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星汇名邸７#-12#楼及物业、门卫、配电房
铝合金门窗
设 计 计 算 书
设计： 校对： 审核： 批准:
扬州市诚艺门窗装潢有限公司 二〇一三年一月二十五日
目录
1 计算引用的规范、标准及资料 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.1 门窗及相关设计规范:ﻩ错误!未定义书签。 １．2 建筑设计规范： ......................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 铝材规范: ...................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.4 玻璃规范: ........................................................................................................ 错误!未定义书签。 1.5 钢材规范:ﻩ错误!未定义书签。
1.6 胶类及密封材料规范:ﻩ错误!未定义书签。 1.7 门窗及五金件规范： ...................................................................................... 错误!未定义书签。 1．8 相关物理性能等级测试方法：ﻩ错误!未定义书签。
1.９ 《建筑结构静力计算手册》(第二版) ......................................................... 错误!未定义书签。 1．10 土建图纸：ﻩ错误!未定义书签。
2 基本参数ﻩ错误!未定义书签。
２．1 门窗所在地区 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 2．2 地面粗糙度分类等级 ................................................................................... 错误!未定义书签。 2．3 抗震设防 ...................................................................................................................................... 5
3 门窗承受荷载计算 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
3.１ 计算依据ﻩ错误!未定义书签。 3.2 计算杆件时的风荷载标准值 .......................................................................... 错误!未定义书签。 3.3 计算玻璃时的风荷载标准值ﻩ错误!未定义书签。
３.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值ﻩ错误!未定义书签。 3.5 作用效应组合 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
4 门窗竖中梃计算ﻩ错误!未定义书签。
4．1 竖中梃受荷单元分析ﻩ错误!未定义书签。
4．2 选用竖中梃型材的截面特性 ....................................................................... 错误!未定义书签。 4.３ 竖中梃的抗弯强度计算 ................................................................................ 错误!未定义书签。 4.４ 竖中梃的挠度计算 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 4．5 竖中梃的抗剪计算ﻩ错误!未定义书签。
5 玻璃板块的选用与校核ﻩ错误!未定义书签。
5.1 玻璃板块荷载计算:......................................................................................... 错误!未定义书签。 ５.2 玻璃的强度计算:........................................................................................... 错误!未定义书签。 5.3 玻璃最大挠度校核:......................................................................................... 错误!未定义书签。
6 附录 常用材料的力学及其它物理性能ﻩ错误!未定义书签。
门窗设计计算书
1 计算引用的规范、标准及资料 1.1 门窗及相关设计规范:
《铝合金结构设计规范》 GB5０４29－20０７ 《玻璃幕墙工程技术规范》 JGＪ102-2０03
《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ1１3-２00９ 《建筑幕墙》 GB／Ｔ2108６-20０7 《金属与石材幕墙工程技术规范》 ＪＧJ13３-2００1 《铝合金门窗工程技术规范》 JGJ２14-2010
《铝合金门窗》 ＧB/T8478-2008 《未增塑聚乙烯(PＶC-U）塑料窗》 JGT/140-２005 《塑料门窗工程技术规程》 JＧＪ103－2０0８
1.2 建筑设计规范:
《地震震级的规定》 GＢ/Ｔ1774０-1999 《钢结构防火涂料》 ＧB14907-200２ 《钢结构设计规范》 GＢ5０01７-2003 《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ３-200２
《高层民用建筑设计防火规范》 GＢ5004５-95(2０05年版) 《高处作业吊蓝》 GＢ１915５-２０03 《工程抗震术语标准》 JGJ/T９7－2010 《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ145－2004 《混凝土结构设计规范》 GB5００1０-2010 《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》 ＪG1６0-20０4 《建筑表面用有机硅防水剂》 JＣ/T９02-2002 《建筑材料放射性核素限量》 GB６５6６-2０１0 《建筑防火封堵应用技术规程》 CECＳ154:2003 《建筑钢结构焊接技术规程》 JGＪ81-200２
《建筑工程抗震设防分类标准》 GB5０223－2008 《建筑工程预应力施工规程》 CECS１8０:20０5
《建筑结构荷载规范》 ＧB500０９－2001(20０6年版、局部修订) 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB５０068-2001 《建筑抗震设计规范》 ＧB5０011-2010
《建筑设计防火规范》 GB50016－２006 《建筑物防雷设计规范》 GB50０5７-2010 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GＢ50018-20０2
《民用建筑设计通则》 GB50３52-２０05
1.3 铝材规范:
《变形铝及铝合金化学成份》 ＧB/Ｔ３1９0-2008 《建筑用隔热铝合金型材》 JG17５-２０11 《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》 ＪＧ／T13３-2000 《铝合金建筑型材第1部分基材》 GB5237.1-2008 《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》 GB5237.2-2008 《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》 GB5237.3-2008 《铝合金建筑型材第４部分粉末喷涂型材》 ＧB52３7.4-2008
《铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材》 GB５２３7.５-2００8 《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》 ＧB5237.6-2004 《铝及铝合金彩色涂层板、带材》 YS/T431－20０0
《一般工业用铝及铝合金板、带材》 ＧB/T3８80．1~３-2０0６ 《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》 ＹS/Ｔ４３7－2009 《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》 YＳ／T4５9-2003
1.4 玻璃规范：
《镀膜玻璃 第1部分：阳光控制镀膜玻璃》 ＧB／T1８915.1-2０02 《镀膜玻璃 第２部分:低辐射镀膜玻璃》 GB/Ｔ1８915．２-2002 《防弹玻璃》 GB17840-1999 《平板玻璃》 GB1１614-200９ 《建筑用安全玻璃 第3部分:夹层玻璃》 ＧB15763.３－2０09 《建筑用安全玻璃 第2部分:钢化玻璃》 GB15763．2－2０05 《建筑用安全玻璃 防火玻璃》 GB1576３.1-2009 《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB１7841-2０08
《热弯玻璃》 JＣ/Ｔ9１５－200３ 《压花玻璃》 ＪＣ/T511-2002
《中空玻璃》 GＢ/T１194４-20０2
1.5 钢材规范：
《建筑结构用冷弯矩形钢管》 JG/Ｔ1７8-20０５
《不锈钢小直径无缝钢管》 GＢ/T3090-２0０0 《擦窗机》 GB19154－２０0３ 《彩色涂层钢板和钢带》 GB／T1２754-２00６ 《低合金钢焊条》 GＢ/T５11８－19９5 《低合金高强度结构钢》 GＢ/T1591-2００8 《建筑幕墙用钢索压管接头》 ＪG/T20１－20０7 《耐候结构钢》 GＢ/Ｔ４171-2008 《高碳铬不锈钢丝》 ＹB/Ｔ09６—19９7
《合金结构钢》 GB／T3０77-1９99 《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》 GB/Ｔ13９1２-2０02 《冷拔异形钢管》 GB/T30９４-２０00 《碳钢焊条》 GＢ/T5117-1999 《碳素结构钢》 GB/T700－２０06
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》ＧＢ/T912-20０8 《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007
《优质碳素结构钢》 GB/Ｔ６99－１９9９
1.6 胶类及密封材料规范:
《丙烯酸酯建筑密封膏》 JＣ４84－2006
《幕墙玻璃接缝用密封胶》 ＪC/T８82－２00１ 《彩色涂层钢板用建筑密封胶》 JＣ/Ｔ884－2001
《丁基橡胶防水密封胶粘带》 JＣ/Ｔ942-2004 《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》 JC８８７-2001
《工业用橡胶板》 GB／Ｔ5５74-1994 《混凝土建筑接缝用密封胶》 JC／T88１-２0０1 《建筑窗用弹性密封剂》 JＣ４85－2007
《建筑密封材料试验方法》 GＢ/T13477．1～2０-2002 《建筑用防霉密封胶》 ＪC/T8８5-2００1 《建筑用硅酮结构密封胶》 GB167７６-20０５ 《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》 GＢ/Ｔ19686-2005 《建筑用硬质塑料隔热条》 JG/T174-2005
《建筑装饰用天然石材防护剂》 ＪＣ／T9７3-2005 《聚氨酯建筑密封胶》 ＪC/T482-２003
《聚硫建筑密封胶》 JＣ／T483-２006 《绝热用岩棉、矿棉及其制品》 GB／Ｔ１1835－2０07 《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》 ＧB/T529－19９9 《石材用建筑密封胶》 ＪC／T８83-20０１ 《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》 GB/T5３１－1９9９ 《修补用天然橡胶胶粘剂》 HG/T３318－20０2
《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T4８6－２0０１ 《中空玻璃用丁基热熔密封胶》 JC/Ｔ９14-2003
1.7 门窗及五金件规范：
《封闭型沉头抽芯铆钉》 GB/Ｔ1２６16-2004
《封闭型平圆头抽芯铆钉》 ＧＢ/T12615－２00４ 《紧固件螺栓和螺钉》 GB/T5277－１９85 《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》 ＧB/T3103．1-2０02 《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB/T3098.1５-2000 《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》 GＢ/Ｔ309８．6－200０ 《紧固件机械性能抽芯铆钉》 GB/T3０98．１9-2004 《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》 GB/Ｔ30９8.2-200０ 《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》 ＧB/T３0９8.4-2０0０ 《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GＢ/T３０98．1-20１0 《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB/T3０98.5-200０
《紧固件术语盲铆钉》 ＧB／T3099-2００４ 《铝合金门窗》 GB/T８478-2008 《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》 ＧＢ/T16823.１-1９９7 《十字槽盘头螺钉》 GＢ/T818－2000
《地弹簧》 QＢ/T２697－２005 《铝合金门插锁》 ＱＢ／T3885-１999 《平开铝合金窗把手》 QB／T38８6-1999 《铝合金撑挡》 QB/T3887-1９99 《铝合金窗不锈钢滑撑》 ＱB/Ｔ38８8-1９９9
《铝合金门窗拉手》 ＱB/T3８89-1999 《铝合金窗锁》 ＱB／T3９０0-1999 《铝合金门锁》 QＢ／T390１-１９９9 《推拉铝合金门用滑轮》 QB/T３９02-19９9 《闭合器》 QB／Ｔ３89３-199９ 《外装门锁》 QB/Ｔ24７3-2００0 《弹子插芯门锁》 ＧB/T２474-2000 《叶片门锁》 ＱＢ／T2475-2０００ 《球型门锁》 QB/T24７6-2000 《铜合金铸件》 GＢ/T13８19－1992 《锌合压铸件》 GB/Ｔ1３821－1９9２ 《铝合金压铸件》 GB/T151１4-２０09 《铸件尺寸公差与机械加工余量》 QB/T6４１４-1９9９ 《建筑门窗五金件 插销》 JG２１4-2０07 《建筑门窗五金件 传动机构用执手》 JＧ124-200７ 《建筑门窗五金件 旋压执手》 JG２13－20０7 《建筑门窗五金件 合页（铰链)》 JＧ12５-２007
《建筑门窗五金件 传动锁闭器》 ＪG１26-200７ 《建筑门窗五金件 滑撑》 JG127-2007 《建筑门窗五金件 滑轮》 JG129-２00７ 《建筑门窗五金件 多点锁闭器》 JＧ215-2０07 《建筑门窗五金件 撑挡》 JG12８-20０7 《建筑门窗五金件 通用要求》 JG２12-２007 《建筑门窗五金件 单点锁闭器》 JG13０－2007 《建筑门窗内平开下悬五金系统》 ＪＧ168-20０4 《钢塑共挤门窗》 JG2０７-２０07 《电动采光排烟窗》 ＪG189-20０6
1.8 相关物理性能等级测试方法：
《彩色涂层钢板和钢带试验方法》 ＧＢ／T１3448-200６ 《钢结构工程施工质量验收规范》 ＧB50205-20０1 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB５0204-2０0２
《建筑防水材料老化试验方法》 ＧB/Ｔ18２4４－2000 《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》 GB／T８48４-2008 《建筑外窗采光性能分级及检测方法》 ＧB/T11976-２002 《建筑门窗空气隔声性能分级及检测方法》 GＢ/T8485-200８
《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106－２00８ 《建筑装饰装修工程质量验收规范》 GB5０２10－2001 《金属材料室温拉伸试验方法》 GB/T２28-2002
1.9《建筑结构静力计算手册》 （第二版) 1.10 土建图纸:
2 基本参数 2.1 门窗所在地区
扬州地区;
2.2 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类地形考虑。
2.3 抗震设防
按《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：
1.特殊设防类:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；
２.重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；
3.标准设防类:指大量的除１、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类； 4.适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类;
在维护结构抗震设计计算中:
１.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用;
2.重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；
3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用; 4．适度设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；
根据国家规范《建筑抗震设计规范》ＧB５０0１1-2010，武汉地区地震基本烈度为：6度，地震动峰值加速度为0．05g,由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：αｍax＝0.０4;
3 门窗承受荷载计算 3.1 计算依据
按建筑结构荷载规范(GB50009－２001）计算:
wk=βgzμzμs1ｗ０ ……7.1.１－２[GB50009-2001 2０06年版] 上式中:
ｗk：作用在门窗上的风荷载标准值(MPa)； Z:计算点标高：30ｍ;
βｇz：瞬时风压的阵风系数；
根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算): βgz=K（1+２μf)
其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数
A类场地: βgz=0.9２×(1+2μf) 其中:μｆ=0．３87×(Ｚ/１0）-０.１２ B类场地: βｇz＝0.８9×(1＋2μf) 其中:μf=0.5(Z／10)-０.16 C类场地: βgz=0.８５×(1＋2μｆ) 其中：μf=0.７３4(Z/1０)-0.22
D类场地: βgｚ=0．8０×(1＋2μf） 其中：μｆ=１．22４8(Z/1０)－0.3 对于C类地形,51m高度处瞬时风压的阵风系数:
βgz＝0.8５×(１+２×(0.７３4(Z/10)-0.2２）)=1.７219 μz：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: μz=1.3７9×(Z/10)0.24
当Z>300m时,取Z＝300m，当Z<５ｍ时，取Z＝5m;
0.３２
B类场地: μz=(Ｚ/１0)
当Z＞３5０m时，取Z＝35０m，当Z<10m时,取Z=１0m; C类场地： μz＝０.６１6×(Z/１0）0．44
当Ｚ＞４0０m时,取Ｚ=400m，当Z<15m时，取Z=15m; D类场地: μz=0.31８×（Z/10）0.60
当Ｚ>４5０m时,取Z=450m,当Z<30m时，取Z=3０ｍ; 对于C类地形，５1m高度处风压高度变化系数: μz=0.61６×(Z/10)0.4４=１.261６ μs1：局部风压体型系数；
按《建筑结构荷载规范》GＢ5０009-2001(２0０6年版)第７.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数μs1： 一、外表面
１.正压区 按表7．３.1采用； 2.负压区
- 对墙面, 取-１.０ - 对墙角边, 取-1.8 二、内表面
对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.２或0．2。 本计算点为大面位置。
参JGJ1０2－２003第5.3.２条文说明:风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料,在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面
可考虑-1．0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-０.2。对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7．3.３条指出“对封闭建筑物,考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压,参照国外规范，大多取±(0.2－0.25)的压力系数，现取±0.２”。即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。
另注:上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积Ａ小于或等于１ｍ2的情况,当围护构件的从属面积A大于或等于1０m2时,局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数０.8,当构件的从属面积小于10m2而大于1ｍ２时,局部风压体型系数μｓ1（A）可按面积的对数线性插值,即：
μs1(A）=μｓ1(1）＋［μs1（１０）-μs1(１)]loｇA 在上式中：
当A≥１0m2时，取Ａ=10m2; 当A≤１ｍ2时,取A=１m２; μs1(１0)＝0．８μs1(1）
w0:基本风压值(MPa),根据现行<<建筑结构荷载规范>>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,扬州地区取0.0００35ＭPa；
3.2 计算杆件时的风荷载标准值
计算杆件时的构件从属面积： Ａ=0.9×1.72=1.５48m2 LｏgＡ=０.19
μs1(A）=μs1(1)+[μｓ１(10）-μs1(1）］ｌogA =0.９６２
μｓ1=0．962＋0．2 =1.162
ｗｋ＝βgzμzμｓ１w0
=1.7２19×1.２616×1.1６2×0.0003５
=0.0０0883MPa 因为计算得到的风荷载标准值小于０.00１MＰa,所以取:0．001MＰａ
3.3 计算玻璃时的风荷载标准值
计算玻璃时的构件从属面积： A=1.8×１.15＝2.07ｍ２ LogＡ＝0.316
μｓ1(A）=μｓ1(1）+[μs1(10）-μs1(1)］ｌogA =0．937
μs1=０.９３7＋０.2 =1．１37 wk=βgｚμzμｓ１w０
=１．7219×1.２6１6×１.１37×0.0０035
=０．０0086４ＭPａ 因为计算得到的风荷载标准值小于0.001MＰa，所以取：0.00１ＭPa
3.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值
qEAk=βEαmaｘＧk／A ……5.３.４[JGJ1０2－２0０３]
qEAk：垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值（MPa); βＥ:动力放大系数,取５.0；
αmax：水平地震影响系数最大值; Gk：门窗构件的重力荷载标准值(N); Ａ:门窗构件的面积（ｍm2）；
3.5 作用效应组合
荷载和作用效应按下式进行组合:
S=γGＳGk+ψwγwSwk+ψEγＥＳEk ……５.4.1[JGJ１02－２003］ 上式中：
S：作用效应组合的设计值;
SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；
Swk、SEｋ:分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值; γＧ、γw、γE：各效应的分项系数;
ψw、ψE:分别为风荷载,地震作用效应的组合系数。
上面的γG、γw、γＥ为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5．4.4［JＧJ102－２００3］规定如下： 进行门窗构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载:γＧ：1.2; 风 荷 载：γｗ：1.4； 地震作用：γE:1.3; 进行挠度计算时;
重力荷载:γG:1.0; 风 荷 载:γw：１.0；
地震作用：可不做组合考虑； 上式中,风荷载的组合系数ψw为1.０； 地震作用的组合系数ψE为0.5；
4 门窗竖中梃计算
基本参数：
１:计算点标高:30ｍ; 2:力学模型:简支梁;
3:竖中梃跨度:Ｈ=1７20ｍm；
4：竖中梃左受荷单元宽：Ｗ1=65０mｍ；
竖中梃右受荷单元宽：Ｗ2=1１5０ｍm； ５:竖中梃材质:6０63-Ｔ6,断热型材；
4.1 竖中梃受荷单元分析
(1)竖中梃计算简图的确定： 因为:Ｗ1 所以,左受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载; 右受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载; 受力简图为： q1M1+M2 V1+V2q2 (2)竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析： wｋ:风荷载标准值（MＰa）; W1：左受荷单元宽（mm); H：竖中梃的跨度(ｍm）; qwk1:在左受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)； qw1:在左受荷单元作用下的风荷载线集度设计值(N/mm); qｗk1＝wｋ×W１／2 =0．001×65０/2 ＝0.325N/mm ｑw１=1.4×qwk１ =1.4×0．325 =0.455N/mｍ qＥAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPａ); βＥ：动力放大系数,取５.0; αｍａx：水平地震影响系数最大值,取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，（含面板和框架)； 2 A:门窗构件的面积(ｍm)； qEＡk=βEαｍaｘＧｋ/A ……5.３.4［JGＪ１02-20０3］ =5.0×０.04×0.0005 =0．0001MPa qEk1：左受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(Ｎ/mｍ); H:竖中梃的跨度(ｍｍ）； W１:左受荷单元宽(mｍ)； qＥk=qEAk×Ｗ1/2 =0.０001×6５0／2 =0.032Ｎ/mｍ qE１：左受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值（Ｎ/mm)； ｑＥ1=1.3qEｋ1 =1.３×0.０32 =０.０42N/mm qk１：左受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(Ｎ/mm）； ｑ1：左受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)； 用于强度计算时，采用Sw＋０.5SE设计值组合： ……5．4.1[JGＪ１０2-2０03] q1=ｑw1+0.5qＥ1 =０.455＋0.5×0.042 ＝０.4７６N/mm 用于挠度计算时，采用Ｓw标准值: ……５．4．1[ＪGＪ1０2-200３] qk1=ｑwk1 =0.325N/ｍm M1:在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(Ｎ·mm); M1=q1×Ｈ２／2４×(3-(W１／Ｈ）2) =０.4７6×17202/24×（3-(650/１720)2) ＝1６7６45.217Ｎ·mｍ V1：在左受荷单元力作用下的剪力设计值(N); V1=q1H/2×(1-W1/2/H) =0.4７6×1７20/２×（1－６50/2/172０) ＝33２.0１N （3)竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析: wk：风荷载标准值(MＰa）； W2:右受荷单元宽(mm)； Ｈ：竖中梃的跨度(mm）； qwk2:在右受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)； qw２：在右受荷单元作用下的风荷载线集度设计值（N/mm); ｑwk2=wk×W2/2 =0.001×1１50/２ ＝0．57５Ｎ/mm qw2=１.4×qｗk2 =１．４×０.575 ＝0．805N/mm ｑEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(ＭPａ)； βE：动力放大系数,取５．0; αmａx：水平地震影响系数最大值，取0.04; Gｋ：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架); Ａ：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=βEαmaxＧk/A ……5.3.4[JGＪ102-２003] =５.０×０.0４×0.0005 =０.0001ＭPa qEｋ2:右受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm）; Ｗ２：左受荷单元宽(ｍm); Ｈ：竖中梃的跨度(ｍｍ)； qEｋ２=qEAk×Ｗ2/2 ＝0．000１×１１50/２ =０．05８N/mｍ ｑE2:右受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值（N/mm); qE2＝1.３qEk2 =1.3×０.0５8 =0.０75Ｎ/mｍ qk２:右受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(N/mｍ）; q2：右受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N／mm)； 用于强度计算时,采用Sw+0.5SＥ设计值组合: ……５.4．１[ＪGJ102-20０3］ q２=qw2+0．5ｑE2 =0.8０5＋０.５×0.０７5 ＝0.842N/mm 用于挠度计算时,采用Sw标准值: ……5．4.1[JGJ1０2-２00３] qk２=qwｋ2 =0.575N/ｍm Ｍ2：在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(N·mm)； Ｍ2＝q２×H2/2４×（３-(W2/H)2） ＝0．８4２×1720２/24×(３－(1１50/１720)2) =2６4９７3.892N·mm V2：在右受荷单元力作用下的剪力设计值(Ｎ）； V２＝q2Ｈ/2×(1-W２/２／Ｈ) =0.8４2×１7２０/２×（１-１15０／2/１72０） =4８2．0４５N 4.2 选用竖中梃型材的截面特性 选用型材号:ＮＭ5502 型材的抗弯强度设计值:ｆ=15０ＭPa 型材的抗剪强度设计值：τ=85MPａ 型材弹性模量：E=700０0ＭPa 绕X轴惯性矩:Iｘ=113710mｍ4 绕Ｙ轴惯性矩:Iy=８6３00mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1＝5１8４ｍm３ 绕Ｘ轴净截面抵抗矩:Ｗnｘ2=３４70mm3 型材净截面面积:An＝4９０．４91ｍｍ2 型材截面垂直于Ｘ轴腹板的截面总宽度：t=２.8mm 型材受力面对中性轴的面积矩：Sｘ=367９mm3 塑性发展系数: 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 500１8-2００2，取1.0０; 对于热轧型钢龙骨,按ＪGJ133或JGJ1０２规范,取１.０5； 对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB ５0４29-2００７,取1.０0； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨,取1.00； 此处取：γ＝1.00 4.3 竖中梃的抗弯强度计算 按下面的公式进行强度校核，应满足: (M１+M２)/γWnx≤f 上式中： Ｍ1:在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N·mｍ)； M2:在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N·mm）; Wnx:在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3）; γ：塑性发展系数，取１.00; f：型材的抗弯强度设计值，取１50MPa; 则： （M1+M2)/γＷｎｘ=(16７64５.2１７+2６４97３．８9２）／1.00/34７0 =１24．674MPa≤1５0ＭPa 竖中梃抗弯强度能满足要求。 4.4 竖中梃的挠度计算 （1)竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度计算： df１:竖中梃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) =０.325×17204／2４0／7０00０/1137１０×(2５/8-5×(6５０/２/１7２０)２+２×(6５ 4 0／2/1720)） =4．3９1mm (2)竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度计算: ｄf2:竖中梃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) =0.５75×1７204/240/７0000/1１３710×（2５/８-5×(1150/2／1720)2+2×(1150／2／1720)4) =6．８26mm （３)竖中梃在风荷载作用下的总体挠度: dｆ=df1+df2 =４.391+6.8２6 =11.2１7mｍ 挠度的限值取杆件总长的1/150，即１1.46７mｍ,且不应大于2０mm。 11.217mm≤11.４6７mm 1１.21７mm≤20mm 所以,挠度满足要求! 4.5 竖中梃的抗剪计算 校核依据: τmax≤τ=85ＭPa （材料的抗剪强度设计值) 在上面的公式中： τmax:竖中梃最大剪应力(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:竖中梃型材受力面对中性轴的面积矩(mｍ３）； 4 Ix：竖中梃型材截面惯性矩(mｍ); ｔ：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度（ｍm); τｍax＝(Ｖ1+V2)Ｓx/Ｉxt =(３3２.01+4８２.04５)×36７9/１１３７10/2．8 =9.406MPa ９.406MPa≤85MPa 竖中梃抗剪强度能满足要求! 5 玻璃板块的选用与校核 基本参数: 1:计算点标高:31m； 2：玻璃板尺寸:宽×高＝B×H＝１１50mm×1800mm； 3:玻璃配置:中空玻璃，外片钢化玻璃5ｍm,内片钢化玻璃5mm; 模型简图为: 5.1 玻璃板块荷载计算: (１）外片玻璃荷载计算: t1：外片玻璃厚度(ｍm); t2:内片玻璃厚度(mm）; wk：作用在板块上的风荷载标准值（MPａ)； GAk1：外片玻璃单位面积自重标准值（仅指玻璃)(MPａ); qＥAｋ1：外片玻璃地震作用标准值(ＭPａ)； γｇ１:外片玻璃的体积密度(N/mｍ3)； wk1:分配到外片上的风荷载作用标准值（MPa）； qk1：分配到外片玻璃上的荷载组合标准值（MPa)； q１：分配到外片玻璃上的荷载组合设计值(ＭPa)； GAk1=γｇ1ｔ1 ＝0.000０256×５ =０.00０1２8MPa ｑEAk1=βEαmaxGAk1 =５×0．04×0．00012８ ＝0.００00２6MＰａ wk1=1.1wkｔ13/(t13+t23) =1．１×0.001×53/（５3+５3) =０.０0055MPa qk1=wk1+0.5qEAk1 =０．００05５+0.5×0.000026 =0.000563MPa q１=1．4wk１+0．5×1.3ｑＥAk1 ＝1．4×0.00055＋０．５×1.3×0．0０0026 =0.00０787ＭＰa (２)内片玻璃荷载计算： ｔ1:外片玻璃厚度(ｍｍ)； t2:内片玻璃厚度(mm)； ｗk：作用在板块上的风荷载标准值(ＭPａ）; ＧAk2：内片玻璃单位面积自重标准值（仅指玻璃）(MPa) qEAk2:内片玻璃地震作用标准值(ＭＰａ) γｇ2:内片玻璃的体积密度(Ｎ／mm3）; ｗk2：分配到内片上的风荷载作用标准值（MPa); qk２:分配到内片玻璃上的荷载组合标准值(ＭPa); q2：分配到内片玻璃上的荷载组合设计值（MＰa)； GＡk2=γg2t2 =0．00０0256×5 =0.000128MPａ ｑEＡk2=βEαmaｘGAｋ2 =5×0.0４×0．0001２8 =0.00００26MＰａ wk2＝wｋt２３／（t１3+ｔ23) =0．０01×53／(53+53） =0.000５ＭＰａ qｋ2＝wk2+0．５qEAk2 =0.0００５+0.5×0.０000２6 =0．0005１3MPa ｑ2=１．4wk2+0.5×1．3qEＡk2 =1．４×0.000５+0.5×１．3×０.00００26 =0.０00717MPa (3）玻璃板块整体荷载组合计算: 用于强度计算时,采用Sｗ＋0.5SＥ设计值组合: ……5．4.1［ＪGJ1０2-２003］ q=1.４ｗｋ＋0．5×1.３(qEAk１＋qEAｋ2) =1．4×０．00１+0.5×1.3×(0.0０0０２6+0.000026) ＝０．0０14３4MＰa 用于挠度计算时，采用Sw标准值： ……５.4.１［JＧＪ10２-200３］ wｋ=0.00１MPａ 5.2 玻璃的强度计算： 校核依据：σ≤［fg] (1）外片校核： θ1:外片玻璃的计算参数； η1:外片玻璃的折减系数; ｑk1：作用在外片玻璃上的荷载组合标准值(MPａ)； a:分格短边长度(mｍ); E:玻璃的弹性模量(MＰａ)； t1:外片玻璃厚度(mｍ）; θ1=qｋ1ａ4/Eｔ1４ ……6.１.2-3[JGJ1０2-2０0３］ =０.00０563×115０4/720００/54 ＝2１．８82 按系数θ1,查表６.1.2-２[ＪGJ1０2－20０3]，η1=０.912； σ1:外片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(ＭPa）; ｑ1:作用在板块外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)； a：玻璃短边边长(ｍm）; b:玻璃长边边长(mm); ｔ1:外片玻璃厚度(mm); ｍ1:外片玻璃弯矩系数， 按边长比a/b查表6．1.２-1[JGJ102－2003]得m1=0．0818； σ1=6m1q1a2η1/t12 ……6.1．2[ＪGJ102－2003] =6×0.0818×０.00０７87×11502×0.912/52 ＝18．635MＰa 1８.635ＭPa≤ｆg1＝84MPa(钢化玻璃) 外片玻璃的强度满足要求! (2)内片校核： θ2：内片玻璃的计算参数; η２:内片玻璃的折减系数； ｑｋ２:作用在内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)； a:分格短边长度(mm); E：玻璃的弹性模量（MＰa)； t2:内片玻璃厚度（mm)； θ2=ｑk2a4／Et24 ……６.1．2-３[JGＪ102-２003] =０．0０0５13×1１５０4／72000/5４ =１9.9３9 按系数θ2，查表６.1.2-2[JGJ1０2-20０3]，η2=0．92 σ２:内片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MＰa)； q2：作用在板块内片玻璃上的荷载组合设计值(ＭPa); a：玻璃短边边长(mm）； b：玻璃长边边长(ｍm); ｔ２:内片玻璃厚度(mｍ); ｍ２：内片玻璃弯矩系数, 按边长比a/b查表6.1．2－1［JＧJ1０２-２003］得m2=0．0８18； σ2=6m２ｑ２ａ２η2/t2２ ……6．１．2[JGJ１02-2003] =6×0．0818×０.00０7１7×１1502×0.92/５2 =17.1２６ＭPa １7.1２6ＭPa≤fg2=８4MPa(钢化玻璃) 内片玻璃的强度满足要求! 5.3 玻璃最大挠度校核: 校核依据： df＝ημwｋa4／D≤df,lim ……6．1.3-2[JGＪ1０２-20０3] 上面公式中： dｆ：玻璃板挠度计算值(ｍｍ); η：玻璃挠度的折减系数; μ:玻璃挠度系数,按边长比a/ｂ查表６．１.3[JGJ1０2-２003］得μ＝０.00８12； 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(N·mｍ); df,lｉm:许用挠度，取短边长的1／60,为19.167mm; 其中： D=Etｅ3/(１2(1-υ２)） ……6.1.3-1［JGJ102-2003] 上式中: E：玻璃的弹性模量(ＭPa）; tｅ:玻璃的等效厚度（mm); υ：玻璃材料泊松比，为0．2； tｅ=０.９5×(ｔ1３＋t２3)1/3 ……６.1.5-3［JGＪ10２－2003] ＝0.９5×(53+５3)１/3 =5．9８5mm D＝Etｅ３/(12(1－υ２)) =７2000×５．9８５3/(12×(1－0.22)) =1339900．291Ｎ·mm θ：玻璃板块的计算参数； θ=wka４/Ｅte4 ……6.1.2-３[JGJ1０2-２00３］ =0．001×11504/7２000／5.9854 =18.9３2 按参数θ，查表6.1.２－2［JＧJ１０2-2003],η=0.924 df=ημwｋa4/D =0.924×０.０0812×0.001×1１5０４/1339900.29１ =9.７94ｍm 9.794mm≤df,lim=19.167mm(中空玻璃) 玻璃挠度能满足要求! 6 附录 常用材料的力学及其它物理性能 一、 玻璃的强度设计值 fg(MPａ) JGＪ102-200３表5.2.1 种类 普通玻璃 浮法玻璃 厚度（mm) 5 ５～12 15~１９ ≥20 ５~12 钢化玻璃 15~１9 ≥20 大面 28.０ ２8.0 24.0 20.0 84.0 72.０ 59.0 侧面 19.5 １9．5 １7.0 14.０ ５8．8 50.4 ４1.３ 二、 长期荷载作用下玻璃的强度设计值 fｇ（MPａ) JＧJ113－２0０9表4.1.９ 种类 平板玻璃 厚度(mｍ) 5～12 15~１9 ≥２0 ５~１2 半钢化玻璃 1５～19 ≥2０ 5～１2 半钢化玻璃 １５～19 ≥２0 大面 9 7 ６ 28 ２4 20 42 36 30 侧面 6 ５ 4 ２０ 17 1４ 3０ 26 ２1 三、 铝合金型材的强度设计值 (ＭPa ) GB50４29-2007表4.3.４ 铝合金牌号 6061 6０63 6063A 状态 Ｔ4 T6 Ｔ5 T6 T5 T６ 厚度 (ｍm） 不区分 不区分 不区分 不区分 ≤１0 ≤１0 强度设计值 抗拉、抗压 9０ ２0０ 9０ 150 13５ 160 抗剪 5５ １１５ 55 ８5 7５ 9０ 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容