门窗计算书《样本》

'***工程名门窗计算书（工程名）门窗计算书（样例）计算：.校对：.审核：.公司名称2010年9月29日目录施工单位名称目录第5页 ***工程名门窗计算书引用规范、标准及相关资料1一、门窗设计、检测规范1二、建筑设计标准、规范1三、材料标准、规范2四、相关书籍、资料3五、建筑技术文件3计算所需重要规范引述：4一、地区粗糙度分类等级4二、风荷载标准值计算4三、地震荷载标准值的计算5四、永久荷载的计算5五、作用效应组合5第一种窗型CG-01的计算7一、基本计算71，局部风荷载标准值的计算72，地震作用标准值的计算7二、窗格3玻璃的计算81，承载力极限状态的校核8（1）常数k1、k2、k3、k4的计算8（2）作用效应的组合8（3）最大许用跨度8（4）比较结果82，正常使用极限状态的校核9（1）常数k5、k6、k7、k8的计算9（2）玻璃的单位厚度跨度限值[L/t]9（3）比较结果9施工单位名称目录第5页 ***工程名门窗计算书3，防人体冲击玻璃面积的校核9（1）比较结果9三、窗格2玻璃的计算91，风荷载标准值的分配102，承载力极限状态的校核10（1）常数k1、k2、k3、k4的计算10（2）作用效应的组合10（3）外片、内片玻璃最大许用跨度11（4）比较结果113，正常使用极限状态的校核11（1）常数k5、k6、k7、k8的计算11（2）外片、内片玻璃的单位厚度跨度限值[L/t]分别为：11（3）比较结果114，考虑防人体冲击时玻璃面积的校核12四、窗格7玻璃的计算121，承载力极限状态的校核12（1）常数k1、k2、k3、k4的计算12（2）作用效应的组合12（3）最大许用跨度13（4）比较结果132，正常使用极限状态的校核13（1）常数k5、k6、k7、k8的计算13（2）玻璃的单位厚度跨度限值[L/t]13（3）比较结果133，防人体冲击玻璃面积的校核13（1）比较结果13五、窗格6玻璃的计算141，承载力极限状态的校核14（1）常数k1、k2、k3、k4的计算14（2）作用效应的组合14（3）最大许用跨度14（4）比较结果142，正常使用极限状态的校核14（1）常数k5、k6、k7、k8的计算14（2）玻璃的单位厚度跨度限值[L/t]15施工单位名称目录第5页 ***工程名门窗计算书（3）比较结果153，防人体冲击玻璃面积的校核15（1）比较结果15六、杆件3的计算151，局部荷载的计算162，材料的选取173，受力分析计算184，抗剪强度的校核185，抗弯强度的校核196，挠度的校核19七、杆件6的计算191，局部荷载的计算192，材料的选取213，受力分析计算224，抗剪强度的校核235，抗弯强度的校核246，挠度的校核24八、杆件9的计算241，局部荷载的计算252，材料的选取26（1）材料选取26（2）材料性能27（3）截面特性273，受力分析计算284，抗弯强度的校核295，挠度的校核29第二种窗型CG-02的计算31一、基本计算311，局部风荷载标准值的计算312，地震作用标准值的计算31二、窗格1玻璃的计算321，风荷载标准值的分配322，承载力极限状态的校核33（1）常数k1、k2、k3、k4的计算33（2）作用效应的组合33（3）外片、内片玻璃最大许用跨度33施工单位名称目录第5页 ***工程名门窗计算书（4）比较结果333，正常使用极限状态的校核34（1）常数k5、k6、k7、k8的计算34（2）外片、内片玻璃的单位厚度跨度限值[L/t]分别为：34（3）比较结果344，考虑防人体冲击时玻璃面积的校核34三、杆件1的计算351，局部荷载的计算352，材料的选取363，受力分析计算374，抗剪强度的校核375，抗弯强度的校核376，挠度的校核38施工单位名称目录第5页 ***工程名门窗计算书引用规范、标准及相关资料一、门窗设计、检测规范《建筑门窗术语》GB/T5823-2008《铝合金门窗》GB/T8478-2008《未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门》JG/T140-2005《未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗》JG/T180-2005《推拉不锈钢窗》JG/T41-1999《玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)窗》JG／T186-2006《钢门窗》GB/T20909-2007《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2008《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》GB/T8485-2008《建筑外窗采光性能分级及检测方法》GB/T11976-2002《未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门窗力学性能及耐候性试验方法》GB/T11793-2008《塑料门窗工程技术规程》JGJ103-2008《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《铝合金结构设计规范》GB50429-2007注：由于有些标准正在制定或即将修订，故如“玻璃钢门窗”等相关的门窗标准未列其中，但在最新版的《未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门》、《未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗》中均明确指出：“建筑外窗抗风压强度计算方法适用于各种材质的平开式及推拉式建筑外窗的抗风强度计算，也可用于四面支撑的其他开启形式的建筑外门和外窗的抗风压强度的计算。”故，对于现尚未有标准、规范或标准、规范即将修订的的其他各种形式的门窗，本计算软件同样适用。二、建筑设计标准、规范《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006修订版）《中国地震烈度表》GB/T17742-2008《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008修订版）《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008《建筑门窗工程检测技术规程》 JGJ/T205-2010施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书一、材料标准、规范《铝合金建筑型材》GB5237-2008《变形铝及铝合金化学成分》GB/T3190-2008《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880-2006《建筑用隔热铝合金型材》JG/T175-2005《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005《门、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材》GB/T8814-2004《门窗用玻璃纤维增强塑料拉挤中空型材》JC/T941-2004《平板玻璃》GB11614-2009《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999《建筑用安全玻璃》GB15763-2009《半钢化玻璃》GB/T17841-2008《中空玻璃》GB/T11944-2002《真空玻璃》JC/T1079-2008《镀膜玻璃》GB/T18915《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009《中空玻璃稳态U值(传热系数)的计算及测定》GB/T22476-2008《建筑门窗五金件传动机构用执手》JG/T124-2007《 建筑门窗五金件合页(铰链)》JG/T125-2007《建筑门窗五金件传动锁闭器》JG/T126-2007《 建筑门窗五金件滑撑》JG/T127-2007《建筑门窗五金件撑挡》JG/T128-2007《 建筑门窗五金件滑轮》JG/T129-2007《建筑门窗五金件单点锁闭器》JG/T130-2007《聚氯烯(PVC)门窗增强型钢》JG/T131-2000《聚氯乙烯（PVC）门窗固定片》JG/T132-2000《建筑门窗五金件通用要求》JG/T212-2007《建筑门窗五金件旋压执手》JG/T213-2007《建筑门窗五金件插销》JG/T214-2007《建筑门窗五金件多点锁闭器》JG/T215-2007《建筑门窗内平开下悬五金系统》JG/T168-2000《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级允许偏差》GB/T708-2006《连续热镀锌薄钢板和钢带》GB/T2518-2008《碳素结构钢》GB/T700-2006《优质碳素结构钢》GB/T699-1999《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007《不锈钢冷轧钢板》GB/T3280-2007《不锈钢热轧钢带》YB/T5090-1993《不锈钢热轧钢板》GB/T4237-2007一、相关书籍、资料1、《建筑结构静力手册》（第二版）2、《建筑幕墙与采光顶设计施工手册》张芹主编3、《新编建筑幕墙技术手册》张芹主编4、《建筑幕墙工程手册》赵西安编著5、《材料力学》赵志岗等编著6、其他相关书籍二、建筑技术文件建筑图纸设计变更单工程联络单其余甲方及设计院下发的相关技术文件。施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书计算所需重要规范引述：一、地区粗糙度分类等级按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）将地面粗糙度分为四类：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：只有密集建筑群的城市市区；D类：只有密集建筑群且房屋较高的城市市区。一、风荷载标准值计算按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）7.1.1之2：Wk=βgz·μsl·μz·Wo…………7.1.1-2[GB50009-2001]式中符号含义：Wk：风荷载标准值；在有特殊要求的情况下Wk不得小于某限值，通常情况下按照《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ113-2009）5.1.2的要求，Wk不得小于1000Pa的最小限值。βgz：高度Z处的阵风系数；μsl：局部风荷载体型系数；μz：风压高度变化系数；Wo：基本风压（Pa或N/m2）。其中：βgz=k(1+2μf)…………7.5.1-1[GB50009-2001]k：地面粗糙度系数，对A、B、C、D四类地区类型分别取0.92、0.89、0.85、0.80；μf：脉动系数；μf=0.5×0.381.8(α-0.16)(Z/10)-α……7.5.1-1[GB50009-2001]α:地面粗糙度指数，对A、B、C、D四类地区类型分别取0.12、0.16、0.22、0.30；μz根据地面粗糙度指数及梯度风高度，A、B、C、D四类地区类型分别A类：μz=1.379(Z/10)0.24（当Z<5m时，按5m计算）B类：μz=1.000(Z/10)0.32（当Z<10m时，按10m计算）C类：μz=0.616(Z/10)0.44（当Z<15m时，按15m计算）D类：μz=0.318(Z/10)0.60（当Z<30m时，按30m计算）μs风荷载体型系数依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）7.3规定，根据建筑物的体型以及门窗所在位置来确定。Wo基本风压按照要求依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的附录D.4给出的50年一遇或100年一遇的风压采用。施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书一、地震荷载标准值的计算根据《铝合金门》(GB/T8478-2008)、《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料门》(JG/T180-2005)、《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料窗》(JG/T140-2005)，一般情况下门窗可不考虑地震的影响，当特殊情况下需要考虑地震对其影响时，可以只考虑垂直于门窗平面分布的水平地震作用。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)及参考《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)5.3.4条，垂直于门窗平面的分布的地震作用标准值为：qEK=βEαmaxGk/A…………5.3.4[JGJ102-2003]式中：qEK：垂直于门窗平面分布的水平地震作用标准值(KN/m2)；βE：动力放大系数，可取5.0；Gk：门窗构件（包含玻璃和铝框架）的重力和在标准值(KN)；A：门窗平面的面积；αmax：水平地震影响系数最大值，应按下表取值。水平地震影响系数最大值αmax抗震设防烈度6度7度8度9度αmax0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32注：7、8、9度时括号内的数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。二、永久荷载的计算作用在门窗上的永久荷载一般情况下只有门窗本身的重力荷载，而在门窗的重力荷载中，又以面板（玻璃）的重力为主。三、作用效应组合参照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)以及《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)的5.4规定，作用效应符合下列规定：门窗构件承载力极限状态设计时，其作用效应为：（1）、无地震作用效应组合时，按下式进行：S=ψWγWSwk+ψWγWSwk（2）、有地震作用和永久荷载组合时，应按下式进行：S=γGSGK+ψWγWSwk+ψEγESEK式中：S：作用效应组合的设计值；SGK：永久荷载效应标准值；施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书SWK：风荷载效应标准值；SEK：地震作用效应标准值；γG：永久荷载分项系数；γW：风荷载分项系数；γE：地震作用分项系数；ψW：风荷载组合值系数；ψE：地震作用的组合值系数。进行门窗构件承载力设计时，作用分项系数应按下列规定取值：（1）、一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用分项系数γG、γG、γE应分别取1.2、1.4和1.3。一般垂直于地面安装的门窗或倾斜角度不大的门窗，计算时若需考虑永久荷载和地震作用绝大部分适用于这种情况；（2）、当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数γG应取1.35；此时参与组合的可变荷载应仅限于竖向荷载效应；（3）、当永久荷载的效应对构建有利时，其分项系数γG的取值不应该大于1.0。可变作用的组合值系数应按下列规定采用：（1）、一般情况下，风荷载的组合值系数ψW应取1.0，地震作用的组合值系数ψE应取0.5；（2）、对水平窗及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合值系数ψE应取1.0（永久荷载的效应不起控制作用时）或0.6（永久荷载的效应起控制作用时）。在对门窗构件的挠度验算时，风荷载分项系数γW和永久荷载分项系数γG均应该取1.0，且可不考虑作用效应的组合。综上，门窗可根据实际情况按如下几种组合选定：（1）、1.2G+1.0×1.4W+0.5×1.3E…………①（2）、1.35G+0.6×1.4W（风荷载向下）…………②（3）、1.0G+1.6×1.4W（风荷载向上）…………③以上工况中，G、W、E分别代表重力荷载、风荷载、地震作用标准值产生的应力或内力。一般情况下工况（1）适合于门窗平面垂直于水平面的情况；（2）、（3）适合于屋面窗等水平布置的情况。根据不同的情况还可以对G、W、E进行取舍，以适应不同的组合要求：如不考虑地震和永久荷载时，可分别将上式中的E、G项取值为0即可。施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书第一种窗型CG-01的计算一、基本计算本工程所在地为沈阳地区，地面粗糙度类别为C类，风荷载重现期为50年，地震设防烈度为7度，本窗位于标高88m处。本窗的窗型分格图如下图所示：=====分格图=====1，局部风荷载标准值的计算μsl(1)：根据本窗在建筑上所处的位置，当从属面积A小于等于1平米时，体型系数取μsl(1)=1.00μsl(A)：计算具体杆件或玻璃时依据其从属面积计算确定的局部风荷载体型系数，取值分别为：当从属面积A≤1m2时：μsl(A)=μsl(1)＋0.2当从属面积A≥10m2时：μsl(A)=0.8μsl(1)＋0.2当从属面积1m2＜A＜10m2时：μsl(A)=[1－0.2log(A)]μsl(1)＋0.2μZ：根据高度及粗糙度类别计算μZ=0.616(Z/10)0.44=1.6040βgzS：根据高度及粗糙度类别计算βgz=0.85(1+2μf)施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书其中：μf=0.5×351.8(α-0.16)×(Z/10)-α如前述,按地面粗糙度类别α取值为0.22将α代入上式，计算得：μf=0.455故：βgz=1.623W0：基本风压。按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）附表D.4“全国各城市基本风压”选取，重现期为50年时，W0=550Pa。局部风压标准值的计算公式为：Wk(A)=βgz·μs1(A)·μZ·W0后续玻璃及杆件局部风压标准值将据此进行计算，且要求Wk(A)不得小于相关规定的最小限值。1，地震作用标准值的计算βE：动力放大系数，取值为5.0αmax：水平地震影响系数最大值。7度抗震设防、设计基本加速度为0.1g时，取值为0.08。GK/A：按前面规范引述中含义可推导出GK/A的含义为单位门窗面积上的重力标准值，可仅取玻璃进行计算。本窗采用厚度t=5mm的单层玻璃。玻璃的重力密度为：γg=25.6KN/m3GK/A=γg·t=25.6×5=128Pa地震作用的标准值为：qEKqEK=βE·αmax·Gk/A=5×0.08×128=51.200Pa二、窗格3玻璃的计算本工程玻璃按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)的规定计算确定。本窗格选用的玻璃为5mm钢化玻璃。本窗格的短边为500mm。本窗格的长边为875mm。本窗格的(从属)面积为A=短边×长边=0.438m2按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)之7.3.3本窗格的从属面积小于等于1m2。故，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A)=βgz·μz·μsl（A）·Wo=βgz·μz·[μsl（1）+0.2]·Wo=1.623×1.604×(1.000+0.2)×550.00=1718.57Pa因为风荷载最小标准值不得小于1000Pa，故取Wk(A)=1718.57Pa。1，承载力极限状态的校核（1）常数k1、k2、k3、k4的计算施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书长边与短边之比：b/a=1.750根据b/a查《建筑玻璃应用技术规程》附录C对应表格，利用插值法得：k1=4142.50k2=0.6849350k3=-0.71120k4=-21.600（1）作用效应的组合考虑地震作用，计算强度时荷载组合设计值：W=1.4Wk(A)+1.3×0.5×qEK=1.4×1718.57+1.3×0.5×51.20=2439.283Pa（2）最大许用跨度L=k1(W+k2)k3+k4=4142.50×(2439.28/1000+0.6849350)-0.71120+-21.600=1820.9mm（3）比较结果本窗格的短边：a=500.0mm小于最大许用跨度L=1820.88mm结论：本窗格玻璃满足承载力极限状态设计要求。2，正常使用极限状态的校核（1）常数k5、k6、k7、k8的计算长边与短边之比：b/a=1.750根据b/a查《玻璃幕墙工程技术规范》附录C之表C.0.5利用插值法得：k5=291.450k6=-0.150k7=-0.41490k8=0.950（2）玻璃的单位厚度跨度限值[L/t][L/t]=k5(Wk(A)+k6)k7+k8=291.450×(1718.57/1000+-0.150)-0.41490+0.950=242.75（3）比较结果本窗格的玻璃短边与玻璃厚度之比：a/t=500.0/5.0=100.00a/t小于[L/t]=242.75结论：本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。3，防人体冲击玻璃面积的校核考虑防人体冲击时，玻璃面积的校核按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)7.1条执行。按照表7.1.1-1和表7.1.1-2确定：本窗格选用的是单层钢化玻璃。查表得：Amax=3.000m2施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书该窗格的实际面积为：A=窗格长边×窗格短边=875.0mm×500.0mm=0.438m2（1）比较结果因为A=0.438m2小于Amax=3.000m2结论：本窗格玻璃面积满足《建筑玻璃应用技术规程》防人体冲击的要求。二、窗格2玻璃的计算本工程玻璃按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)的规定计算确定。本窗格选用的是：“5钢化+6中空层+5浮法”的中空玻璃。(由外至内)本窗格的短边为1000mm。本窗格的长边为1500mm。本窗格的(从属)面积为A=短边×长边=1.500m2按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)之7.3.3本窗格的从属面积介于1―10m2之间。故，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A)=βgz·μz·μsl（A）·Wo=βgz·μz·[(1－0.2·logA)·μsl(A)＋0.2]·Wo=1.623×1.604×[(1－0.2×log1.500)×1.000+0.2]×550.00=1668.14Pa因为风荷载最小标准值不得小于1000Pa，故取Wk(A)=1668.14Pa。1，风荷载标准值的分配作用在中空玻璃外片、内片上的风荷载分配系数分别为ξ1、ξ2，则：ξ1=1.1·t13/(t13+t23)=1.1×53/(53+53)=0.550ξ2=1.0·t23/(t13+t23)=1.0×53/(53+53)=0.500外片玻璃风荷载标准值：Wk1=ξ1·Wk(A)=0.550×1668.136=917.475Pa内片玻璃风荷载标准值：Wk2=ξ2·Wk(A)=0.500×1668.136=834.068Pa2，承载力极限状态的校核（1）常数k1、k2、k3、k4的计算长边与短边之比：b/a=1.500根据b/a查《建筑玻璃应用技术规程》附录C对应表格，利用插值法得外片、内片玻璃的各系数：施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书外片玻璃：k1=3826.20k2=0.4566240k3=-0.64230k4=-38.880内片玻璃：k1=2124.10k2=0.1826490k3=-0.64230k4=-38.880（1）作用效应的组合考虑地震作用，计算强度时外片荷载组合设计值：W1=1.4Wk1+1.3×0.5×qEK1=1.4×917.47+1.3×0.5×51.20=1317.745Pa内片荷载组合设计值：W2=1.4Wk2+1.3×0.5×qEK2=1.4×834.07+1.3×0.5×51.20=1200.975Pa（2）外片、内片玻璃最大许用跨度外片玻璃最大许用跨度：L1=k1(W1+k2)k3+k4=3826.20×(1317.75/1000+0.4566240)-0.64230+-38.880=2608.4mm内片玻璃最大许用跨度：L2=k1(W2+k2)k3+k4=2124.10×(1200.98/1000+0.1826490)-0.64230+-38.880=1685.4mm（3）比较结果本窗格的短边：a=1000.0mm外片：短边小于外片最大许用跨度L1=2608.44mm本窗格外片玻璃满足承载力极限状态设计要求。内片：短边小于内片最大许用跨度L2=1685.37mm本窗格内片玻璃满足承载力极限状态设计要求。2，正常使用极限状态的校核（1）常数k5、k6、k7、k8的计算长边与短边之比：b/a=1.500根据b/a查《玻璃幕墙工程技术规范》附录C之表C.0.5利用插值法得：k5=350.140k6=-0.150k7=-0.45030k8=1.290施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书（1）外片、内片玻璃的单位厚度跨度限值[L/t]分别为：外片玻璃[L/t]1=k5（Wk1+k6）k7+k8=350.140×(917.47/1000+-0.150)-0.45030+1.290=395.745内片玻璃[L/t]2=k5（Wk2+k6）k7+k8=350.140×(834.07/1000+-0.150)-0.45030+1.290=416.719（2）比较结果外片玻璃：短边与玻璃厚度之比：a/t1=1000.0/5.0=200.00＜[L/t]1=395.74结论：本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。内片玻璃：短边与玻璃厚度之比：a/t2=1000.0/5.0=200.00＜[L/t]2=416.72结论：本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。2，考虑防人体冲击时玻璃面积的校核考虑防人体冲击时玻璃面积的校核按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)7.1条执行。按照表7.1.1-1和表7.1.1-2确定。该窗格的实际面积为：A=窗格长边×窗格短边=1500.0mm×1000.0mm=1.500m2外片玻璃：本窗格外片选用的是5mm厚钢化玻璃。查表得：Amax1=3.000m2内片玻璃：本窗格内片选用的是5mm厚浮法玻璃。查表得：Amax2=0.500m2结论：A=1.50m2＜Amax1=3.00m2外片玻璃满足防人体冲击规定的要求。A=1.50m2＞Amax2=0.50m2内片玻璃不满足防人体冲击规定的要求。二、窗格7玻璃的计算本工程玻璃按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)的规定计算确定。本窗格选用的玻璃为5mm浮法+0.380mmPVB胶片+5mm浮法的夹层玻璃本窗格的短边为500mm。本窗格的长边为1500mm。本窗格的(从属)面积为A=短边×长边=0.750m2施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)之7.3.3本窗格的从属面积小于等于1m2。故，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A)=βgz·μz·μsl（A）·Wo=βgz·μz·[μsl（1）+0.2]·Wo=1.623×1.604×(1.000+0.2)×550.00=1718.57Pa因为风荷载最小标准值不得小于1000Pa，故取Wk(A)=1718.57Pa。1，承载力极限状态的校核（1）常数k1、k2、k3、k4的计算长边与短边之比：b/a=3.000根据b/a查《建筑玻璃应用技术规程》附录C对应表格，利用插值法得：k1=2054.70k2=-0.2405100k3=-0.48810k4=-28.800（2）作用效应的组合考虑地震作用，计算强度时荷载组合设计值：W=1.4Wk(A)+1.3×0.5×qEK=1.4×1718.57+1.3×0.5×102.40=2439.283Pa（3）最大许用跨度L=k1(W+k2)k3+k4=2054.70×(2439.28/1000+-0.2405100)-0.48810+-28.800=1369.9mm（4）比较结果本窗格的短边：a=500.0mm小于最大许用跨度L=1369.92mm结论：本窗格玻璃满足承载力极限状态设计要求。2，正常使用极限状态的校核（1）常数k5、k6、k7、k8的计算长边与短边之比：b/a=3.000根据b/a查《玻璃幕墙工程技术规范》附录C之表C.0.5利用插值法得：k5=204.680k6=-0.100k7=-0.33350k8=-0.050（2）玻璃的单位厚度跨度限值[L/t][L/t]=k5(Wk(A)+k6)k7+k8=204.680×(1718.57/1000+-0.100)-0.33350+-0.050=174.26（3）比较结果施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书本窗格的玻璃短边与玻璃厚度之比：a/t=500.0/10.0=50.00a/t小于[L/t]=174.26结论：本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。1，防人体冲击玻璃面积的校核本窗格选用的玻璃为5mm浮法+0.380mmPVB胶片+5mm浮法的夹层玻璃考虑防人体冲击时，玻璃面积的校核按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)7.1条执行。按照表7.1.1-1的夹层玻璃项目确定：查表得：Amax=7.000m2该窗格的实际面积为：A=窗格长边×窗格短边=1500.0mm×500.0mm=0.750m2（1）比较结果因为A=0.750m2小于Amax=7.000m2结论：本窗格玻璃面积满足《建筑玻璃应用技术规程》防人体冲击的要求。二、窗格6玻璃的计算本工程玻璃按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)的规定计算确定。本窗格选用的玻璃为6mm浮法+真空层+6mm浮法的真空玻璃。本窗格的短边为500mm。本窗格的长边为875mm。本窗格的(从属)面积为A=短边×长边=0.438m2按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)之7.3.3本窗格的从属面积小于等于1m2。故，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A)=βgz·μz·μsl（A）·Wo=βgz·μz·[μsl（1）+0.2]·Wo=1.623×1.604×(1.000+0.2)×550.00=1718.57Pa因为风荷载最小标准值不得小于1000Pa，故取Wk(A)=1718.57Pa。1，承载力极限状态的校核（1）常数k1、k2、k3、k4的计算长边与短边之比：b/a=1.750根据b/a查《建筑玻璃应用技术规程》附录C对应表格，利用插值法得：k1=4626.50k2=0.2313670k3=-0.71120k4=-52.200（2）作用效应的组合考虑地震作用，计算强度时施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书荷载组合设计值：W=1.4Wk(A)+1.3×0.5×qEK=1.4×1718.57+1.3×0.5×102.40=2439.283Pa（1）最大许用跨度L=k1(W+k2)k3+k4=4626.50×(2439.28/1000+0.2313670)-0.71120+-52.200=2248.4mm（2）比较结果本窗格的短边：a=500.0mm小于最大许用跨度L=2248.41mm结论：本窗格玻璃满足承载力极限状态设计要求。2，正常使用极限状态的校核（1）常数k5、k6、k7、k8的计算长边与短边之比：b/a=1.750根据b/a查《玻璃幕墙工程技术规范》附录C之表C.0.5利用插值法得：k5=291.450k6=-0.150k7=-0.41490k8=0.950（2）玻璃的单位厚度跨度限值[L/t][L/t]=k5(Wk(A)+k6)k7+k8=291.450×(1718.57/1000+-0.150)-0.41490+0.950=242.75（3）比较结果本窗格的玻璃短边与玻璃厚度之比：a/t=500.0/12.0=41.67a/t小于[L/t]=242.75结论：本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。3，防人体冲击玻璃面积的校核本窗格选用的玻璃为6mm浮法+真空层+6mm浮法的真空玻璃，考虑防人体冲击时，玻璃面积的校核按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)7.1条执行。按照表7.1.1-1的夹层玻璃项目确定：查表得：Amax=4.500m2该窗格的实际面积为：A=窗格长边×窗格短边=875.0mm×500.0mm=0.438m2（1）比较结果因为A=0.438m2小于Amax=4.500m2结论：本窗格玻璃面积满足《建筑玻璃应用技术规程》防人体冲击的要求。施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书一、杆件3的计算如前所述，在水平方向上，本窗受风荷载和地震作用（当不考虑地震影响时,地震作用标准值可取值为0）的共同影响，其中：地震作用标准值：qEK=102.400Pa本窗的各窗格均为规则的矩形形状,面荷载分配到各长、短边上的荷载分别为梯形荷载和三角形荷载，本窗的线荷载分布图如下图所示：=====荷载分布图=====作用于杆件上的风荷载分为梯形分布荷载、三角形分布荷载以及集中荷载。其中梯形和三角形分布荷载是风荷载通过作用于玻璃板面直接传递到当前杆件上的，而集中荷载则是其它杆件的端头通过与当前杆件相连接而将其承受的部分风荷载传递到当前杆件上的。本计算书将当前所计算的杆件称为一级杆件，而端头与当前杆件相连接的杆件称之为二级杆件，三级、四级等杆件以此类推。同样，直接作用在于一级杆件上的梯形或三角形分布荷载称之为一级分布荷载，直接作用二级杆件上的梯形或三角形分布荷载称之为二级分布荷载，三级、四级等分布荷载以此类推。二级、三级等分布荷载都是间接作用一级杆件上的，数字级别越大其风荷载对当前杆件上的作用越间接，作用影响也越小。作为外围护结构的门窗，计算风荷载时，当前杆件的从属面积A遵从如下计算公式：施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书1，局部荷载的计算本杆件所承受的分级荷载情况如下：1级杆件、1级分布荷载：杆件3分布荷载窗格2，三角荷载，面积：0.25m2窗格3，三角荷载，面积：0.0625m2窗格4，梯形荷载，面积：0.06m22级杆件、2级分布荷载：杆件2分布荷载窗格3，梯形荷载，面积：0.15625m2窗格4，三角荷载，面积：0.04m2窗格5，三角荷载，面积：0.056406m23级杆件、3级分布荷载：杆件1分布荷载窗格4，梯形荷载，面积：0.06m2窗格5，梯形荷载，面积：0.062344m2综上，各级荷载面积统计为：1级分布荷载面积和：0.37252级分布荷载面积和：0.2526563级分布荷载面积和：0.122344依据前述杆件从属面积计算公式，本杆件的从属面积为：A=0.5294m2本杆件的从属面积小于等于1m2。按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)之7.3.3，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A)=βgz·μz·μsl（A）·Wo=βgz·μz·[μsl（1）+0.2]·Wo=1.623×1.604×(1.000+0.2)×550.00=1718.57Pa因为风荷载最小标准值不得小于1000Pa，故取Wk(A)=1718.57Pa。在进行杆件强度计算时，窗所受的面荷载取值为：q强=1.4Wk(A)+0.5×1.3qEK=1.4×1718.574+0.5×1.3×102.400=2472.564Pa在进行杆件挠度计算时，窗所受的面荷载取值为：q挠=Wk(A)=1718.574Pa施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书当短边边长为a时，则矩形窗格梯形、三角形荷载的最大线荷载值分别为：Q强=q强·a/2Q挠=q挠·a/2据此公式可得各窗格分配到窗格四边的最大线荷载值，计算结果如下（计算过程略）：本窗共有7个窗格。窗格1：高=1500mm，宽=300mm，面积=0.450m2Q强=0.3709N/mm，Q挠=0.2578N/mm窗格2：高=1000mm，宽=1500mm，面积=1.500m2Q强=1.2363N/mm，Q挠=0.8593N/mm窗格3：高=500mm，宽=875mm，面积=0.438m2Q强=0.6181N/mm，Q挠=0.4296N/mm窗格4：高=500mm，宽=400mm，面积=0.200m2Q强=0.4945N/mm，Q挠=0.3437N/mm窗格5：高=500mm，宽=475mm，面积=0.238m2Q强=0.5872N/mm，Q挠=0.4082N/mm窗格6：高=500mm，宽=875mm，面积=0.438m2Q强=0.6181N/mm，Q挠=0.4296N/mm窗格7：高=500mm，宽=1500mm，面积=0.750m2Q强=0.6181N/mm，Q挠=0.4296N/mm本杆件的长度为：1000mm。如荷载分布图所示，相邻窗格和杆件作用于杆件3上的水平荷载分别为：梯形荷载，共1个：窗格4：Q强=0.4945N/mm，Q挠=0.3437N/mm三角形荷载，共2个：窗格2：Q强=1.2363N/mm，Q挠=0.8593N/mm窗格3：Q强=0.6181N/mm，Q挠=0.4296N/mm集中力荷载，共1个：杆件2：P强=389.4287N，P挠=270.6754N1，材料的选取本杆件选取代号为平开中梃01的型材，型材截面如下图所示：=====型材截面图=====施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书该杆件材料的详细数据如下：材料材质：6063-T5抗弯强度设计值fw：90MPa抗剪强度设计值fj：55MPa材料弹性模量值E：70000MPa材料重力密度值γg：28KN/m3杆件截面特性值，按本软件中“基本信息、工具”部份的约定，平行于窗平面的水平方向为X方向，垂直于窗平面的方向为Y方向，则：截面面积A：690.69mm2型材线密度γl：N/mm惯性矩Ix：104.72cm4惯性矩Iy：20.29cm4最小抗弯截面模量Wx：16.66cm3最小抗弯截面模量Wy：4.83cm3静面矩Sx：12.13cm3静面矩Sy：5.05cm3沿X轴垂直于Y轴的型材截面总壁厚tx：3.78mm沿Y轴垂直于X轴的型材截面总壁厚ty：3.78mm塑性发展系数γ：取值1.051，受力分析计算按照简支梁模型，综合本杆件材料及其截面特性，将作用于本杆件上的各荷载通过积分法逐点计算，可得该杆件的剪力、弯矩和挠度曲线。由于计算公式及过程十分繁杂，计算过程略。分析结果如下图所示：=====荷载分析图=====经计算，结合上图分析曲线，可知：在距原点0处有最大剪力最大剪力Vmax=656.77N在距原点500处有最大弯矩最大弯矩Mmax=238241.8Nmm施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书在距原点500处有最大挠度最大挠度dmax=0.21mm1，抗剪强度的校核剪应力校核原则：τMax=Vmax·Sx/(Ix·tx)≤fj上式中：τMax：最大剪应力，MPaVmax：最大剪力值，NSx：静面矩，mm3Ix：惯性矩，mm4tx：计算位置与x轴相交的总壁厚，mmfj：材料的抗剪强度设计值，MPa上面各项均已知，将其代入公式：τMax=Vmax·Sx/(Ix·tx)=656.77×12.13/(104.72×3.78×10)=2.01MPa很明显：τmax≤fj=55MPa结论：抗剪性能满足要求！2，抗弯强度的校核抗弯校核原则：σw=Mx/(γ·Wnx)≤fw上式中：σw：弯矩最大应力，MPaMx：绕截面X轴，垂直于门窗平面的最大弯矩设计值，NmmMy：绕截面Y轴，平行于门窗平面的最大弯矩设计值，NmmWnx：绕截面X轴的净截面抵抗矩，承受垂直于门窗平面的弯矩mm3Wny：绕截面Y轴的净截面抵抗矩，承受平行于门窗平面的弯矩mm3γ：塑性发展系数取值为1.05fw：材料的抗弯强度设计值，MPa上面各项均已知，将其代入公式：σw=Mx/(γ·Wnx)=238241.8/(1.05×1000×16.66)=13.62MPa很明显：σw≤fw=90MPa结论：抗弯性能满足要求！3，挠度的校核按照相关规定，挠度校核原则为：相对挠度：dmax≤L/120mm绝对挠度：dmax≤绝对挠度限值=15mm上式中：dmax：杆件在风压作用下水平方向上的最大挠度，mm施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书L：杆件的长度，mm上面各项均已知，将其代入公式：相对挠度：dmax≤L/120时满足要求dmax=0.21≤1000/120=8.33mm结论：杆件的相对挠度满足要求！绝对挠度：dmax≤绝对挠度限值时满足要求dmax=0.21≤绝对挠度限值=15mm结论：杆件的绝对挠度满足要求！一、杆件6的计算1，局部荷载的计算本杆件所承受的分级荷载情况如下：1级杆件、1级分布荷载：杆件6分布荷载窗格1，梯形荷载，面积：0.2025m2窗格2，三角荷载，面积：0.25m2窗格6，三角荷载，面积：0.0625m22级杆件、2级分布荷载：杆件9分布荷载窗格2，梯形荷载，面积：0.5m2窗格4，三角荷载，面积：0.04m2窗格5，三角荷载，面积：0.056406m2窗格6，梯形荷载，面积：0.15625m2窗格7，梯形荷载，面积：0.3125m23级杆件、3级分布荷载：杆件1分布荷载窗格4，梯形荷载，面积：0.06m2窗格5，梯形荷载，面积：0.062344m2杆件3分布荷载窗格2，三角荷载，面积：0.25m2窗格3，三角荷载，面积：0.0625m2窗格4，梯形荷载，面积：0.06m2杆件4分布荷载窗格6，三角荷载，面积：0.0625m2窗格7，三角荷载，面积：0.0625m24级杆件、4级分布荷载：杆件2分布荷载窗格3，梯形荷载，面积：0.15625m2窗格4，三角荷载，面积：0.04m2窗格5，三角荷载，面积：0.056406m25级杆件、5级分布荷载：施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书杆件1分布荷载窗格4，梯形荷载，面积：0.06m2窗格5，梯形荷载，面积：0.062344m2综上，各级荷载面积统计为：1级分布荷载面积和：0.5152级分布荷载面积和：1.0651563级分布荷载面积和：0.6198444级分布荷载面积和：0.2526565级分布荷载面积和：0.122344依据前述杆件从属面积计算公式，本杆件的从属面积为：A=1.2418m2本杆件的从属面积介于1―10m2之间。按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)之7.3.3，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A)=βgz·μz·μsl（A）·Wo=βgz·μz·[(1－0.2·logA)·μsl(A)＋0.2]·Wo=1.623×1.604×[(1－0.2×log1.242)×1.000+0.2]×550.00=1691.63Pa因为风荷载最小标准值不得小于1000Pa，故取Wk(A)=1691.63Pa。在进行杆件强度计算时，窗所受的面荷载取值为：q强=1.4Wk(A)+0.5×1.3qEK=1.4×1691.638+0.5×1.3×102.400=2434.853Pa在进行杆件挠度计算时，窗所受的面荷载取值为：q挠=Wk(A)=1691.638Pa当短边边长为a时，则矩形窗格梯形、三角形荷载的最大线荷载值分别为：Q强=q强·a/2Q挠=q挠·a/2据此公式可得各窗格分配到窗格四边的最大线荷载值，计算结果如下（计算过程略）：本窗共有7个窗格。窗格1：高=1500mm，宽=300mm，面积=0.450m2Q强=0.3652N/mm，Q挠=0.2537N/mm窗格2：高=1000mm，宽=1500mm，面积=1.500m2Q强=1.2174N/mm，Q挠=0.8458N/mm窗格3：高=500mm，宽=875mm，面积=0.438m2Q强=0.6087N/mm，Q挠=0.4229N/mm窗格4：高=500mm，宽=400mm，面积=0.200m2Q强=0.4870N/mm，Q挠=0.3383N/mm窗格5：高=500mm，宽=475mm，面积=0.238m2Q强=0.5783N/mm，Q挠=0.4018N/mm窗格6：高=500mm，宽=875mm，面积=0.438m2Q强=0.6087N/mm，Q挠=0.4229N/mm窗格7：高=500mm，宽=1500mm，面积=0.750m2施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书Q强=0.6087N/mm，Q挠=0.4229N/mm本杆件的长度为：1500mm。如荷载分布图所示，相邻窗格和杆件作用于杆件6上的水平荷载分别为：梯形荷载，共1个：窗格1：Q强=0.3652N/mm，Q挠=0.2537N/mm三角形荷载，共2个：窗格2：Q强=1.2174N/mm，Q挠=0.8458N/mm窗格6：Q强=0.6087N/mm，Q挠=0.4229N/mm集中力荷载，共1个：杆件9：P强=1788.0950N，P挠=1242.2970N1，材料的选取本杆件选取代号为塑钢中梃01的滑动组合型材，型材截面如下图所示：=====型材截面图=====该杆件材料的详细数据如下：材料1：钢型材材料材质：Q235抗弯强度设计值fw1：215MPa抗剪强度设计值fj1：125MPa材料弹性模量值E1：206000MPa材料重力密度值γg1：78.5KN/m3杆件截面特性值，按本软件中“基本信息、工具”部份的约定，平行于窗平面的水平方向为X方向，垂直于窗平面的方向为Y方向，则：截面面积A1：167.03mm2型材线密度γl1：0.013112N/mm惯性矩Ix1：22523.94mm4最小抗弯截面模量Wx1：1501.59mm3静面矩Sx1：891.03mm3沿X轴垂直于Y轴的型材截面总壁厚tx1：1.5mm塑性发展系数γ1：取值1.05荷载分配系数K1：0.822材料2：塑料型材材料材质：塑料型材施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书抗弯强度设计值fw2：37MPa抗剪强度设计值fj2：18.5MPa材料弹性模量值E2：2200MPa材料重力密度值γg2：15KN/m3杆件截面特性值，按本软件中“基本信息、工具”部份的约定，平行于窗平面的水平方向为X方向，垂直于窗平面的方向为Y方向，则：截面面积A2：962.66mm2型材线密度γl2：0.014440N/mm惯性矩Ix2：455458.01mm4最小抗弯截面模量Wx2：13100.71mm3静面矩Sx2：9657.35mm3沿X轴垂直于Y轴的型材截面总壁厚tx2：5mm塑性发展系数γ2：取值1.05荷载分配系数K2：0.1781，受力分析计算按照简支梁模型，综合本杆件材料及其截面特性，将作用于本杆件上的各荷载通过积分法逐点计算，可得该杆件的剪力、弯矩和挠度曲线。由于计算公式及过程十分繁杂，计算过程略。分析结果如下图所示：=====荷载分析图=====经计算，结合上图分析曲线，可知：在距原点1500处有最大剪力最大剪力Vmax=1768.31N其中材料1和材料2所受的最大剪力分别为：Vmax1=K1·Vmax=0.8220×1768.31=1453.551NVmax2=K2·Vmax=0.1780×1768.31=314.759N施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书在距原点997.5处有最大弯矩最大弯矩Mmax=811965.36Nmm其中材料1和材料2所受的最大弯矩分别为：Mmax1=K1·Mmax=0.8220×811965.36=667435.600NmmMmax2=K2·Mmax=0.1780×811965.36=144529.800Nmm在距原点787.5处有最大挠度最大挠度dmax=20.89mm1，抗剪强度的校核剪应力校核原则：τMax=Vmax·Sx/(Ix·tx)≤fj上式中：τMax：最大剪应力，MPaVmax：最大剪力值，NSx：静面矩，mm3Ix：惯性矩，mm4tx：计算位置与x轴相交的总壁厚，mmfj：材料的抗剪强度设计值，MPa对于本杆件，滑动组合各材料的上述各项参数均已知，将其代入公式：材料1：τMax1=Vmax1·Sx1/(Ix1·tx1)=1453.551×891.03/(22523.94×1.5)=38.334MPa很明显：τmax1≤fj1=125MPa结论：抗剪性能满足要求！材料2：τMax2=Vmax2·Sx2/(Ix2·tx2)=314.759×9657.35/(455458.01×5)=1.335MPa很明显：τmax2≤fj2=18.5MPa结论：抗剪性能满足要求！2，抗弯强度的校核抗弯校核原则：σw=Mx/(γ·Wnx)≤fw上式中：施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书σw：弯矩最大应力，MPaMx：绕截面X轴，垂直于门窗平面的最大弯矩设计值，NmmMy：绕截面Y轴，平行于门窗平面的最大弯矩设计值，NmmWnx：绕截面X轴的净截面抵抗矩，承受垂直于门窗平面的弯矩mm3Wny：绕截面Y轴的净截面抵抗矩，承受平行于门窗平面的弯矩mm3γ：塑性发展系数取值均为1.05fw：材料的抗弯强度设计值，MPa对于本杆件，滑动组合各材料的上述各项参数均已知，将其代入公式：材料1：σw1=Mmax1/(γ1·Wx1)=667435.548/(1.05×1501.59)=423.32MPa很明显：σw1＞fw1=215MPa结论：抗弯性能不满足要求！材料2：σw2=Mmax2/(γ2·Wx2)=144529.837/(1.05×13100.71)=10.51MPa很明显：σw2≤fw2=37MPa结论：抗弯性能满足要求！1，挠度的校核按照相关规定，挠度校核原则为：相对挠度：dmax≤L/120mm绝对挠度：dmax≤绝对挠度限值=15mm上式中：dmax：杆件在风压作用下水平方向上的最大挠度，mmL：杆件的长度，mm上面各项均已知，将其代入公式：相对挠度：dmax≤L/120时满足要求dmax=20.89＞1500/120=12.50mm结论：杆件的相对挠度不满足要求！绝对挠度：dmax≤绝对挠度限值时满足要求dmax=20.89＞绝对挠度限值=15mm结论：杆件的绝对挠度不满足要求！二、杆件9的计算1，局部荷载的计算本杆件所承受的分级荷载情况如下：1级杆件、1级分布荷载：施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书杆件9分布荷载窗格2，梯形荷载，面积：0.5m2窗格4，三角荷载，面积：0.04m2窗格5，三角荷载，面积：0.056406m2窗格6，梯形荷载，面积：0.15625m2窗格7，梯形荷载，面积：0.3125m22级杆件、2级分布荷载：杆件1分布荷载窗格4，梯形荷载，面积：0.06m2窗格5，梯形荷载，面积：0.062344m2杆件3分布荷载窗格2，三角荷载，面积：0.25m2窗格3，三角荷载，面积：0.0625m2窗格4，梯形荷载，面积：0.06m2杆件4分布荷载窗格6，三角荷载，面积：0.0625m2窗格7，三角荷载，面积：0.0625m23级杆件、3级分布荷载：杆件2分布荷载窗格3，梯形荷载，面积：0.15625m2窗格4，三角荷载，面积：0.04m2窗格5，三角荷载，面积：0.056406m24级杆件、4级分布荷载：杆件1分布荷载窗格4，梯形荷载，面积：0.06m2窗格5，梯形荷载，面积：0.062344m2综上，各级荷载面积统计为：1级分布荷载面积和：1.0651562级分布荷载面积和：0.6198443级分布荷载面积和：0.2526564级分布荷载面积和：0.122344依据前述杆件从属面积计算公式，本杆件的从属面积为：A=1.4535m2本杆件的从属面积介于1―10m2之间。按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)之7.3.3，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A)=βgz·μz·μsl（A）·Wo=βgz·μz·[(1－0.2·logA)·μsl(A)＋0.2]·Wo=1.623×1.604×[(1－0.2×log1.454)×1.000+0.2]×550.00=1672.05Pa因为风荷载最小标准值不得小于1000Pa，故取Wk(A)=1672.05Pa。在进行杆件强度计算时，窗所受的面荷载取值为：q强=1.4Wk(A)+0.5×1.3qEK=1.4×1672.051+0.5×1.3×102.400=2407.431Pa施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书在进行杆件挠度计算时，窗所受的面荷载取值为：q挠=Wk(A)=1672.051Pa当短边边长为a时，则矩形窗格梯形、三角形荷载的最大线荷载值分别为：Q强=q强·a/2Q挠=q挠·a/2据此公式可得各窗格分配到窗格四边的最大线荷载值，计算结果如下（计算过程略）：本窗共有7个窗格。窗格1：高=1500mm，宽=300mm，面积=0.450m2Q强=0.3611N/mm，Q挠=0.2508N/mm窗格2：高=1000mm，宽=1500mm，面积=1.500m2Q强=1.2037N/mm，Q挠=0.8360N/mm窗格3：高=500mm，宽=875mm，面积=0.438m2Q强=0.6019N/mm，Q挠=0.4180N/mm窗格4：高=500mm，宽=400mm，面积=0.200m2Q强=0.4815N/mm，Q挠=0.3344N/mm窗格5：高=500mm，宽=475mm，面积=0.238m2Q强=0.5718N/mm，Q挠=0.3971N/mm窗格6：高=500mm，宽=875mm，面积=0.438m2Q强=0.6019N/mm，Q挠=0.4180N/mm窗格7：高=500mm，宽=1500mm，面积=0.750m2Q强=0.6019N/mm，Q挠=0.4180N/mm本杆件的长度为：L=2375mm。如荷载分布图所示，相邻窗格和杆件作用于杆件9上的水平荷载分别为：梯形荷载，共3个：窗格2：Q强=1.2037N/mm，Q挠=0.8360N/mm窗格6：Q强=0.6019N/mm，Q挠=0.4180N/mm窗格7：Q强=0.6019N/mm，Q挠=0.4180N/mm三角形荷载，共2个：窗格4：Q强=0.4815N/mm，Q挠=0.3344N/mm窗格5：Q强=0.5718N/mm，Q挠=0.3971N/mm集中力荷载，共3个：杆件1：P强=147.2671N，P挠=102.2825N杆件3：P强=636.4645N，P挠=442.0484N杆件4：P强=150.4644N，P挠=104.5032N1，材料的选取（1）材料选取本杆件选取代号为中横01的隔热组合型材，型材截面如下图所示：=====型材截面图=====施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书（1）材料性能该杆件材料的详细数据如下：铝合金型材：材料材质：6063-T5抗弯强度设计值fw1：90MPa抗剪强度设计值fj1：55MPa材料弹性模量值E1：70000MPa材料重力密度值γg1：28KN/m3隔热条：材料材质：PA66GF25抗弯强度设计值fw2：80MPa材料弹性模量值E2：4500MPa材料重力密度值γg2：13KN/m3隔热型材组合后性能指标：组合弹性值：c=80N/mm2组合分界面抗剪强度T：24N/mm组合弹性模量E：70000N/mm2（2）截面特性杆件截面特性值，按本软件中“基本信息、工具”部份的约定，平行于窗平面的水平方向为X方向，垂直于窗平面的方向为Y方向，则计算结果为：铝合金型材部分：截面面积A1：477.56mm2型材线重力密度γl1：0.013372N/mm对组合中性轴刚性惯性矩Isx1：150107.9461mm4危险边距两材料截面中性轴的距离：Ymax1=30.826mm塑性发展系数γ1：取值1.05弯矩分配系数Kxw1：0.9911轴力分配系数Kn1：0.987其中铝合金型材第一区域：自身型心与中性轴在Y方向上的距离：a1=23.55mm其中铝合金型材第二区域：自身型心与中性轴在Y方向上的距离：a2=9.28mm两区域型心距：a=a1+a2=32.83mm施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书隔热条部分：截面面积A2：97.56mm2型材线重力密度γl2：0.001268N/mm对组合中性轴刚性惯性矩Isx2：21051.5103mm4危险边距两材料截面中性轴的距离：Ymax2=21.526mm塑性发展系数γ2：取值1.05弯矩分配系数Kxw2：0.0089轴力分配系数Kn2：0.013组合截面的主要特性参数（通过本软件的“基本工具”计算）：组合刚性惯性矩Isx：Isx=Ix铝1+Ix铝2+A铝1·a1·a1+A铝2·a2·a2=150107.9461mm4刚性惯性矩组合参数υx：υx=（A铝1·a1·a1+A铝2·a2·a21）/Isx=0.6871根据本杆件的长度L，几何形状参数λx计算为：λx·λx=c·a·a·L·L/(E·Isx·υx·(1-υx))=215.2939弹性结合作用参数Cx：Cx=λx·λx/(π·π+λx·λx)=0.95617有效惯性矩的计算：Ixef=Isx·(1-υx)·υx/(1-υx·Cx)=136928.1488mm上述Kxj为在材料截面危险位置处，关于中性轴X轴的与各材料弹性模量、面积、惯性矩、静及壁厚相关的剪力系数。1，受力分析计算按照简支梁模型，综合本杆件材料及其截面特性，将作用于本杆件上的各荷载通过积分法逐点计算，可得该杆件的剪力、弯矩和挠度曲线。由于计算公式及过程十分繁杂，计算过程略。分析结果如下图所示：=====荷载分析图=====施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书经计算，结合上图分析曲线，可知：A：在距原点0处有最大剪力最大剪力Vmax=1767.96NB：在距原点1223.13处有最大弯矩最大弯矩Mmax=1219957.21Nmm其中材料1（铝合金型材）和材料2（隔热条）所受的最大弯矩分别为：Mmax1=Kwx1·Mmax=0.9911×1219957.21=1209100.000NmmMmax2=Kwx2·Mmax=0.0089×1219957.21=10857.620NmmC：在距原点1187.5处有最大挠度最大挠度dmax=51.69mm1，抗弯强度的校核抗弯校核原则：σw=Mx/(γ·Ix/Ymax)≤fw上式中：σw：弯矩最大应力，MPaMx：绕截面中性轴X轴，垂直于门窗平面的最大弯矩设计值，NmmMy：绕截面中性轴Y轴，平行于门窗平面的最大弯矩设计值，NmmIx：绕截面X轴的惯性矩，承受垂直于门窗平面的荷载mm4Iy：绕截面Y轴的惯性矩，承受平行于门窗平面的荷载mm4Ymax：弯应力危险边距两材料截面中性轴的Y方向的距离mmXmax：弯应力危险边距两材料截面中性轴的X方向的距离mmγ：塑性发展系数取值均为1.05fw：材料的抗弯强度设计值，MPa对于本杆件，紧密组合各材料的上述各项参数均已知，将其代入公式：材料1：σw1=Mx1/(γ1·Ix1/Ymax1)=1209099.607/(1.05×150107.9461/30.826)=236.48MPa很明显：σw1＞fw1=90MPa结论：抗弯性能不满足要求！材料2：σw2=Mx2/(γ2·Ix2/Ymax2)=10857.619/(1.05×21051.5103/21.526)=10.57MPa很明显：σw2≤fw2=80MPa施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书结论：抗弯性能满足要求！1，挠度的校核按照相关规定，挠度校核原则为：相对挠度：dmax≤L/120mm绝对挠度：dmax≤绝对挠度限值=15mm上式中：dmax：杆件在风压作用下水平方向上的最大挠度，mmL：杆件的长度，mm上面各项均已知，将其代入公式：相对挠度：dmax≤L/120时满足要求dmax=51.69＞2375/120=19.79mm结论：杆件的相对挠度不满足要求！绝对挠度：dmax≤绝对挠度限值时满足要求dmax=51.69＞绝对挠度限值=15mm结论：杆件的绝对挠度不满足要求！施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书第一种窗型CG-02的计算一、基本计算本工程所在地为沈阳地区，地面粗糙度类别为D类，风荷载重现期为50年，地震设防烈度为7度，本窗位于标高50m处。本窗的窗型分格图如下图所示：=====分格图=====1，局部风荷载标准值的计算μsl(1)：根据本窗在建筑上所处的位置，当从属面积A小于等于1平米时，体型系数取μsl(1)=1.80μsl(A)：计算具体杆件或玻璃时依据其从属面积计算确定的局部风荷载体型系数，取值分别为：当从属面积A≤1m2时：μsl(A)=μsl(1)＋0.2当从属面积A≥10m2时：μsl(A)=0.8μsl(1)＋0.2当从属面积1m2＜A＜10m2时：μsl(A)=[1－0.2log(A)]μsl(1)＋0.2μZ：根据高度及粗糙度类别计算Z=0.318(Z/10)μ0.60=0.8350βgz：根据高度及粗糙度类别计算βgz=0.80(1+2μf)其中：μf=0.5×351.8(α-0.16)×(Z/10)-α如前述,按地面粗糙度类别α取值为0.30将α代入上式，计算得：μf=0.756故：βgz=2.009施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书W0：基本风压。按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）附表D.4“全国各城市基本风压”选取，重现期为50年时，W0=550Pa。局部风压标准值的计算公式为：Wk(A)=βgz·μs1(A)·μZ·W0后续玻璃及杆件局部风压标准值将据此进行计算，且要求Wk(A)不得小于相关规定的最小限值。1，地震作用标准值的计算βE：动力放大系数，取值为5.0αmax：水平地震影响系数最大值。7度抗震设防、设计基本加速度为0.1g时，取值为0.08。GK/A：按前面规范引述中含义可推导出GK/A的含义为单位门窗面积上的重力标准值，可仅取玻璃进行计算。本窗采用“6+6A+6”的中空玻璃玻璃的重力密度为：γg=25.6KN/m3GK1/A1=γg·t1=25.6×6=153.600PaGK2/A2=γg·t2=25.6×6外片地震作用的标准值为：q外片地震作用的标准值为：qEK1qEK1=βE·αmax·Gk1/A1=5×0.08×153.6=61.440Pa内片地震作用的标准值为：qEK2qEK2=βE·αmax·Gk2/A2=5×0.08×153.6=61.440PaqEK=qEK1+qEK2=61.4400+61.440=122.880Pa二、窗格1玻璃的计算本工程玻璃按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)的规定计算确定。本窗格选用的是：“6钢化+6中空层+6钢化”的中空玻璃。(由外至内)本窗格的短边为1527.549mm。本窗格的长边为1906.007mm。本窗格的(从属)面积为A=短边×长边=2.912m2按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)之7.3.3本窗格的从属面积介于1―10m2之间。故，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A)=βgz·μz·μsl（A）·Wo=βgz·μz·[(1－0.2·logA)·μsl(A)＋0.2]·Wo=2.009×0.835×[(1－0.2×log2.912)×1.800+0.2]×550.00施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书=1691.29Pa因为风荷载最小标准值不得小于1000Pa，故取Wk(A)=1691.29Pa。1，风荷载标准值的分配作用在中空玻璃外片、内片上的风荷载分配系数分别为ξ1、ξ2，则：ξ1=1.1·t13/(t13+t23)=1.1×63/(63+63)=0.550ξ2=1.0·t23/(t13+t23)=1.0×63/(63+63)=0.500外片玻璃风荷载标准值：Wk1=ξ1·Wk(A)=0.550×1691.293=930.211Pa内片玻璃风荷载标准值：Wk2=ξ2·Wk(A)=0.500×1691.293=845.646Pa2，承载力极限状态的校核（1）常数k1、k2、k3、k4的计算长边与短边之比：b/a=1.248根据b/a查《建筑玻璃应用技术规程》附录C对应表格，利用插值法得外片、内片玻璃的各系数：外片玻璃：k1=4605.47k2=0.4423849k3=-0.60715k4=-2.796内片玻璃：k1=4605.47k2=0.4423849k3=-0.60715k4=-2.796（2）作用效应的组合考虑地震作用，计算强度时外片荷载组合设计值：W1=1.4Wk1+1.3×0.5×qEK1=1.4×930.21+1.3×0.5×61.44=1342.231Pa内片荷载组合设计值：W2=1.4Wk2+1.3×0.5×qEK2=1.4×845.65+1.3×0.5×61.44=1223.841Pa施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书（1）外片、内片玻璃最大许用跨度外片玻璃最大许用跨度：L1=k1(W1+k2)k3+k4=4605.47×(1342.23/1000+0.4423849)-0.60715+-2.796=3237.2mm内片玻璃最大许用跨度：L2=k1(W2+k2)k3+k4=4605.47×(1223.84/1000+0.4423849)-0.60715+-2.796=3375.1mm（2）比较结果本窗格的短边：a=1527.5mm外片：短边小于外片最大许用跨度L1=3237.23mm本窗格外片玻璃满足承载力极限状态设计要求。内片：短边小于内片最大许用跨度L2=3375.12mm本窗格内片玻璃满足承载力极限状态设计要求。2，正常使用极限状态的校核（1）常数k5、k6、k7、k8的计算长边与短边之比：b/a=1.248根据b/a查《玻璃幕墙工程技术规范》附录C之表C.0.5利用插值法得：k5=460.746k6=-0.100k7=-0.50240k8=2.056（2）外片、内片玻璃的单位厚度跨度限值[L/t]分别为：外片玻璃[L/t]1=k5（Wk1+k6）k7+k8=460.746×(930.21/1000+-0.100)-0.50240+2.056=507.953内片玻璃[L/t]2=k5（Wk2+k6）k7+k8=460.746×(845.65/1000+-0.100)-0.50240+2.056=536.007（3）比较结果外片玻璃：短边与玻璃厚度之比：a/t1=1527.5/6.0=254.59＜[L/t]1=507.95结论：本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。内片玻璃：短边与玻璃厚度之比：a/t2=1527.5/6.0=254.59＜[L/t]2=536.01结论：本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书1，考虑防人体冲击时玻璃面积的校核考虑防人体冲击时玻璃面积的校核按照《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)7.1条执行。按照表7.1.1-1和表7.1.1-2确定。该窗格的实际面积为：A=窗格长边×窗格短边=1906.0mm×1527.5mm=2.912m2外片玻璃：本窗格外片选用的是6mm厚钢化玻璃。查表得：Amax1=4.000m2内片玻璃：本窗格内片选用的是6mm厚钢化玻璃。查表得：Amax2=4.000m2结论：A=2.91m2＜Amax1=4.00m2外片玻璃满足防人体冲击规定的要求。A=2.91m2＜Amax2=4.00m2内片玻璃满足防人体冲击规定的要求。二、杆件1的计算如前所述，在水平方向上，本窗受风荷载和地震作用（当不考虑地震影响时,地震作用标准值可取值为0）的共同影响，其中：地震作用标准值：qEK=122.880Pa本窗的各窗格均为规则的矩形形状,面荷载分配到各长、短边上的荷载分别为梯形荷载和三角形荷载，本窗的线荷载分布图如下图所示：施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书作用于杆件上的风荷载分为梯形分布荷载、三角形分布荷载以及集中荷载。其中梯形和三角形分布荷载是风荷载通过作用于玻璃板面直接传递到当前杆件上的，而集中荷载则是其它杆件的端头通过与当前杆件相连接而将其承受的部分风荷载传递到当前杆件上的。本计算书将当前所计算的杆件称为一级杆件，而端头与当前杆件相连接的杆件称之为二级杆件，三级、四级等杆件以此类推。同样，直接作用在于一级杆件上的梯形或三角形分布荷载称之为一级分布荷载，直接作用二级杆件上的梯形或三角形分布荷载称之为二级分布荷载，三级、四级等分布荷载以此类推。二级、三级等分布荷载都是间接作用一级杆件上的，数字级别越大其风荷载对当前杆件上的作用越间接，作用影响也越小。作为外围护结构的门窗，计算风荷载时，当前杆件的从属面积A遵从如下计算公式：1，局部荷载的计算本杆件所承受的分级荷载情况如下：1级杆件、1级分布荷载：杆件1分布荷载窗格1，梯形荷载，面积：0.872408m2窗格2，梯形荷载，面积：0.674395m2综上，各级荷载面积统计为：1级分布荷载面积和：1.546803依据前述杆件从属面积计算公式，本杆件的从属面积为：A=1.5468m2本杆件的从属面积介于1―10m2之间。按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)之7.3.3，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A)=βgz·μz·μsl（A）·Wo=βgz·μz·[(1－0.2·logA)·μsl(A)＋0.2]·Wo=2.009×0.835×[(1－0.2×log1.547)×1.800+0.2]×550.00=1782.54Pa因为风荷载最小标准值不得小于1000Pa，故取Wk(A)=1782.54Pa。在进行杆件强度计算时，窗所受的面荷载取值为：q强=1.4Wk(A)+0.5×1.3qEK=1.4×1782.539+0.5×1.3×122.880=2575.427Pa在进行杆件挠度计算时，窗所受的面荷载取值为：q挠=Wk(A)=1782.539Pa当短边边长为a时，则矩形窗格梯形、三角形荷载的最大线荷载值分别为：Q强=q强·a/2施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书Q挠=q挠·a/2据此公式可得各窗格分配到窗格四边的最大线荷载值，计算结果如下（计算过程略）：本窗共有2个窗格。窗格1：高=1527.55mm，宽=1906.01mm，面积=2.912m2Q强=1.9670N/mm，Q挠=1.3615N/mm窗格2：高=938.91mm，宽=1906.01mm，面积=1.790m2Q强=1.2090N/mm，Q挠=0.8368N/mm本杆件的长度为：1906.01mm。如荷载分布图所示，相邻窗格和杆件作用于杆件1上的水平荷载分别为：梯形荷载，共2个：窗格1：Q强=1.9670N/mm，Q挠=1.3615N/mm窗格2：Q强=1.2090N/mm，Q挠=0.8368N/mm三角形荷载，共0个：集中力荷载，共0个：1，材料的选取本杆件选取代号为推拉上滑01的型材，型材截面如下图所示：=====型材截面图=====该杆件材料的详细数据如下：材料材质：Q235抗弯强度设计值fw：215MPa抗剪强度设计值fj：125MPa材料弹性模量值E：206000MPa材料重力密度值γg：78.5KN/m3杆件截面特性值，按本软件中“基本信息、工具”部份的约定，平行于窗平面的水平方向为X方向，垂直于窗平面的方向为Y方向，则：截面面积A：345.91mm2型材线密度γl：0.014440N/mm惯性矩Ix：21.38cm4惯性矩Iy：7.01cm4最小抗弯截面模量Wx：4.94cm3最小抗弯截面模量Wy：2.19cm3静面矩Sx：3.7cm3施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书静面矩Sy：2.07cm3沿X轴垂直于Y轴的型材截面总壁厚tx：2mm沿Y轴垂直于X轴的型材截面总壁厚ty：4.52mm塑性发展系数γ：取值1.051，受力分析计算按照简支梁模型，综合本杆件材料及其截面特性，将作用于本杆件上的各荷载通过积分法逐点计算，可得该杆件的剪力、弯矩和挠度曲线。由于计算公式及过程十分繁杂，计算过程略。分析结果如下图所示：=====荷载分析图=====经计算，结合上图分析曲线，可知：在距原点1906.01处有最大剪力最大剪力Vmax=1991.84N在距原点953处有最大弯矩最大弯矩Mmax=1206629.68Nmm在距原点953处有最大挠度最大挠度dmax=6.99mm2，抗剪强度的校核剪应力校核原则：τMax=Vmax·Sx/(Ix·tx)≤fj上式中：τMax：最大剪应力，MPaVmax：最大剪力值，NSx：静面矩，mm3Ix：惯性矩，mm4tx：计算位置与x轴相交的总壁厚，mmfj：材料的抗剪强度设计值，MPa上面各项均已知，将其代入公式：施工单位名称正文第41页 ***工程名门窗计算书τMax=Vmax·Sx/(Ix·tx)=1991.84×3.7/(21.38×2×10)=17.24MPa很明显：τmax≤fj=125MPa结论：抗剪性能满足要求！1，抗弯强度的校核抗弯校核原则：σw=Mx/(γ·Wnx)≤fw上式中：σw：弯矩最大应力，MPaMx：绕截面X轴，垂直于门窗平面的最大弯矩设计值，NmmMy：绕截面Y轴，平行于门窗平面的最大弯矩设计值，NmmWnx：绕截面X轴的净截面抵抗矩，承受垂直于门窗平面的弯矩mm3Wny：绕截面Y轴的净截面抵抗矩，承受平行于门窗平面的弯矩mm3γ：塑性发展系数取值为1.05fw：材料的抗弯强度设计值，MPa上面各项均已知，将其代入公式：σw=Mx/(γ·Wnx)=1206629.68/(1.05×1000×4.94)=232.63MPa很明显：σw＞fw=215MPa结论：抗弯性能不满足要求！2，挠度的校核按照相关规定，挠度校核原则为：相对挠度：dmax≤L/120mm绝对挠度：dmax≤绝对挠度限值=15mm上式中：dmax：杆件在风压作用下水平方向上的最大挠度，mmL：杆件的长度，mm上面各项均已知，将其代入公式：相对挠度：dmax≤L/120时满足要求dmax=6.99≤1906.01/120=15.88mm结论：杆件的相对挠度满足要求！绝对挠度：dmax≤绝对挠度限值时满足要求dmax=6.99≤绝对挠度限值=15mm结论：杆件的绝对挠度满足要求！施工单位名称正文第41页'