门窗计算书.doc

北京XX大学体育馆门窗设计计算书设计： 校对： 审核： 批准： 沈阳YY幕墙工程有限公司二六年三月二十九日门窗设计计算书一、计算引用的规范、标准及资料1.幕墙设计规范：建筑幕墙 JG3035-1996玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2001点支式玻璃幕墙工程技术规程 CECS127-2001全玻璃幕墙工程技术规程 DBJ/CT014-2001玻璃幕墙光学性能 GB/T18091-2000建筑幕墙物理性能分级 GB/T15225-94建筑幕墙空气渗透性能测试方法 GB/T15226-94建筑幕墙风压变形性能测试方法 GB/T15227-94建筑幕墙雨水渗透性能测试方法 GB/T15228-94建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2000 建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB/T18575-2001点支式玻璃幕墙支承装置 JG138-2001吊挂式玻璃幕墙支承装置 JG139-20012.建筑设计规范：建筑结构荷载规范 GB50009-2001钢结构设计规范 GB50017-2003冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018-2002高层民用钢结构技术规程 JGJ99-98建筑设计防火规范 GBJ16-87(2001版)高层民用建筑设计防火规范 GB50045-2001建筑物防雷设计规范 GB50057-2000工程抗震术语标准 JGJ/T97-95中国地震烈度表 GB/T17742-1999建筑抗震设计规范 GB50011-2001建筑抗震设防分类标准 GB50223-2004中国地震动参数区划图 GB18306-2000采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002混凝土结构设计规范 GB50010-2002民用建筑热工设计规范 GB50176-93民用建筑隔声设计规范 GBJ118-88建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑装饰工程施工质量验收规范 GB50210-2001建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002钢结构防火涂料 GB14907-2002碳钢焊条 GB/T5117-1995低合金钢焊条 GB/T5118-1995铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求 YS/T437-20003.铝材规范：铝幕墙板 板基 YS/T429.1-2000铝幕墙板 氟碳喷漆铝单板 YS/T429.2-2000铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2000铝塑复合板用铝带 YS/T432-2000铝合金建筑型材 GB/T5237-2000建筑铝型材 基材 GB/T5237.1-2004建筑铝型材 阳极氧化、着色型材 GB/T5237.2-2004建筑铝型材 电泳涂漆型材 GB/T5237.3-2004建筑铝型材 粉末喷涂型材 GB/T5237.4-2004 建筑铝型材 氟碳漆喷涂型材 GB/T5237.5-2004 变形铝及铝合金化学成份 GB/T3190-1996铝及铝合金轧制板材 GB/T3880-1997建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 JG/T133-20004.金属板及石材规范：天然花岗石荒料 JC/T204-2001天然大理石荒料 JC/T202-2001天然板石 GB/T18600-2001天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2001天然大理石建筑板材 JC/T79-2001干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC/T887-2001天然饰面石材术语 GB/T13890-92建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001铝塑复合板 GB/T17748-1999建筑瓷板装饰工程技术规范 CECS101：98建筑装饰用微晶玻璃 JC/T872-20005.玻璃规范：建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2003普通平板玻璃 GB4871-1995浮法玻璃 GB116141999钢化玻璃 GB/T9963-1998幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB/T17841-1999建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2001中空玻璃 GB/T11944-2002夹层玻璃 GB9962-1999镀膜玻璃 第一部分 阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2002镀膜玻璃 第二部分 低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2002热反射玻璃 JC693-1998热弯玻璃 JC/T915-20036.钢材规范：不锈钢棒 GB/T1220-1992不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-1984不锈钢冷扎钢板 GB/T3280-1992不锈钢热扎钢板 GB/T4237-1992不锈钢热扎钢带 GB/T5090冷拔异形钢管 GB/T3094-2000碳素结构钢 GB/T700-1988优质碳素结构钢 GB/T699-1999合金结构钢 GB/T3077-1999不锈钢和耐热钢冷扎带钢 GB/T4239-1991高耐候结构钢 GB/T4171-2000焊接结构用耐候钢 GB/T4172-2000低合金高强度结构钢 GB/T1591-1994碳素结构和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带 GB/T912-1989碳素结构和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带 GB/T3274-1988结构用无缝钢管 JBJ102金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-19927.胶类及密封材料规范：混凝土接缝用密封胶 JC/T881-2001硅酮建筑密封胶 GB/14683-2003建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2003聚硫建筑密封胶 JC483-1992中空玻璃用弹性密封剂 JC486- 2001幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001石材幕墙接缝用密封胶 JC/T883-2001中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T914-2003彩色钢板用建筑密封胶 JC/T884-2001工业用橡胶板 GB/T5574-1994绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-98建筑用防霉密封胶 JC/T885-2001建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-2002聚氨酯建筑密封胶 JC/T482-20038.门窗及五金件规范：铝合金门 GB/T8478-2003铝合金窗 GB/T8479-2003建筑外窗抗风压性能分级及检测方法 GB/T7106-2002建筑外窗气密性能分级及检测方法 GB/T7107-2002建筑外窗水密性能分级及检测方法 GB/T7108-2002建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法 GB/T8485-2002铝合金门窗工程设计、施工及验收规范 DBJ15-30-2002建筑外窗采光性能分级及检测方法 GB/T11976-2002地弹簧 GB/T9296-1988平开铝合金窗执手 GB/T9298-1988铝合金窗不锈钢滑撑 GB/T9300-1988铝合金门插销 GB/T9297-1988铝合金窗撑挡 GB/T9299-1988铝合金门窗拉手 GB/T9301-1988铝合金窗锁 GB/T9302-1988铝合金门锁 GB/T9303-1988闭门器 GB/T9305-1988推拉铝合金门窗用滑轮 GB/T9304-1988紧固件 螺栓和螺钉 GB/T5277十字槽盘头螺钉 GB/T818-2000紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB3098.1-2000 紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹 GB3098.2-2000 紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹 GB3098.4-2000紧固件机械性能 自攻螺钉 GB3098.5-2000紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB3098.6-2000紧固件机械性能 不锈钢螺母 GB3098.15-2000 螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T16823.1-19979.建筑结构静力计算手册 (第二版)10.土建图纸：二、基本参数1.门窗所在地区： 北京地区；2.地面粗糙度分类等级： 按建筑结构荷载规范(GB50009-2001) 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：指有密集建筑群的城市市区； D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按C类地区考虑。三、门窗承受荷载计算按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算： wk=gzzsw0 7.1.1-2GB50009-2001上式中： wk：作用在门窗上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：100m； gz：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算: gz=K(1+2f) 其中K为地面粗糙度调整系数，f为脉动系数 A类场地: gz=0.92(1+2f) 其中：f=0.387(Z/10)-0.12 B类场地: gz=0.89(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C类场地: gz=0.85(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D类场地: gz=0.80(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3对于C类地区，100m高度处瞬时风压的阵风系数： gz=0.85(1+2(0.734(Z/10)-0.22)=1.6019 z：风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算: A类场地: z=1.379(Z/10)0.24 当Z300m时，取Z=300m，当Z350m时，取Z=350m，当Z400m时，取Z=400m，当Z450m时，取Z=450m，当Z30m时，取Z=30m；对于C类地区，100m高度处风压高度变化系数： z=0.616(Z/10)0.44=1.6966 s：风荷载体型系数，根据计算点体型位置取1.2； w0：基本风压值(MPa)，根据现行GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，北京地区取0.00045MPa； wk=gzzsw0 =1.60191.69661.20.00045 =0.001468MPa四、门窗玻璃的选用与校核基本参数： 1：计算点标高：100m； 2：玻璃板尺寸：宽高=BH=1000mm1280mm； 3：玻璃配置：单片玻璃，钢化玻璃：4mm；模型简图为：1.玻璃的强度计算：校核依据：fg ：玻璃的计算参数； ：玻璃的折减系数； wk：风荷载标准值(MPa)； a：分格短边长度(mm)； E：玻璃的弹性模量(MPa)； t：玻璃厚度(mm)； =wka4/Et4 6.1.2-3JGJ102-2003 =0.00146810004/72000/44 =79.644按系数，查表6.1.2-2JGJ102-2003，=0.731； ：玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)； w：风荷载设计值(MPa)； a：玻璃短边边长(mm)； b：玻璃长边边长(mm)； t：玻璃厚度(mm)； m：玻璃弯矩系数, 按边长比a/b查表6.1.2-1JGJ102-2003得m=0.0649； =6mwa2/t2 6.1.2JGJ102-2003 =60.06491.40.001468100020.731/42 =36.563MPa 36.563MPafg=84MPa(钢化玻璃)玻璃的强度满足要求!2.玻璃最大挠度校核：校核依据： df=wka4/Ddf,lim 6.1.3-2JGJ102-2003上面公式中： df：玻璃板挠度计算值(mm)； ：玻璃挠度的折减系数，根据前面的计算，为0.731； ：玻璃挠度系数，按边长比a/b查表6.1.3JGJ102-2003得=0.00626； wk：风荷载标准值(MPa) a：玻璃板块短边尺寸(mm)； D：玻璃的弯曲刚度(Nmm)； df,lim：许用挠度，取短边长的1/60，为16.667mm；其中： D=Et3/(12(1-2) 6.1.3-1JGJ102-2003上式中： E：玻璃的弹性模量(MPa)； t：玻璃的厚度(mm)； ：玻璃材料泊松比，为0.2； D=Et3/(12(1-2) =7200043/(12(1-0.22) =400000Nmm df=wka4/D =0.7310.006260.00146810004/400000 =16.794mm 16.794mmdf,lim=16.667mm(钢化玻璃)玻璃的挠度不满足要求!五、门窗竖中挺计算基本参数： 1：计算点标高：100m； 2：力学模型：单跨简支梁； 3：竖中挺跨度：H=1600mm； 4：竖中挺左受荷单元宽：W1=600mm；竖中挺右受荷单元宽：W2=1500mm； 5：竖中挺材质：6063-T5；1.竖中挺受荷单元分析：(1)竖中挺计算简图的确定： 因为：W1H W285.5MPa竖中挺抗弯强度不满足要求。4.竖中挺的挠度计算：(1)竖中挺在左受荷单元力作用下的挠度计算： df1：竖中挺在左受荷单元力作用下的挠度(mm)； df1=qk1H4/240EI(25/8-5(W1/2/H)2+2(W1/2/H)4) =0.4416004/240/70000/154440(25/8-5(600/2/1600)2+2(600/2/1600)4) =3.28mm(2)竖中挺在右受荷单元力作用下的挠度计算： df2：竖中挺在右受荷单元力作用下的挠度(mm)； df2=qk2H4/240EI(25/8-5(W2/2/H)2+2(W2/2/H)4) =1.10116004/240/70000/154440(25/8-5(1500/2/1600)2+2(1500/2/1600)4) =5.904mm(3)竖中挺在风荷载作用下的总体挠度： df=df1+df2 =3.28+5.904 =9.184mm挠度的限值取杆件总长的1/120，即13.333mm，且不应大于15mm。 9.184mm13.333mm 9.184mm15mm所以，挠度满足要求！5.竖中挺的抗剪计算：校核依据： max=49.6MPa (材料的抗剪强度设计值)在上面的公式中： max：竖中挺最大剪应力(N)； V1：在左受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； V2：在右受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； Sx：竖中挺型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Ix：竖中挺型材截面惯性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； max=(V1+V2)Sx/Ixt =(560.56+916.895)3299/154440/3 =10.52MPa 10.52MPa49.6MPa竖中挺抗剪强度能满足要求!六、门窗横中挺计算基本参数： 1：计算点标高：100m； 2：力学模型：单跨简支梁； 3：横中挺跨度：W=1500mm； 4：横中挺上受荷单元高：H1=400mm；横中挺下受荷单元高：H2=1200mm； 5：横中挺材质：6063-T5；1.横中挺受荷单元分析：(1)横中挺计算简图的确定： 因为：H1W H285.5MPa横中挺抗弯强度不满足要求。4.横中挺的挠度计算：(1)横中挺在上受荷单元力作用下的挠度计算： df1：横中挺在上受荷单元力作用下的挠度(mm)； df1=qk1W4/240EIy(25/8-5(H1/2/W)2+2(H1/2/W)4) =0.29415004/240/70000/154420(25/8-5(400/2/1500)2+2(400/2/1500)4) =1.742mm(2)横中挺在下受荷单元力作用下的挠度计算： df2：横中挺在下受荷单元力作用下的挠度(mm)； df2=qk2W4/240EIy(25/8-5(H2/2/W)2+2(H2/2/W)4) =0.88115004/240/70000/154420(25/8-5(1200/2/1500)2+2(1200/2/1500)4) =4.085mm(3)横中挺在风荷载作用下的总体挠度： df=df1+df2 =1.742+4.085 =5.827mm挠度的限值取杆件总长的1/120，即12.5mm，且不应大于15mm。 5.827mm12.5mm 5.827mm15mm所以，挠度满足要求！5.横中挺的抗剪计算：校核依据： max=49.6MPa (材料的抗剪强度设计值)在上面的公式中： max：横中挺最大剪应力(N)； V1：在上受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； V2：在下受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； Sy：横中挺型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Iy：横中挺型材截面惯性矩(mm4)； ty：型材截面垂直于Y轴腹板的截面总高度(mm)； max=(V1+V2)Sy/Iyty =(374.92+776.79)3299/154420/3 =8.202MPa 8.202MPa49.6MPa横中挺抗剪强度能满足要求!