塑钢门窗计算书

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（GB/T7106-2002 ）,（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）。 4.参数选择：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=0.55KN/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 100mmX10mm。 1.钢带材料：碳素结构钢 Q235 ，强度设计值：215N/mm, 弹性模量：E=2.1X105N/mm2 2.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=1.81KN 2.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=1.56 μs —体型系数, 查图取 0.8 μz 一风压高度变化系数, 地面粗糙度按 B 类，查表得: 60 米时 μz =1.77 W0 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 3.0 αmax 一地震影响系数最大值，8 度设防取 0.16 G 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 1.3 ψE 取 0.6 B 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 1.0 地震作用 γE 取 1.0 ψE 取 0.6 5.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/mm2 6.荷载计算 6.1风荷载标准值 Wk=βgz ·μs ·μz · W0 =1.56× 0.8× 1.77× 0.55=1.21KN/m2 取 W2k=1.21KN/m 地震作用取 SE=0 6.2 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=(1.4Wk+0.6×1.3× 0) Bd Bd-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× 0.65)/4=0.90m qy =(1.4× 1.21+0.6× 1.3× 0)× 0.90=1.52KN/m 按单跨简支梁模型计算, 竖框所受的最大弯矩为 Mmax=q2y× L/8 式中 L 一竖向杆件长度 Mmax=0.91X42/8=1.82KNm 6.3 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 =(1.0× 1.21+0.6× 0)× 0.90=1.09KN/m 6.4 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 mm2 r一塑性发展系数, 取 1.05 W 一当量抵抗矩 mm3 fa一 Q235 钢材的强度设计值, 取 215.0N/mm2 竖向杆件所受应力 N/A+Mmax/ （r*W） =1.2X1.81X103/1000.16+1.82X106/(1.05 X 18.48X103) =95.97N/mm2＜fa=215.0 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 20mm f=5q4yL/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 1.2=1.3× 1.15× 0.014× 25.6× 1.2=0.645KN 2.风荷载标准值 Wk=1.56×0.8× 1.77× 0.55=1.21KN/m2 取 W2k=1.21KN/m 3.地震作用 SE=βE ×αmax×G/A 取 SE =0 4.风压力线荷载 qy=（1.4*Wk+0.6*1.3*SE ）*Hd Hd=(1.3× 1.05-0.475× 0.475-0.575× 0.575)/1.3=0.81m qy=(1.4× 1.21+0.6× 1.3× 0)× 0.81=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=1.37×1.3/8=0.29KNm 垂直 Mx=1/2*G×a 式中 a 一玻璃支点到连接点距离 Mx=1/2*0.645× 0.2=0.065KNm a 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={0.29/(1.05×1.97)+0.065/(1.05×2.28)}×10 =167.35N/mm＜fa=215N/mm 7.刚度校核 刚度校核线荷载最大值 水平 qy=(1.0WK+0.6SE)*Hd =(1× 1.21+0.6× 0)× 0.81 22 32 满足要求 =0.98KN/m 垂直 G= LB(t1+t2)γ =0.645KN 玻 1.2 =1.3× 1.15× 0.014× 25.6× 1.2 挠度 水平 fy=5qyB4/384EIy=(5X0.98X1.34/384X21X104X2.85)X105 =0.006m=6mm 垂直 fz=(G/2)B (12a*B-B2-12a2)