塑钢门窗计算书01.doc

门窗计算书 一．工程概况1．工程名称：　２.工程项目：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＜＜玻璃幕墙工程技术规范>〉（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）选择典型窗型做竖向、横向杆件及玻璃的校核计算(见附图,阴影部分为杆件的受力面积)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年一遇基本风压值：W0＝0５5KN/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100mｍX10ｍm1．钢带材料:碳素结构钢Q2３５，强度设计值：21５Ｎ/mm2, 　 　 弹性模量：Ｅ=21Ｘ10５Ｎ/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（t1+t2）γ玻·1．２=（1．3+0.8）/2X4Ｘ0.０１4X25.6X1.2=1．８1KN2.风荷载标准值（依据建筑结构荷载规范GB５0009—２001) 　 　　Wk=βｇz　·μｓ ·μz · Ｗ0　式中 　Wｋ—作用于窗上的风荷载标准值(KN/m2）　 　βgz—围护结构阵风系数, 地面粗糙度按B类，查表得: 60米时　βgz=１．56μs　-体型系数, 查图取 08μz　一风压高度变化系数，　地面粗糙度按B类,查表得: 60米时　μz　=１77W0一基本风压， 取0.55 KN/m2（按沈阳地区５0年一遇） 　　 3地震作用 　 　 SE=βE　·αmａx·G 式中:ＳE—水平地震作用βＥ一动力放大系数,　取３0αmax一地震影响系数最大值，8度设防取016G一结构重量4．组合效应　 　 荷载组合效应按下式计算　 　　　 S=γG·G+ψｗ·γｗ·Wｋ+ψE·γＥ·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γG、γｗ、γE一分别为重力荷载、风荷载、地震作用的分项系数 　 　ψw、ψE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 　　 γG取1．2　 　 　 风荷载　 　　　 　 γw取1．4 　 　 　ψw取１。

0 　 地震作用 　 γE取13 　 ψE 取０6Ｂ 刚度计算时分项系数　 组合系数重力荷载 　 　　　 γＧ取１．0风荷载 　 　 γw取１．0 　 　 ψw取１０地震作用 　　 　 γE取10 　 　 ψE 取0.６5．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/mｍ26.荷载计算6１风荷载标准值Ｗk=βgz ·μs ·μｚ · Ｗ0=1５6×０8×1.７7×０55=1．２１KＮ/m2取Ｗk=1２１KN/m２地震作用取SE=０62 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)　 　 　qｙ=(14Wk＋0.6×1．3×0） ＢｄＢd—竖中挺受力面积与竖中挺杆件长度之比Bd=(1．05×4-０.4×０.4—０.6５×065)/４=０.９0m 　 　 qy =（１.4×１21+0.6×1．3×０）×090=1．５2KN/m按单跨简支梁模型计算， 竖框所受的最大弯矩为Mmax=qy×Ｌ2/８式中 L一竖向杆件长度Mｍaｘ=0.91X42/8 　　　 　　 =1。

82KNm６3 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＝(1.０Wｋ+0.６×0) Ｂd 　 qy =(１0×1．２1+０.6×0)×０．９0=1.０9KN/m 6４ 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*W）≤fa式中：N一竖框所受轴力N,N=γＧ×Ｇ 　 　 　　　　 A一竖框截面积mm2r一塑性发展系数， 取１05W一当量抵抗矩mｍ３　 　 fa一Q２3５钢材的强度设计值, 取２150N/ｍm2竖向杆件所受应力N/A+Ｍmａx/（r*W)　　 　 =1．2X１.81X103/100016＋1．８2X106/（１.05 X 18.48Ｘ103)＝9597N/ｍｍ2＜ｆａ=21５0　N／mｍ2 满足要求 　 6.5 刚度校核当玻璃采用中空玻璃时受力杆件挠度值〈Ｌ/180,且最大挠度值不大于2０mｍf=５qyＬ４／3８4ＥＩx＝（5X1.09X44/3８４Ｘ2１X1０４X1７0.７2）X10５=0．010m=１0ｍm＜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）γ玻13×1．１5×0．014×２5.6×12=0.６45KN2风荷载标准值Wk=156×０.8×17７×０.５5=121KN／ｍ2 　 取Wｋ=１.21KN／m２3地震作用SＥ=βE ×αmaｘ×G/A取ＳE ＝04．风压力线荷载qy=（1.4＊Wk＋0.６＊１.3＊SＥ）＊HdＨｄ=(1．3×1．０５—0.475×0．475-057５×０．57５)/1．3=081ｍｑｙ=（1．4×１2１+06×1.3×0）×081=1．３7KＮ/m　 　５.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=qy＊B2/8式中　B一窗横中挺长度Ｍy=137×132/8 　 　 　=029KNm垂直 Mx=1/２*G×a式中 a一玻璃支点到连接点距离Mｘ=1/2*06４5×0．2 　 =0.０65KNma为玻璃垫安装位置到玻璃边缘的距离,取0.２米 6.强度校核横中挺的最大应力My/γＷy+ Mx/γWx 　 　 　 　　 ＝{029／（1.05×1９7)+０．０6５／（1.0５×2.28)}×103=16７35N/mm2〈fａ＝21５N／mｍ2 满足要求 7．刚度校核刚度校核线荷载最大值水平ｑｙ=(１。

0ＷＫ+0６SE）＊Hd 　 　 　=(1×12１＋0.６×０）×081　 　 =0．９8ＫN/m垂直Ｇ= LB(t１＋ｔ2）γ玻1.2=115×0.01４×25.6×１．2=0．645ＫN挠度水平fy=5qyB４/384EＩy=(5Ｘ０98X1.34/38４X２１X10４Ｘ２85）X１05=０.0０6m＝6ｍm垂直fz=(Ｇ/２）Ｂ （12ａ*B—B2-12a2)/４8EIy＝（（0.６45／2）X1３X(1２X02X1.３－1．３2－12X０22）/48X21X104X２８5）X105=00014m=1.4ｍm最大挠度f=√fy2+ｆz2=√62+１42=６.2mｍ＜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 　σt2k=0．74E·a·μ1·μ2·μ3·μ4（Tｃ—Ts)　 式中：μ1—阴影系数; 　 　 　μ2—窗帘系数; 　　 　 　 μ3-玻璃面积系数; 　 　 　 μ4—嵌缝材料系数；　 　 　　 　Tc—玻璃中央温度（℃）Ts—玻璃边缘温度(℃）E—玻璃的弹性模量，取0．72×1０5N/mm2α—玻璃的线膨胀系数，为1．0×１0—5； 玻璃边缘温度为 　 Ts＝０．65t０+0。

35ti 　　　＝０．６５×-19℃＋0.３５×２６℃ 　 　＝-３.2５℃ 　　　 式中：ｔ0——室外温度（℃）　 　 　 　 ti——室内温度（℃） 　 室外侧玻璃的中央温度为 Tco＝425Ao＋２１.５Ａｉ+079t0+021ti 　 　＝４２.5×043+21.5×０．076+０．７9×－19℃+0.２１×２6℃ =1０.３６℃ 　 室内侧玻璃的中央温度为　　　Tci ＝６0．5Aｉ+21．５Ａo＋0.61ti＋0４ｔ0 　 　 　=60．5×０07６+2１.5×0.4３+0.６1×２6℃+0．4×-19℃ 　 　 =22.1℃ 　 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; 则室外侧玻璃中央与边缘部的温度差为 　 Tcｏ-Ts=１0.3６－（-3.25）=13６１（℃）　 　则室内侧玻璃中央与边缘部的温度差为 　 Tci—Ts＝２２1-（-3.25)=25．35(℃)　 　取二者的较大值为２5．35(℃) 　 所以玻璃的温差应力标准值为 　 σｔ2k＝0.７4E·ａ·μ1·μ2·μ3·μ4(Tc—Ｔs） 　　　 ＝0.74×0．72×１05×1.0×1０-5×1。

0×13×1.0７×055×２5．35 　 ＝1０.33N/ｍm25mｍ~１2ｍm钢化玻璃边缘强度设计值为5８8 N/mm2　 玻璃的温差应力设计值为σt2=１．２·σt2k＝1.2×10.３3 　 　＝12.4　N/mｍ2