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幕墙工程有限公司二〇〇六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》 GB11614－1999 《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/T13912-1992 7.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/T482-2003 8.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：w k=βgzμzμs w0……7.1.1-2[GB50009-2001]上式中：w k：作用在门窗上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：100m；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: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)-0.12B类场地: βgz=0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地: βgz=0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地: βgz=0.80×(1+2μf) 其中：μf=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：βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.6019μz：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；B类场地: μz=(Z/10)0.32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类地区，100m高度处风压高度变化系数：μz=0.616×(Z/10)0.44=1.6966μs：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<<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，北京地区取0.00045MPa；w k=βgzμzμs w0=1.6019×1.6966×1.2×0.00045=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=B×H=1000mm×1280mm；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：σ≤[f g]θ：玻璃的计算参数；η：玻璃的折减系数；w k：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)；θ=w k a4/Et4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001468×10004/72000/44=79.644按系数θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=0.731；σ：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6.1.2-1[JGJ102-2003]得m=0.0649；σ=6mwa2η/t2……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0649×1.4×0.001468×10002×0.731/42=36.563MPa36.563MPa≤f g=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：d f=ημw k a4/D≤d f,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：d f：玻璃板挠度计算值(mm)；η：玻璃挠度的折减系数，根据前面的计算，为0.731；μ：玻璃挠度系数，按边长比a/b查表6.1.3[JGJ102-2003]得μ=0.00626； w k：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)；d f,lim：许用挠度，取短边长的1/60，为16.667mm；其中：D=Et3/(12(1-υ2)) ……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的弹性模量(MPa)；t：玻璃的厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，为0.2；D=Et3/(12(1-υ2))=72000×43/(12×(1-0.22))=400000N·mmd f=ημw k a4/D=0.731×0.00626×0.001468×10004/400000=16.794mm16.794mm>d f,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：W1<HW2<H所以，左受荷单元作用在竖中挺上是梯形荷载；右受荷单元作用在竖中挺上是梯形荷载(2)竖中挺在左受荷单元力作用下的受力分析：w k：风荷载标准值(MPa)；W1：左受荷单元宽(mm)；H：竖中挺的跨度(mm)；q k1：在左受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)；q1：在左受荷单元作用下的风荷载线集度设计值(N/mm)；q k1=w k×W1/2=0.001468×600/2=0.44N/mmq1=1.4×q k1=1.4×0.44=0.616N/mmM1：在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N·mm)；M1=q1×H2/24×(3-(W1/H)2)=0.616×16002/24×(3-(600/1600)2)=187880N·mmV k1：在左受荷单元力作用下的剪力标准值(N)；V k1=q1H/2×(1-W1/2/H)=0.616×1600/2×(1-600/2/1600)=400.4NV1：在左受荷单元力作用下的剪力设计值(N)；V1=1.4V k1=1.4×400.4=560.56N(3)竖中挺在右受荷单元力作用下的受力分析：w k：风荷载标准值(MPa)；W2：右受荷单元宽(mm)；H：竖中挺的跨度(mm)；q k2：在右受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)； q2：在右受荷单元作用下的风荷载线集度设计值(N/mm)； q k2=w k×W2/2=0.001468×1500/2=1.101N/mmq2=1.4×q k2=1.4×1.101=1.541N/mmM2：在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N·mm)；M2=q2×H2/24×(3-(W2/H)2)=1.541×16002/24×(3-(1500/1600)2)=348651.25N·mmV k2：在右受荷单元力作用下的剪力标准值(N)；V k2=q2H/2×(1-W2/2/H)=1.541×1600/2×(1-1500/2/1600)=654.925NV2：在右受荷单元力作用下的剪力设计值(N)；V2=1.4V k2=1.4×654.925=916.895N2.选用竖中挺型材的截面特性：选用型材号：50系列型材的抗弯强度设计值：f=85.5MPa型材的抗剪强度设计值：τ=49.6MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：I x=154440mm4绕Y轴惯性矩：I y=18930mm4绕X轴净截面抵抗矩：W nx1=4013mm3绕X轴净截面抵抗矩：W nx2=5824mm3型材净截面面积：A n=385.8mm2型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=3mm型材受力面对中性轴的面积矩：S x=3299mm3塑性发展系数：γ=1.053.竖中挺的抗弯强度计算：按下面的公式进行强度校核，应满足：(M1+M2)/γW nx≤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)； W nx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性发展系数，取1.05；f：型材的抗弯强度设计值，取85.5MPa；则：(M1+M2)/γW nx=(187880+348651.25)/1.05/4013=127.332MPa>85.5MPa竖中挺抗弯强度不满足要求。