取μz=0.74μf:脉动系数:(GB50009-20017.4.2-8)μf=0.5×35(1.8×(0.22-0.16))×(z/10)-0.22=0.734056βgz:阵风系数:(GB50009-20017.5.1-1)βgz=к×(1+2×μf)=2.0979Wk=βgz×μz×μs×W0(JGJ102-20035.3.2)=2.0979×0.74×0.8×0.45=0.558879kN/m2Wk<0.75kN/m2,取Wk=0.75kN/m22.风荷载设计值:W:风荷载设计值:kN/m2rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-20035.1.6条规定采用W=rw×Wk=1.4×0.75=1.05kN/m2二、玻璃计算1.玻璃面积:B:该处门窗分格宽:1.2mH:该处门窗分格高:1.4mA:该处玻璃板块面积:A=B×H=1.2×1.4=1.68m22.玻璃板块自重:GAK: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)BT_L:中空玻璃内侧玻璃厚度为:6(mm)BT_w:中空玻璃外侧玻璃厚度为:6(mm)GAK=25.6×(Bt_L+Bt_w)/1000=25.6×(6+6)/1000=0.3072kN/m2﹒第13页﹒ 门窗设计计算书1.分布水平地震作用计算:αmax:水平地震影响系数最大值:0.16qEAk:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=βE×αmax×GAK(JGJ102-20035.3.4)=5×0.16×0.3072=0.24576kN/m2rE:地震作用分项系数:1.3qEA:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=rE×qEAk=1.3×0.24576=0.319488kN/m22.玻璃强度计算:选定面板材料为:6(浮法)+9+6(浮法)中空玻璃校核依据:σ≤ｆgq:玻璃所受组合荷载:a:玻璃短边边长:1.2mb:玻璃长边边长:1.4mti:中空玻璃内侧玻璃厚度为:6(mm)to:中空玻璃外侧玻璃厚度为:6(mm)E:玻璃弹性模量:72000N/mm2m:玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b查表得:0.0569143η:折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2σw:玻璃所受应力:采用风荷载与地震荷载组合:q=W+ψE×qEA=1.05+0.5×0.319488=1.20974kN/m2荷载分配计算qo=1.1×q×to3/(to3+ti3)=1.1×1.20974×63/(63+63)=0.665359qi=q×ti3/(to3+ti3)=1.20974×63/(63+63)=0.604872参数θ计算:θo=qo×a4×109/E/to4=0.665359×1.24×109/72000/64=14.7858查表6.1.2-2得ηo=0.940857θi=qi×a4×109/E/ti4=0.604872×1.24×109/72000/64=13.4416查表6.1.2-2得ηi=0.946234﹒第13页﹒ 门窗设计计算书玻璃最大应力计算:σwo=6×m×ηo×qo×a2×1000/to2=6×0.0569143×0.940857×0.665359×1.22×1000/62=8.55091N/mm2σwi=6×m×ηi×qi×a2×1000/ti2=6×0.0569143×0.946234×0.604872×1.22×1000/62=7.81798N/mm28.55091N/mm2≤ｆg=28N/mm27.81798N/mm2≤ｆg=28N/mm2玻璃的强度满足1.玻璃跨中挠度计算:校核依据:df≤dflim=a/60×1000=20mmD:玻璃刚度(N·mm)ν:玻璃泊松比:0.2E:玻璃弹性模量:72000N/mm2te:中空玻璃的等效厚度te=0.95×(to3+ti3)(1/3)=0.95×(63+63)(1/3)=7.18155mmD=E×te3/12/(1-ν2)=72000×7.181553/12/(1-0.22)=2.64561e+006N·mmqk:玻璃所受组合荷载:qk=Wk=0.75=0.75kN/m2μ:挠度系数,按边长比a/b查表得:0.00539714参数θ计算:θ=qk×a4/E/te4=0.75×1.24/72000/7.181554×109=8.12047η:折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2得η=0.975036df:玻璃在风荷载和地震荷载作用下挠度最大值df=μ×η×qk×a4/D=0.00539714×0.75×1.24×0.975036/2.64561e+006×109=3.09346mm3.09346mm≤dflim=20mm玻璃的挠度满足二、窗扇立料计算1.扇框荷载计算:窗扇可以简化为直接承受梯形荷载。Wk:风荷载标准值:0.75kN/m2﹒第13页﹒ 门窗设计计算书Wsk:扇框宽度1mHsk:扇框高度1.5mWfk:门窗扇承受的线荷载标准值(kN/m)Wf:门窗扇承受的线荷载标准值(kN/m)Wfk=Wk×Hsk/2=0.75×1/2=0.375kN/mWf=Wfk×γwf=0.375×1.4=0.525kN/m1.扇框型材特性:选用扇框型材名称:未定义窗扇型材型材强度设计值:85.5N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X轴惯性矩:Ix=120cm4Y轴惯性矩:Iy=120cm4X轴上部截面矩:Wx1=34cm3X轴下部截面矩:Wx2=34cm3y轴左部截面矩:Wy1=34cm3y轴右部截面矩:Wy2=34cm3型材截面积:A=10cm2型材计算校核处壁厚:t=4mm型材截面面积矩:Ss=12cm3塑性发展系数:γ=1.052.扇框强度计算:Wsk:扇框宽度1mHsk:扇框高度1.5mMsk:扇框所受弯矩(kN.m)Msk=Wf×Hsk2×(3-(Wsk/Hsk)2)/24=0.525×1.52×(3-(1/1.5)2)/24=0.125781kN.mσ:扇框计算强度(N/mm2)Wx2:扇框截面抗弯矩:34cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=Msk×103/1.05/Wx2=0.125781×103/1.05/34=3.52328N/mm23.52328N/mm2≤ｆa=85.5N/mm2扇框强度满足要求3.扇框剪切强度计算:Wsk:扇框宽度1m﹒第13页﹒ 门窗设计计算书Hsk:扇框高度1.5mQsk:扇框所受剪力(kN)Qsk=Wf×Wsk/4+(Hsk-Wsk)×Wf/2=0.525×1/4+0.525×(1.5-1)/2=0.2625kNτ:扇框计算强度(N/mm2)Ss:扇框型材截面面积矩:12cm3Iy:扇框型材截面惯性矩:120cm4t:扇框型材壁厚:4mmτ=Qsk×Ss×100/Iy/t(JGJ102-20036.2.5-2)=0.2625×12×100/120/4=0.65625N/mm20.65625N/mm2≤49.6N/mm2扇框剪切强度满足要求1.扇框刚度计算:Wsk:扇框宽度1mHsk:扇框高度1.5mEsk:扇框材料弹性模量70000N/mm2Isk:扇框型材截面惯性矩:120cm4Usk:扇框最大挠度(mm)Usk=Wfk×Hsk4/(240×Esk×Isk)×(25.0/8-5×Wsk2/Hsk2+2×Wsk4/Hsk4)=0.375×1.54/(240×70000×120)×(25.0/8-5×12/1.52+2×14/1.54)×108=0.122216mmUmax=Hsk×1000×0.00555556=8.33333mm0.122216mm≤Umax=8.33333mm扇框挠度满足要求二、门窗立挺计算1.立梃荷载计算:门窗水平面荷载设计值：Sz=W+ψE×qEA=1.05+0.5×0.319488=1.20974kN/m2门窗水平面荷载标准值：Szk=Wk=0.75kN/m2﹒第13页﹒ 门窗设计计算书1.立梃型材特性:选定立梃材料类别:铝-6063-T5选用立梃型材名称:未定义门窗立挺型材型材强度设计值:85.5N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X轴惯性矩:Ix=120cm4Y轴惯性矩:Iy=120cm4X轴上部截面矩:Wx1=34cm3X轴下部截面矩:Wx2=34cm3﹒第13页﹒ 门窗设计计算书y轴左部截面矩:Wy1=34cm3y轴右部截面矩:Wy2=34cm3型材截面积:A=10cm2型材计算校核处壁厚:t=4mm型材截面面积矩:Ss=12cm3塑性发展系数:γ=1.051.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)0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200弯矩(kN.m)0.0000.0650.1240.1720.2070.2070.1720.1240.0650.000最大弯矩发生在1.28625m处σ:立梃计算强度(N/mm2)M:立梃弯矩:0.594245kN·mWx2:立梃截面抗弯矩:34cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=M×103/1.05/Wx2=0.594245×103/1.05/34=16.6455N/mm216.6455N/mm2≤ｆa=85.5N/mm2立梃强度满足要求2.立梃剪切强度计算:通过有限元分析计算得到立梃的剪力图如下:﹒第13页﹒ 门窗设计计算书门窗立梃具体剪力分布如下表:列表条目12345678910偏移(m)0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200剪力(kN)-0.488-0.466-0.400-0.305-0.2270.2270.3050.4000.4660.488最大剪力发生在2.1m处τ:立梃剪应力:Q:立梃最大剪力:0.995014kNSs:立梃型材截面面积矩:12cm3Ix:立梃型材截面惯性矩:120cm4t:立梃壁厚:4mmτ=Q×Ss×100/Ix/t=0.995014×12×100/120/4=2.48754N/mm22.48754N/mm2≤49.6N/mm2立梃抗剪强度可以满足1.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:﹒第13页﹒ 门窗设计计算书门窗立梃具体挠度分布如下表:列表条目12345678910偏移(m)0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200挠度(mm)0.0000.4720.8881.1991.3641.3641.1990.8880.4720.000最大挠度发生在1.07625m处立梃最大容许挠度为Umax=2.1×1000×1/180=11.6667mm立梃最大挠度U为:1.98174mm≤11.6667mm立梃刚度满足要求一、门窗横挺计算1.横梃荷载计算:门窗水平面荷载设计值：Sz=W+ψE×qEA=1.05+0.5×0.319488=1.20974kN/m2门窗水平面荷载标准值：Szk=Wk=0.75kN/m2﹒第13页﹒ 门窗设计计算书1.横梃型材特性:选定横梃材料类别:铝-6063-T5选用横梃型材名称:HG-M32型材强度设计值:85.5N/mm2型材弹性模量:E=70000N/mm2X轴惯性矩:Ix=3.4446cm4Y轴惯性矩:Iy=18.863cm4X轴上部截面矩:Wx1=4.30446cm3X轴下部截面矩:Wx2=1.63104cm3y轴左部截面矩:Wy1=5.95928cm3y轴右部截面矩:Wy2=4.75635cm3型材截面积:A=3.91996cm2型材计算校核处壁厚:t=2mm型材截面面积矩:Ss=1.64777cm3﹒第13页﹒ 门窗设计计算书塑性发展系数:γ=1.051.横梃强度计算:通过有限元分析计算得到横梃的弯矩图如下:门窗横梃具体弯矩分布如下表:列表条目12345678910偏移(m)0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200弯矩(kN.m)0.0000.0650.1240.1720.2070.2070.1720.1240.0650.000最大弯矩发生在0.6m处σ:横梃计算强度(N/mm2)M:横梃弯矩:0.219997kN·mWy1:横梃截面抗弯矩:4.75635cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=M×103/1.05/Wy1=0.219997×103/1.05/4.75635=44.0508N/mm244.0508N/mm2≤ｆa=85.5N/mm2横梃强度满足要求2.横梃剪切强度计算:通过有限元分析计算得到横梃的剪力图如下:﹒第13页﹒ 门窗设计计算书门窗横梃具体剪力分布如下表:列表条目12345678910偏移(m)0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200剪力(kN)-0.488-0.466-0.400-0.305-0.2270.2270.3050.4000.4660.488最大剪力发生在0m处τ:横梃剪应力:Q:横梃最大剪力:0.488434kNSs:横梃型材截面面积矩:1.64777cm3Ix:横梃型材截面惯性矩:18.863cm4t:横梃壁厚:2mmτ=Q×Ss×100/Ix/t=0.488434×1.64777×100/18.863/2=2.13335N/mm22.13335N/mm2≤49.6N/mm2横梃抗剪强度可以满足1.横梃刚度计算:通过有限元分析计算得到横梃的挠度图如下:门窗横梃具体挠度分布如下表:列表条目12345678910偏移(m)0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200﹒第13页﹒ 门窗设计计算书挠度(mm)0.0000.4720.8881.1991.3641.3641.1990.8880.4720.000最大挠度发生在0.6m处横梃最大容许挠度为Umax=1.2×1000×1/180=6.66667mm横梃最大挠度U为:1.38253mm≤6.66667mm横梃刚度满足要求﹒第13页﹒