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μZ=0.318*（z/10）^0.6,z为安装高度；
μZ=0.616*（65/10）^0.44
=1.40366
（按《建筑结构荷载规范》GB50009-20017.2.1规定）
1.4风荷载体型系数:
μs=1.2
（按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.3.1规定）
1.5风荷载标准值计算:
Wk（N/m^2）=βgz*μS*μZ*w0
=1.67662*1.40366*1.2*400
=1129.634
2风荷载设计值计算：
W（N/m2）=1.4*Wk
=1.4*1129.634
=1581.4876
二、门窗主要受力杆件的挠度、弯曲应力、剪切应力校核:
1校验依据：
1.1挠度校验依据：
1）单层玻璃，柔性镶嵌：
fmax/L<
=1/120
2）双层玻璃，柔性镶嵌：
=1/180
3）单层玻璃，刚性镶嵌：
=1/160
fmax:
为受力杆件最在变形量（mm）
L:
为受力杆件长度（mm）
1.2弯曲应力校验依据：
σmax=M/W<
=[σ]
[σ]:
材料的抗弯曲应力（N/mm^2）
σmax:
计算截面上的最大弯曲应力（N/mm^2）
M:
受力杆件承受的最大弯矩（N.mm）
W:
净截面抵抗矩（mm^3）
1.3剪切应力校验依据：
τmax=（Q*S）/（I*δ）<
=[τ]
[τ]:
材料的抗剪允许应力（N/mm^2）
τmax:
计算截面上的最大剪切应力（N/mm^2）
Q:
受力杆件计算截面上所承受的最大剪切力（N）
S:
材料面积矩（mm^3）
I:
材料惯性矩（mm^4）
δ:
腹板的厚度（mm）
2主要受力杆件的挠度、弯曲应力、剪切应力计算：
因建筑外窗在风荷载作用下，承受的是与外窗垂直的横向水平力，外窗各框料间构成的受荷单元，可视为四边铰接的简支板。
在每个受荷单元的四角各作45度斜线，使其与平行于长边的中线相交。
这些线把受荷单元分成4块，每块面积所承受的风荷载传递给其相邻的构件，每个构件可近似地简化为简支梁上呈矩形、梯形或三角形的均布荷载。
这样的近似简化与精确解相比有足够的准确度，结果偏于安全，可以满足工程设计计算和使用的需要。
由于窗的四周与墙体相连，作用在玻璃上的风荷载由窗框传递给墙体，故不作受力杆件考虑，只需对选用的中梃进行校核。
2.1中梃的挠度、弯曲应力、剪切应力计算:
构件“中梃”的各受荷单元基本情况如下图：
构件“中梃”的由以下各型材（衬钢）组合而成，它们共同承担“中梃”上的全部荷载：
（1）.铝合金:
中梃/GR5
截面参数如下：
惯性矩：
133718.97
抵抗矩：
3592.59
面积矩：
3211.08
截面面积：
488.06
腹板厚度：
1.4
2.1.1中梃的刚度计算
1.中梃/GR5的弯曲刚度计算
D（N.mm^2）=E*I=70000*133718.97=9360327900
中梃/GR5的剪切刚度计算
D（N.mm^2）=G*F=26000*488.06=12689560
2.中梃的组合受力杆件的总弯曲刚度计算
D（N.mm^2）=9360327900=9360327900
中梃的组合受力杆件的总剪切刚度计算
D（N.mm^2）=12689560=12689560
2.1.2中梃的受荷面积计算
1.左上固定的受荷面积计算（三角形）
A（mm^2）=（400*400/2）/2=40000
2.左下开启的受荷面积计算（梯形）
A（mm^2）=（2200-600）*600/4=240000
3.右固定的受荷面积计算（梯形）
A（mm^2）=（3000-1200）*1200/4=540000
4.中梃的总受荷面积计算
A（mm^2）=40000+240000+540000=820000
2.1.3中梃所受均布荷载计算
Q（N）=Wk*A
=1129.634*820000/1000000
=926.3
2.1.4中梃在均布荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算
2.1.4.1在均布荷载作用下的挠度计算
1.中梃/GR5在均布荷载作用下的挠度计算
按弯曲刚度比例分配荷载
分配荷载:
Q中梃/GR5=Q总*（D中梃/GR5/D总）
=926.3*（9360327900/9360327900）
=926.300
本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载
Fmax（mm）=Q*L^3/（76.8*D）
=926.3*1500^3/（76.8*9360327900）
=4.35
2.1.4.2在均布荷载作用下的弯矩计算
1.中梃/GR5在均布荷载作用下的弯矩计算
=926.3（9360327900/9360327900）
所受荷载的设计值计算:
Q=1.4*Q
=1.4*926.3
=1296.82
Mmax（N.mm）=Q*L/8
=1296.82*1500/8
=243153.75
2.1.4.3在均布荷载作用下的剪力计算
1.中梃/GR5在均布荷载作用下的剪力计算
按剪切刚度比例分配荷载
=926.3*（12689560/12689560）
Qmax（N）=±
Q/2
=1296.82/2
=648.41
2.1.5中梃在集中荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算
2.1.5.1左上固定产生的集中荷载对中梃作用产生的挠度、弯矩、剪力计算
1.受荷面积计算
A（mm^2）=（600*2-400）*400/4
=80000
2.该分格传递到主受力杆件上的全部集中荷载
通过下边杆件传递到主受力杆件上的集中荷载计算
P（N）=（wk*A）/2
=（1129.634*80000）/2/1000000
=45.185
3.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总挠度
（1）中梃/GR5在集中荷载作用下产生的跨中挠度
=45.185*（9360327900/9360327900）
该分格下部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算
Fmax（mm）=P*L1*L2*（L+L2）*sqrt（3*L1*（L+L2））/（27*D*L）
=45.185*1100*400*（1500*400）*sqrt（3*1100*（1500+400））/（27*9360327900*1500）
=0.25
该分格下部任意点处的集中荷载，产生的跨中挠度计算
Fmax（mm）=P*L2*（3*L^2-4*L2^2）/（48*D）
=45.185*400*（3*1500^2+4*400^2）/（48*9360327900）
4.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总弯矩
（1）中梃/GR5在集中荷载作用下产生的弯矩
=1.4*45.185
=63.259
该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的弯矩计算
Mmax（N.mm）=P*L1*L2/L
=63.259*1100*400/1500
=18555.97
5.该分格产生的集中荷载对受力杆件跨中产生的总剪力
（1）中梃/GR5在集中荷载作用下产生的总剪力
=45.185*（12689560/12689560）
该分格下部任意点集中荷载对受力杆件产生的剪力计算
Qmax（N）=P*L1/L
=63.259*1100/1500
=46.39
2.1.5.2左下开启产生的集中荷载对中梃作用产生的挠度、弯矩、剪力计算
A（mm^2）=（600*600/2）/2=90000
=90000
通过上边杆件传递到主受力杆件上的集中荷载计算
=（1129.634*90000）/2/1000000
=50.834
=50.834*（9360327900/9360327900）
该分格上部任意点处的集中荷载，在该任意点处产生的最大挠度计算
=50.834*1100*400*（1500*400）*sqrt（3*1100*（1500+400））/（27*9360327900*1500）
=0.28
该分格上部任意点处的集中荷载，产生的跨中挠度计算
=50.834*400*（3*1500^2+4*400^2）/（48*9360327900）
=1.4*50.834
=71.1676
该分格上部任意点集中荷载对受力杆件产生的弯矩计算
=71.1676*1100*400/1500
=20875.83
=50.834*（12689560/12689560）
该分格上部任意点集中荷载对受力杆件产生的剪力计算
=71.1676*1100/1500
=52.19
2.1.6中梃在均布荷载和集中荷载共同作用下的总挠度校核
2.1.6.1中梃/GR5总挠度校核
2.1.6.1.1中梃/GR5总变形计算
F总=F均布+ΣF集中
=4.35+0.53
=4.88
2.1.6.1.2中梃/GR5挠跨比计算
挠跨比=F总/L
=4.88/1500
=0.0033
0.0033<
中梃/GR5的挠度符合要求。
2.1.7中梃在均布荷载和集中荷载共同作用下的抗弯曲强度校核
2.1.7.1中梃/GR5抗弯曲强度校核
2.1.7.1.1中梃/GR5总弯矩计算
M总=M均布+ΣM集中
=243153.75+39431.8
=282585.55
2.1.7.1.2中梃/GR5弯曲应力计算
σmax=M/W
计算截面上的最大弯曲应力
受力杆件承受的最大弯矩
净截面抵抗矩
=282585.55/3592.59
=78.658
78.658<
=85.5
中梃/GR5的抗弯强度满足要求。
2.1.8中梃在均布荷载和集中荷载共同作用下的抗剪切强度校核
2.1.8.1中梃/GR5抗剪切强度校核
2.1.8.1.1中梃/GR5总剪力计算
Q总=Q均布+ΣQ集中
=648.41+98.58
=746.99
2.1.8.1.2中梃/GR5剪切应力计算
τmax=（Q*S）/（I*δ）
计算截面上的最大剪切应力
受力杆件计算截面上所承受的最大剪切力
材料面积矩
材料惯性矩
腹板的厚度
=746.99*3211.08/（133718.97*1.4）
=12.813
12.813<
=49.6
中梃/GR5的抗剪切能力满足要求。
2.1.9中梃在均布荷载和集中荷载共同作用下的受力杆件端部连接强度校核
2.1.9.1中梃型材端部单个连接螺栓所承受的最大荷载设计值
p0=1.4*Q总/n
n:
型材两端连接螺栓总个数
=1.4*926.3/4
=324.205（N）
2.1.9.2中梃型材端部单个连接螺栓的抗剪允许承载力
Jm每个连接件的承剪面（个）:
1个
d连接螺栓螺纹处的外径（mm）:
2.5
π圆周率:
3.1416
[σv]螺栓抗剪允许应力:
190（N/mm^2）
Nv（N）=Jm*π*d^2*[σv]/4
=1**3.1416*2.5^2*190/4
=932.66
按照《钢结构设计规范GB50017-2003》7.2.1-1至7.2.1-2
2.1.9.3中梃型材端部单个连接螺栓的承压允许承载力
Σt连接件中腹板的厚度=1.2
[σc]螺栓承压允许应力:
405（N/mm^2）
Nc（N）=d*Σt*[σc]
=2.5*1.2*405
=1215
按照《钢结构设计规范GB50017-2003》7.2.1-3至7.2.1-4
2.1.9.4中梃型材端部单个连接螺栓的抗剪、承压能力校核：
Nc=1215（N）>
=p0=324.205（N）
Nv=932.66（N）>
=P0=324.205（N）
中梃端部连接螺栓的抗剪和承压能力都能满足要求。
2.1.9中梃综合抗风压能力计算
该受力杆件在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载
根据:
L/180=（q*A）*L^3/（76.8*D）
q（N/mm^2）=76.8*D/（L^2*180*A）
=76.8*9360327900/（1500^2*180*820000）*1000
=2.56（kPa）
3该门窗的综合抗风压能力为:
Qmax=2.56N/mm^2
（按《建筑外窗抗风压性能分级表》GB/T7106-2002）
建筑外窗抗风压性能分级表
分级
代号
1
2
3
4
5
6
7
8
X.X
指标
1.0<
=
P3<
1.5
1.5<
2.0
2.0<
2.5<
3.0
3.0<
3.5
3.5<
4.0
4.0<
4.5
4.5<
5.0
P3>
注：
表中X.X表示用>
=5.0KPa的具体值，取分组代号。
但必须注明“已经超过8级。
”
综合抗风压等级为:
4级
各受力杆的挠度、抗弯能力、抗剪能力校核结果一览表
名称
长度
挠度
允许值
校核结果
弯曲应力
许用值
剪切应力
0.0033
0.0056
是
78.658
85.5
12.813
49.6
三、玻璃强度校核
σmax=6*m*W*a^2/t^2*μ<
玻璃的允许应力（N/mm^2）
玻璃板块所承最大应力（N/mm^2）
m:
玻璃弯曲系数
a:
玻璃短边尺寸（mm）
风荷载设计值（N/m^2）
t:
玻璃厚度（mm）
w=1.4*Wk
风荷载标准值Wk（N/m^2）:
1129.634
风荷载标准值<
0.75KN/m^2时,按0.75KN/m^2计算。
根据《建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003》
3左上固定玻璃强度校核：
3.1玻璃弯矩系数计算：
玻璃短边长度a（mm）:
400
玻璃长边长度b（mm）:
600
玻璃短边/长边a/b=400/600=0.66667
根据a/b系数，用插入法查表取得弯矩系数m=0.07833
3.2玻璃折减系数计算：
3.2.1θ参数计算：
玻璃弹性模量E（N/mm^2）=72000
θ=Wk*a^4/E/t^4
=1129.634*400^4/72000/6^4/1000000
=0.30991
3.2.2折减系数计算：
根据θ参数，用插入法查表取得折减系数μ=1
3.3玻璃应力计算：
风荷载设计值w（N/m^2）:
1581.4876
内片玻璃厚度t（mm）:
外片玻璃厚度t（mm）:
玻璃计算厚度t（mm）=1.2*5=6
μ玻璃应力折减系数:
σmax=6*m*W*a^2/t^2*μ
=6*0.07833*1581.4876*400^2/6^2*1/1000000
=3.303
3.4玻璃强度校核：
σmax<
即:
3.303<
=28
玻璃应力满足要求。
4左下开启玻璃强度校核：
4.1玻璃弯矩系数计算：
1100
玻璃短边/长边a/b=600/1100=0.54545
根据a/b系数，用插入法查表取得弯矩系数m=0.094
4.2玻璃折减系数计算：
4.2.1θ参数计算：
=1129.634*600^4/72000/6^4/1000000
=1.56894
4.2.2折减系数计算：
4.3玻璃应力计算：
=6*0.094*1581.4876*600^2/6^2*1/1000000
=8.92
4.4玻璃强度校核：
8.92<
5右固定玻璃强度校核：
5.1玻璃弯矩系数计算：
1200
玻璃短边/长边a/b=1200/1500=0.8
根据a/b系数，用插入法查表取得弯矩系数m=0.0628
5.2玻璃折减系数计算：
5.2.1θ参数计算：
=1129.634*1200^4/72000/6^4/1000000
=25.10298
5.2.2折减系数计算：
根据θ参数，用插入法查表取得折减系数μ=0.89959
5.3玻璃应力计算：
0.89959
=6*0.0628*1581.4876*1200^2/6^2*0.89959/1000000
=21.443
5.4玻璃强度校核：
21.443<
6玻璃最大许用面积计算：
6.1校核依据：
玻璃厚度t（mm）<
=6时，按如下公式计算：
A
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