塑钢门窗计算书Word格式文档下载.docx
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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0.55KN/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
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1.4ψw取1.0地震作用γE取1.3ψE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1.0ψw取1.0地震作用γE取1.0ψE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
=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×
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
qy=（1.0Wk+0.6×
qy=（1.0×
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
N一竖框所受轴力N,N=γG×
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/（1.05X18.48X103）
=95.97N/mm2＜fa=215.0N/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
自重+风荷载+地震作用（G+W+S）
门窗按标高30m计算
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×
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×
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×
0.812232满足要求
=0.98KN/m
垂直G=LB（t1+t2）γ
=0.645KN
玻1.2=1.3×
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）/48EIy
=（（0.645/2）X1.3X（12X0.2X1.3-1.32-12X0.22）/48X21X104X2.85）X105=0.0014m=1.4mm
最大挠度f=√fy2+fz2=√6+1.4=6.2mm＜B/180=7.2mm刚度满足要求
五.玻璃面板应力计算
取玻璃分格1.3m*1.15m,采用中空玻璃（5+9A+4+6A+5），见附图
工况G+W+E
1温度应力计算
（1）温差应力计算
由于玻璃中央与边缘存在的温差而产生的温差应力标准值为σt2k=0.74E·
a·
μ1·
μ2·
μ3·
μ4（Tc-Ts）
μ1—阴影系数；
μ2—窗帘系数；
μ3—玻璃面积系数；
μ4—嵌缝材料系数；
Tc—玻璃中央温度（℃）
Ts—玻璃边缘温度（℃）
E—玻璃的弹性模量，取0.72×
10N／mm2
α—玻璃的线膨胀系数，为1.0×
10-5；
玻璃边缘温度为
Ts＝0.65t0＋0.35ti＝0.65×
-19℃＋0.35×
26℃＝-3.25℃
t0——室外温度（℃）
ti——室内温度（℃）
室外侧玻璃的中央温度为
Tco＝42.5Ao＋21.5Ai＋0.79t0＋0.21ti
＝42.5×
0.43＋21.5×
0.076＋0.79×
-19℃＋0.21×
26℃＝10.36℃
室内侧玻璃的中央温度为
Tci＝60.5Ai＋21.5Ao＋0.61ti＋0.4t0
＝60.5×
0.076＋21.5×
0.43＋0.61×
26℃＋0.4×
-19℃＝22.1℃
Ao——室外侧玻璃的组合吸收率，查表得；
Ai——室内侧玻璃的组合吸收率，查表得；
则室外侧玻璃中央与边缘部的温度差为
Tco-Ts＝10.36-（-3.25）＝13.61（℃）
则室内侧玻璃中央与边缘部的温度差为
Tci-Ts＝22.1-（-3.25）＝25.35（℃）
取二者的较大值为25.35（℃）
所以玻璃的温差应力标准值为
σt2k＝0.74E·
＝0.74×
0.72×
105×
1.0×
10-5×
1.07×
0.55×
25.35
＝10.33N/mm2
25mm~12mm钢化玻璃边缘强度设计值为58.8N/mm
玻璃的温差应力设计值为
σt2＝1.2·
σt2k＝1.2×
10.33＝12.4N/mm2＜fg＝58.8N/mm2满足要求
（2）玻璃挤压应力计算
在年温度变化影响下，玻璃边缘与边框之间挤压时，在玻璃中产生的挤压应力为σt1k＝E·
（α·
ΔT－（2C－dc）/b）
式中:
σt1k—挤压应力标准值（N/mm2），当计算值为负值时取零；
C—玻璃边缘与边框之间的空隙，（mm）；
dc—施工误差，取为3mm；
b—玻璃的长边尺寸（mm）；
ΔT—窗玻璃年温度变化值，取为80℃；
E—玻璃的弹性模量，0.72×
105N/mm2
则σt1k＝E·
ΔT－（2C－dc）/b
＝0.72×
10×
（1.0×
80-（2×
7-3）/1500）＝-470.4＜0
可知，在年温度变化影响下，玻璃边缘与边框之间没有挤压产生。
2玻璃强度计算
（1）风荷载作用下应力标准值σWk
σWk＝6·
ψ1·
Wk·
a/t
σWk—风荷载作用下的应力标准值；
K—高层建筑取安全系数1.1
a—玻璃短边长度（mm）；
t—玻璃的厚度（mm）,中空玻璃的厚度取单片外侧玻璃厚度的1.2倍；
ψ1—弯曲系数，按a/b的值查表
Wk＝βZ·
μs·
μz·
Wo·
K＝1.56×
1.1＝1.34KN／m2
则σWk＝6·
a2/t2＝6×
0.0496×
1.34×
10-3×
13002/62＝18.72N/mm
（2）地震作用下应力标准值σEk
水平分布地震作用标准值为
qEk＝βE·
25.6·
t·
10取0
σEk＝6·
qEk·
a2/t2
考虑铝框，地震作用加大20％
则σEk＝1.2×
6·
a2/t2取0
σEk—地震作用下的应力标准值；
（3）玻璃的应力组合设计值为σ
σ＝ψW·
γW·
σWk＋ψE·
σ＝1.0×
1.4×
14.91＋0.6×
0Ek-32225-5＝20.87N/mm2＜fa＝84N/mm2满足要求
3玻璃挠度计算
风荷载标准值为
Wk＝1.34KN/m
玻璃跨中最大挠度为
μ＝ψ2·
qk·
a4／Ｄ·
η
玻璃所受的荷载组合值为
qk＝1.0WK＋0.6qEk＝1×
1.34＋0.6×
0＝1.34KN／m2＝1.34×
10Ｎ／mm
玻璃板的弯曲刚度
Ｄ＝Ｅt／（12（1-ν））＝0.72×
63／（12（1－0.22））＝13.5×
105Ｎ·
mm
ν－泊松比，取ν＝0.2
Ｅ－玻璃弹性模量，取0.72×
105Ｎ／mm2
t－玻璃厚度（mm）,中空玻璃取外片厚度的1.2倍
则玻璃的挠度
η-345＝0.00466×
1300／13.5×
10·
0.74＝17.15mm
ψ2－跨中最大挠度系数，由a/b查表
a－玻璃短边长（mm）
η－当玻璃板的挠度大于玻璃板厚度一半时，按小挠度应力计算公式出现偏差，而增加的折减修正系数。
玻璃板对角线长度为
L＝√（a2＋b2）
b－玻璃长边长（mm）
L＝√（13002+11502）＝1755mm
μ/L＝17.15/1755=0.009＜1/100满足要求。
4玻璃面积计算
双层玻璃的最大面积按下式计算：
当t≤6mm时
Ａmax＝0.2at1.8／Wk
Ａmax—玻璃的允许最大面积m2；
W2k—风荷载标准值KN／m；
t—中空玻璃按两单片中薄片厚度进行计算
α—玻璃的抗风压调整系数，中空玻璃取1.5
则Ａmax＝0.2at1.8／Wk＝0.2×
1.5×
51.8／0.92＝5.91m2
与最大的分格面积比较，Ａmax=5.91m2＞B×
H＝2.1m2
玻璃分格满足要求。
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