鋁合金門窗設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)：校對(duì)：審核：批準(zhǔn)：三月

目錄TOC\f\h\z\t"標(biāo)題2,1,標(biāo)題3,2"1計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料 11.1門窗及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范： 11.2建筑設(shè)計(jì)規(guī)范： 11.3鋁材規(guī)范： 21.4玻璃規(guī)范： 21.5鋼材規(guī)范： 21.6膠類及密封材料規(guī)范： 31.7門窗及五金件規(guī)范： 31.8相關(guān)物理性能等級(jí)測(cè)試方法： 41.9《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》(第二版) 51.10土建圖紙： 52基本參數(shù) 52.1門窗所在地區(qū) 52.2地面粗糙度分類等級(jí) 52.3抗震設(shè)防 53門窗承受荷載計(jì)算 63.1計(jì)算依據(jù) 63.2計(jì)算桿件時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 73.3計(jì)算玻璃時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 73.4垂直于門窗平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 73.5作用效應(yīng)組合 84門窗豎中梃計(jì)算 84.1豎中梃受荷單元分析 84.2選用豎中梃型材的截面特性 114.3豎中梃的抗彎強(qiáng)度計(jì)算 114.4豎中梃的撓度計(jì)算 124.5豎中梃的抗剪計(jì)算 125玻璃板塊的選用與校核 135.1玻璃板塊荷載計(jì)算： 135.2玻璃的強(qiáng)度計(jì)算： 145.3玻璃最大撓度校核： 156附錄常用材料的力學(xué)及其它物理性能 17門窗設(shè)計(jì)計(jì)算書計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料門窗及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范：《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2023《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2023《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2023《建筑幕墻》GB/T21086-2023《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2023《鋁合金門窗工程技術(shù)規(guī)范》JGJ214-2023《鋁合金門窗》GB/T8478-2023《未增塑聚乙烯(PVC-U)塑料窗》JGT/140-2023《塑料門窗工程技術(shù)規(guī)程》JGJ103-2023建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：《地震震級(jí)的規(guī)定》GB/T17740-1999《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2023《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2023《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2023《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95(2023年版)《高處作業(yè)吊藍(lán)》GB19155-2023《工程抗震術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T97-2023《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2023《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2023《混凝土用膨脹型、擴(kuò)孔型建筑錨栓》JG160-2023《建筑表面用有機(jī)硅防水劑》JC/T902-2023《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2023《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS154：2023《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81-2023《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2023《建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程》CECS180：2023《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2023(2023年版、局部修訂)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2023《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2023《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2023《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2023《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2023《民用建筑設(shè)計(jì)通則》GB50352-2023鋁材規(guī)范：《變形鋁及鋁合金化學(xué)成份》GB/T3190-2023《建筑用隔熱鋁合金型材》JG175-2023《建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層》JG/T133-2023《鋁合金建筑型材第1部分基材》GB5237.1-2023《鋁合金建筑型材第2部分陽極氧化、著色型材》GB5237.2-2023《鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材》GB5237.3-2023《鋁合金建筑型材第4部分粉末噴涂型材》GB5237.4-2023《鋁合金建筑型材第5部分氟碳漆噴涂型材》GB5237.5-2023《鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材》GB5237.6-2023《鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材》YS/T431-2023《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材》GB/T3880.1～3-2023《鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序規(guī)定》YS/T437-2023《有色電泳涂漆鋁合金建筑型材》YS/T459-2023玻璃規(guī)范：《鍍膜玻璃第1部分：陽光控制鍍膜玻璃》GB/T18915.1-2023《鍍膜玻璃第2部分：低輻射鍍膜玻璃》GB/T18915.2-2023《防彈玻璃》GB17840-1999《平板玻璃》GB11614-2023《建筑用安全玻璃第3部分：夾層玻璃》GB15763.3-2023《建筑用安全玻璃第2部分：鋼化玻璃》GB15763.2-2023《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2023《幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃》GB17841-2023《熱彎玻璃》JC/T915-2023《壓花玻璃》JC/T511-2023《中空玻璃》GB/T11944-2023鋼材規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管》JG/T178-2023《不銹鋼小直徑無縫鋼管》GB/T3090-2023《擦窗機(jī)》GB19154-2023《彩色涂層鋼板和鋼帶》GB/T12754-2023《低合金鋼焊條》GB/T5118-1995《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-2023《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》JG/T201-2023《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T4171-2023《高碳鉻不銹鋼絲》YB/T096—1997《合金結(jié)構(gòu)鋼》GB/T3077-1999《金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)規(guī)定》GB/T13912-2023《冷拔異形鋼管》GB/T3094-2023《碳鋼焊條》GB/T5117-1999《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-2023《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶》GB/T912-2023《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶》GB/T3274-2023《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T699-1999膠類及密封材料規(guī)范：《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2023《幕墻玻璃接縫用密封膠》JC/T882-2023《彩色涂層鋼板用建筑密封膠》JC/T884-2023《丁基橡膠防水密封膠粘帶》JC/T942-2023《干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑》JC887-2023《工業(yè)用橡膠板》GB/T5574-1994《混凝土建筑接縫用密封膠》JC/T881-2023《建筑窗用彈性密封劑》JC485-2023《建筑密封材料實(shí)驗(yàn)方法》GB/T13477.1～20-2023《建筑用防霉密封膠》JC/T885-2023《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB16776-2023《建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品》GB/T19686-2023《建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條》JG/T174-2023《建筑裝飾用天然石材防護(hù)劑》JC/T973-2023《聚氨酯建筑密封膠》JC/T482-2023《聚硫建筑密封膠》JC/T483-2023《絕熱用巖棉、礦棉及其制品》GB/T11835-2023《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定》GB/T529-1999《石材用建筑密封膠》JC/T883-2023《橡膠袖珍硬度計(jì)壓入硬度實(shí)驗(yàn)方法》GB/T531-1999《修補(bǔ)用天然橡膠膠粘劑》HG/T3318-2023《中空玻璃用彈性密封膠》JC/T486-2023《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》JC/T914-2023門窗及五金件規(guī)范：《封閉型沉頭抽芯鉚釘》GB/T12616-2023《封閉型平圓頭抽芯鉚釘》GB/T12615-2023《緊固件螺栓和螺釘》GB/T5277-1985《緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母》GB/T3103.1-2023《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母》GB/T3098.15-2023《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱》GB/T3098.6-2023《緊固件機(jī)械性能抽芯鉚釘》GB/T3098.19-2023《緊固件機(jī)械性能螺母、粗牙螺紋》GB/T3098.2-2023《緊固件機(jī)械性能螺母、細(xì)牙螺紋》GB/T3098.4-2023《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.1-2023《緊固件機(jī)械性能自攻螺釘》GB/T3098.5-2023《緊固件術(shù)語盲鉚釘》GB/T3099-2023《鋁合金門窗》GB/T8478-2023《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》GB/T16823.1-1997《十字槽盤頭螺釘》GB/T818-2023《地彈簧》QB/T2697-2023《鋁合金門插鎖》QB/T3885-1999《平開鋁合金窗把手》QB/T3886-1999《鋁合金撐擋》QB/T3887-1999《鋁合金窗不銹鋼滑撐》QB/T3888-1999《鋁合金門窗拉手》QB/T3889-1999《鋁合金窗鎖》QB/T3900-1999《鋁合金門鎖》QB/T3901-1999《推拉鋁合金門用滑輪》QB/T3902-1999《閉合器》QB/T3893-1999《外裝門鎖》QB/T2473-2023《彈子插芯門鎖》GB/T2474-2023《葉片門鎖》QB/T2475-2023《球型門鎖》QB/T2476-2023《銅合金鑄件》GB/T13819-1992《鋅合壓鑄件》GB/T13821-1992《鋁合金壓鑄件》GB/T15114-2023《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》QB/T6414-1999《建筑門窗五金件插銷》JG214-2023《建筑門窗五金件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用執(zhí)手》JG124-2023《建筑門窗五金件旋壓執(zhí)手》JG213-2023《建筑門窗五金件合頁（鉸鏈）》JG125-2023《建筑門窗五金件傳動(dòng)鎖閉器》JG126-2023《建筑門窗五金件滑撐》JG127-2023《建筑門窗五金件滑輪》JG129-2023《建筑門窗五金件多點(diǎn)鎖閉器》JG215-2023《建筑門窗五金件撐擋》JG128-2023《建筑門窗五金件通用規(guī)定》JG212-2023《建筑門窗五金件單點(diǎn)鎖閉器》JG130-2023《建筑門窗內(nèi)平開下懸五金系統(tǒng)》JG168-2023《鋼塑共擠門窗》JG207-2023《電動(dòng)采光排煙窗》JG189-2023相關(guān)物理性能等級(jí)測(cè)試方法：《彩色涂層鋼板和鋼帶實(shí)驗(yàn)方法》GB/T13448-2023《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2023《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2023《建筑防水材料老化實(shí)驗(yàn)方法》GB/T18244-2023《建筑外門窗保溫性能分級(jí)及檢測(cè)方法》GB/T8484-2023《建筑外窗采光性能分級(jí)及檢測(cè)方法》GB/T11976-2023《建筑門窗空氣隔聲性能分級(jí)及檢測(cè)方法》GB/T8485-2023《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測(cè)方法》GB/T7106-2023《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50210-2023《金屬材料室溫拉伸實(shí)驗(yàn)方法》GB/T228-2023《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》(第二版)土建圖紙：基本參數(shù)門窗所在地區(qū)松滋地區(qū)地面粗糙度分類等級(jí)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2023)A類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)；D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)；依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按C類地形考慮?？拐鹪O(shè)防按《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》，建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別：1.特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)也許發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑，簡稱甲類；2.重點(diǎn)設(shè)防類：指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時(shí)也許導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑，簡稱乙類；3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)防的建筑，簡稱丙類；4.適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度減少規(guī)定的建筑，簡稱丁類；在維護(hù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中：1.特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的規(guī)定加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的規(guī)定擬定其地震作用；2.重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的規(guī)定加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度擬定其地震作用；3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度擬定其抗震措施和地震作用；4.適度設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度擬定其抗震措施和地震作用；根據(jù)國家規(guī)范《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2023，松滋地區(qū)地震基本烈度為：6度，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，由于本工程是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，因此實(shí)際抗震計(jì)算中的水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度選取，也就是取：αmax=0.04；門窗承受荷載計(jì)算計(jì)算依據(jù)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2023)計(jì)算：wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20232023年版]上式中：wk：作用在門窗上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：51m；βgz：瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算(高度局限性5m按5m計(jì)算)：βgz=K(1+2μf)其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，μf為脈動(dòng)系數(shù)A類場(chǎng)地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B類場(chǎng)地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C類場(chǎng)地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D類場(chǎng)地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3對(duì)于C類地形，51m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)：βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.7219B類地形=1.5049μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算：A類場(chǎng)地：μz=1.379×(Z/10)0.24當(dāng)Z>300m時(shí)，取Z=300m，當(dāng)Z<5m時(shí)，取Z=5m；B類場(chǎng)地：μz=(Z/10)0.32當(dāng)Z>350m時(shí)，取Z=350m，當(dāng)Z<10m時(shí)，取Z=10m；C類場(chǎng)地：μz=0.616×(Z/10)0.44當(dāng)Z>400m時(shí)，取Z=400m，當(dāng)Z<15m時(shí)，取Z=15m；D類場(chǎng)地：μz=0.318×(Z/10)0.60當(dāng)Z>450m時(shí)，取Z=450m，當(dāng)Z<30m時(shí)，取Z=30m；對(duì)于C類地形，51m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：μz=0.616×(Z/10)0.44=1.2616B類地形=1.6843μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)；按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2023(2023年版)第7.3.3條：驗(yàn)算圍護(hù)構(gòu)件及其連接的強(qiáng)度時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)μs1：一、外表面1.正壓區(qū)按表7.3.1采用；2.負(fù)壓區(qū)-對(duì)墻面，取-1.0-對(duì)墻角邊，取-1.8二、內(nèi)表面對(duì)封閉式建筑物，按表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2。本計(jì)算點(diǎn)為大面位置。參JGJ102-2023第5.3.2條文說明：風(fēng)荷載在建筑物表面分布是不均勻的，在檐口附近、邊角部位較大。根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果和國外的有關(guān)資料，在上述區(qū)域風(fēng)吸力系數(shù)可取-1.8，其余墻面可考慮-1.0，由于維護(hù)結(jié)構(gòu)有啟動(dòng)的也許，所以還應(yīng)考慮室內(nèi)壓-0.2。對(duì)無啟動(dòng)的結(jié)構(gòu)，《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說明第7.3.3條指出“對(duì)封閉建筑物，考慮到建筑物內(nèi)實(shí)際存在的個(gè)別洞口和縫隙，以及機(jī)械通風(fēng)等因素，室內(nèi)也許存在正負(fù)不同的氣壓，參照國外規(guī)范，大多取±(0.2-0.25)的壓力系數(shù)，現(xiàn)取±0.2”另注：上述的局部體型系數(shù)μs1(1)是合用于圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當(dāng)圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A大于或等于10m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)μs1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當(dāng)構(gòu)件的從屬面積小于10m2而大于1m2μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：當(dāng)A≥10m2時(shí)，取A=10m當(dāng)A≤1m2時(shí)，取A=1mμs1(10)=0.8μs1(1)w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-2023附表D.4(全國基本風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采用，按重現(xiàn)期50年，武漢地區(qū)取0.00035MPa；宜昌松滋取0.0003MPa計(jì)算桿件時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算桿件時(shí)的構(gòu)件從屬面積：A=0.9×1.72=1.548mLogA=0.19μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=0.962μs1=0.962+0.2=1.162wk=βgzμzμs1w0=1.7219×1.2616×1.162×0.00035=0.000883MPa由于計(jì)算得到的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值小于0.001MPa，所以?。?.001MPa計(jì)算玻璃時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算玻璃時(shí)的構(gòu)件從屬面積：A=1.8×1.15=2.07mLogA=0.316μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=0.937μs1=0.937+0.2=1.137wk=βgzμzμs1w0=1.7219×1.2616×1.137×0.00035=0.000864MPa由于計(jì)算得到的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值小于0.001MPa，所以?。?.001MPa垂直于門窗平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2023]qEAk：垂直于門窗平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；βE：動(dòng)力放大系數(shù),取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值；Gk：門窗構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；A：門窗構(gòu)件的面積(mm2)；作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進(jìn)行組合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2023]上式中：S：作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；Swk、SEk：分別為風(fēng)荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；γG、γw、γE：各效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)；ψw、ψE：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的γG、γw、γE為分項(xiàng)系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2023]規(guī)定如下：進(jìn)行門窗構(gòu)件強(qiáng)度、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)：重力荷載：γG：1.2；風(fēng)荷載：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí)；重力荷載：γG：1.0；風(fēng)荷載：γw：1.0；地震作用：可不做組合考慮；上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)ψw為1.0；地震作用的組合系數(shù)ψE為0.5；門窗豎中梃計(jì)算基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：51m；2：力學(xué)模型：簡支梁；3：豎中梃跨度：H=1720mm；4：豎中梃左受荷單元寬：W1=650mm；豎中梃右受荷單元寬：W2=1150mm；5：豎中梃材質(zhì)：6063-T6，斷熱型材；豎中梃受荷單元分析(1)豎中梃計(jì)算簡圖的擬定：由于：W1<HW2<H所以，左受荷單元作用在豎中梃上是梯形荷載；右受荷單元作用在豎中梃上是梯形荷載；受力簡圖為：(2)豎中梃在左受荷單元力作用下的受力分析：wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；W1：左受荷單元寬(mm)；H：豎中梃的跨度(mm)；qwk1：在左受荷單元作用下的風(fēng)荷載線集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；qw1：在左受荷單元作用下的風(fēng)荷載線集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qwk1=wk×W1/2=0.001×650/2=0.325N/mmqw1=1.4×qwk1=1.4×0.325=0.455N/mmqEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；βE：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；Gk：構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(含面板和框架)；A：門窗構(gòu)件的面積(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2023]=5.0×0.04×0.0005=0.0001MPaqEk1：左受荷單元水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；H：豎中梃的跨度(mm)；W1：左受荷單元寬(mm)；qEk=qEAk×W1/2=0.0001×650/2=0.032N/mmqE1：左受荷單元水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qE1=1.3qEk1=1.3×0.032=0.042N/mmqk1：左受荷單元受水平作用組合線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；q1：左受荷單元受水平作用組合線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合：……5.4.1[JGJ102-2023]q1=qw1+0.5qE1=0.455+0.5×0.042=0.476N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2023]qk1=qwk1=0.325N/mmM1：在左受荷單元力作用下的跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；M1=q1×H2/24×(3-(W1/H)2)=0.476×17202/24×(3-(650/1720)2)=167645.217N·mmV1：在左受荷單元力作用下的剪力設(shè)計(jì)值(N)；V1=q1H/2×(1-W1/2/H)=0.476×1720/2×(1-650/2/1720)=332.01N(3)豎中梃在右受荷單元力作用下的受力分析：wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；W2：右受荷單元寬(mm)；H：豎中梃的跨度(mm)；qwk2：在右受荷單元作用下的風(fēng)荷載線集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；qw2：在右受荷單元作用下的風(fēng)荷載線集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qwk2=wk×W2/2=0.001×1150/2=0.575N/mmqw2=1.4×qwk2=1.4×0.575=0.805N/mmqEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；βE：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；Gk：構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(含面板和框架)；A：門窗構(gòu)件的面積(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2023]=5.0×0.04×0.0005=0.0001MPaqEk2：右受荷單元水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；W2：左受荷單元寬(mm)；H：豎中梃的跨度(mm)；qEk2=qEAk×W2/2=0.0001×1150/2=0.058N/mmqE2：右受荷單元水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qE2=1.3qEk2=1.3×0.058=0.075N/mmqk2：右受荷單元受水平作用組合線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；q2：右受荷單元受水平作用組合線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合：……5.4.1[JGJ102-2023]q2=qw2+0.5qE2=0.805+0.5×0.075=0.842N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2023]qk2=qwk2=0.575N/mmM2：在右受荷單元力作用下的跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；M2=q2×H2/24×(3-(W2/H)2)=0.842×17202/24×(3-(1150/1720)2)=264973.892N·mmV2：在右受荷單元力作用下的剪力設(shè)計(jì)值(N)；V2=q2H/2×(1-W2/2/H)=0.842×1720/2×(1-1150/2/1720)=482.045N選用豎中梃型材的截面特性選用型材號(hào)：NM5502型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=150MPa型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：τ=85MPa型材彈性模量：E=70000MPa繞X軸慣性矩：Ix=113710mm4繞Y軸慣性矩：Iy=86300mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=5184mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=3470mm3型材凈截面面積：An=490.491mm2型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=2.8mm型材受力面對(duì)中性軸的面積矩：Sx=3679mm3塑性發(fā)展系數(shù)：對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2023，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；對(duì)于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2023，取1.00；對(duì)塑鋼型材，參照鋁合金龍骨，取1.00；此處?。害?1.00豎中梃的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按下面的公式進(jìn)行強(qiáng)度校核，應(yīng)滿足：(M1+M2)/γWnx≤f上式中：M1：在左受荷單元力作用下的跨中最大彎矩(N·mm)；M2：在右受荷單元力作用下的跨中最大彎矩(N·mm)；Wnx：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)，取1.00；f：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取150MPa；則：(M1+M2)/γWnx=(167645.217+264973.892)/1.00/3470=124.674MPa≤150MPa豎中梃抗彎強(qiáng)度能滿足規(guī)定。豎中梃的撓度計(jì)算(1)豎中梃在左受荷單元力作用下的撓度計(jì)算：df1：豎中梃在左受荷單元力作用下的撓度(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×(650/2/1720)4)=4.391mm(2)豎中梃在右受荷單元力作用下的撓度計(jì)算：df2：豎中梃在右受荷單元力作用下的撓度(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)豎中梃在風(fēng)荷載作用下的總體撓度：df=df1+df2=4.391+6.826=11.217mm撓度的限值取桿件總長的1/150，即11.467mm，且不應(yīng)大于20mm。11.217mm≤11.467mm11.217mm≤20mm所以，撓度滿足規(guī)定！豎中梃的抗剪計(jì)算校核依據(jù)：τmax≤τ=85MPa(材料的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)在上面的公式中：τmax：豎中梃最大剪應(yīng)力(N)；V1：在左受荷單元力作用下的剪力設(shè)計(jì)值(N)；V2：在右受荷單元力作用下的剪力設(shè)計(jì)值(N)；Sx：豎中梃型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)；Ix：豎中梃型材截面慣性矩(mm4)；t：型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)；τmax=(V1+V2)Sx/Ixt=(332.01+482.045)×3679/113710/2.8=9.406MPa9.406MPa≤85MPa豎中梃抗剪強(qiáng)度能滿足規(guī)定!玻璃板塊的選用與校核基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：51m；2：玻璃板尺寸：寬×高=B×H=1150mm×1800mm；3：玻璃配置：中空玻璃，外片鋼化玻璃5mm,內(nèi)片鋼化玻璃5mm；模型簡圖為：玻璃板塊荷載計(jì)算：(1)外片玻璃荷載計(jì)算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板塊上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；GAk1：外片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；qEAk1：外片玻璃地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；γg1：外片玻璃的體積密度(N/mm3)；wk1：分派到外片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；qk1：分派到外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；q1：分派到外片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；GAk1=γg1t1=0.0000256×5=0.000128MPaqEAk1=βEαmaxGAk1=5×0.04×0.000128=0.000026MPawk1=1.1wkt13/(t13+t23)=1.1×0.001×53/(53+53)=0.00055MPaqk1=wk1+0.5qEAk1=0.00055+0.5×0.000026=0.000563MPaq1=1.4wk1+0.5×1.3qEAk1=1.4×0.00055+0.5×1.3×0.000026=0.000787MPa(2)內(nèi)片玻璃荷載計(jì)算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板塊上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；GAk2：內(nèi)片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)qEAk2：內(nèi)片玻璃地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)γg2：內(nèi)片玻璃的體積密度(N/mm3)；wk2：分派到內(nèi)片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；qk2：分派到內(nèi)片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；q2：分派到內(nèi)片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；GAk2=γg2t2=0.0000256×5=0.000128MPaqEAk2=βEαmaxGAk2=5×0.04×0.000128=0.000026MPawk2=wkt23/(t13+t23)=0.001×53/(53+53)=0.0005MPaqk2=wk2+0.5qEAk2=0.0005+0.5×0.000026=0.000513MPaq2=1.4wk2+0.5×1.3qEAk2=1.4×0.0005+0.5×1.3×0.000026=0.000717MPa(3)玻璃板塊整體荷載組合計(jì)算：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合：……5.4.1[JGJ102-2023]q=1.4wk+0.5×1.3(qEAk1+qEAk2)=1.4×0.001+0.5×1.3×(0.000026+0.000026)=0.001434MPa用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2023]wk=0.001MPa玻璃的強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：σ≤[fg](1)外片校核：θ1：外片玻璃的計(jì)算參數(shù)；η1：外片玻璃的折減系數(shù)；qk1：作用在外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；a：分格短邊長度(mm)；E：玻璃的彈性模量(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；θ1=qk1a4/Et14……6.1.2=0.000563×11504/72023/54=21.882按系數(shù)θ1，查表6.1.2-2[JGJ102-2023]，η1=0.912；σ1：外片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；q1：作用在板塊外片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；a：玻璃短邊邊長(mm)；b：玻璃長邊邊長(mm)；t1：外片玻璃厚度(mm)；m1：外片玻璃彎矩系數(shù)，按邊長比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2023]得m1=0.0818；σ1=6m1q1a2η1/t12……6.1.2=6×0.0818×0.000787×11502×0.912/52=18.635MPa18.635MPa≤fg1=84MPa(鋼化玻璃)外片玻璃的強(qiáng)度滿足規(guī)定!(2)內(nèi)片校核：θ2：內(nèi)片玻璃的計(jì)算參數(shù)；η2：內(nèi)片玻璃的折減系數(shù)；qk2：作用在內(nèi)片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；a：分格短邊長度(mm)；E：玻璃的彈性模量(MPa)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；θ2=qk2a4/Et24……6.1.2=0.000513×11504/72023/54=19.939按系數(shù)θ2，查表6.1.2-2[JGJ102-2023]，η2=0.92σ2：內(nèi)片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；q2：作用在板塊內(nèi)片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；a：玻璃短邊邊長(mm)；b：玻璃長邊邊長(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；m2：內(nèi)片玻璃彎矩系數(shù)，按邊長比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2023]得m2=0.0818；σ2=6m2q2a2η2/t22……=6×0.0818×0.000717×11502×0.92/52=17.126MPa17.126MPa≤fg2=84MPa(鋼化玻璃)內(nèi)片玻璃的強(qiáng)度滿足規(guī)定!玻璃最大撓度校核：校核依據(jù)：df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2023]上面公式中：df：玻璃板撓度計(jì)算值(mm)；η：玻璃撓度的折減系數(shù)；μ：玻璃撓度系數(shù)，按邊長比a/b查表6.1.3[JGJ102-2023]得μ=0.00812；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)a：玻璃板塊短邊尺寸(mm)；D：玻璃的彎曲剛度(N·mm)；df,lim：許用撓度，取短邊長的1/60，為19.167mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2023]上式中：E：玻璃的彈性模量(MPa)；te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，為0.2；te=0.95×(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2023]=0.95×(53+53)1/3=5.985mmD=Ete3/(12(1-υ2))=72023×5.9853/(12×(1-0.22))=1339900.291N·mmθ：玻璃板塊的計(jì)算參數(shù)；θ=wka4/Ete4……6.1.2-3[JGJ102-2023]=0.001×11504/72023/5.9854=18.932按參數(shù)θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2023]，η=0.924df=ημwka4/D=0.924×0.00812×0.001×11504/1339900.291=9.794mm9.794mm≤df,lim=19.167mm(中空玻璃)玻璃撓度能滿足規(guī)定!

附錄常用材料的力學(xué)及其它物理性能玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg(MPa)JGJ102-2023表5.2.1種類厚度(mm)大面?zhèn)让嫫胀úＡ?28.019.5浮法玻璃5~1228.019.515~1924.017.0≥2020.014.0鋼化玻璃5~1284.058.815~1972.050.4≥2059.041.3長期荷載作用下玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg(MPa)JGJ113-2023表4.1.9種類厚度(mm)大面?zhèn)让嫫桨宀Ａ?~129615~1975≥2064半鋼化玻璃5~12282015~192417≥202014半鋼化玻璃5~12423015~193626≥203021鋁合金型材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)GB50429-2023表4.3.4鋁合金牌號(hào)狀態(tài)厚度強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(mm)抗拉、抗壓抗剪6061T4不區(qū)分9055T6不區(qū)分2001156063T5不區(qū)分9055T6不區(qū)分150856063AT5≤1013575T6≤1016090鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(1-熱軋鋼材)fs(MPa)JGJ102-2023表5.2.3鋼材牌號(hào)厚度或直徑d(mm)抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235d≤16215125325Q345d≤16310180400鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(2-冷彎薄壁型鋼)fs(MPa)GB50018-2023表4.2.1鋼材牌號(hào)抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235205120310Q345300175400材料的彈性模量E(MPa)JGJ102-2023表5.2.8、JGJ133-2023表5.3.9材料E材料E玻璃0.72×105不銹鋼絞線1.2×105~1.5×105鋁合金、單層鋁板0.70×105高強(qiáng)鋼絞線1.95×105鋼、不銹鋼2.06×105鋼絲繩0.8×105~1.0×105消除應(yīng)力的高強(qiáng)鋼絲2.05×105花崗石板0.8×105蜂窩鋁板10mm0.35×105鋁塑復(fù)合板4mm0.2×105蜂窩鋁板15mm0.27×105鋁塑復(fù)合板6mm0.3×105蜂窩鋁板20mm0.21×105材料的泊松比υJGJ102-2023表5.2.9、JGJ133-2023表5.3.10、GB50429-2023表4.3.7材料υ材料υ玻璃0.2鋼、不銹鋼0.3鋁合金0.3(按GB50429)高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線0.3鋁塑復(fù)合板0.25蜂窩鋁板0.25花崗巖0.125材料的膨脹系數(shù)α(1/℃)JGJ102-2023表5.2.10、JGJ133-2023表5.3.11、GB50429-2023表4.3.7材料α材料α玻璃0.8×10-5~1.0×10-5不銹鋼板1.80×10-5鋁合金、單層鋁板2.3×10-5(按GB50429)混凝土1.00×10-5鋼材1.20×10-5磚砌體0.50×10-5鋁塑復(fù)合板≤4.0×10-5蜂窩鋁板2.