1、門窗計算書一工程概況1.工程名稱：2.工程項目：塑鋼門窗3.受力分析：對門窗而言，風荷載的力學傳遞途徑為：玻璃將所受風壓傳至門窗的主受力構件，在由其兩端傳至與建筑物主體相連的窗框，由具有足夠強度的墻體承受，所以主受力構件的強度和剛度對于門窗能否保證良好功能起決定作用。由于窗框四邊框與墻體直接連接而獲得強度，因而不做計算，只有門窗內部豎向或橫向桿件所受的風荷載是由其兩端傳至墻體，是主受力桿件。下面就依據<<玻璃幕墻工程技術規范>>(JGJ102-2003)、<<建筑外窗抗風壓性能分級及其檢測方法>>（GB/T7106-2002）,<<未

2、增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗>>（JG/T140-2005）選擇典型窗型做豎向、橫向桿件及玻璃的校核計算（見附圖，陰影部分為桿件的受力面積）。4.參數選擇：門窗計算高度： H=60米；對門窗而言，抗震設計可不考慮；豎向桿件高度：Hm=4m；橫向中挺分格寬度：Bm=1.3m；沈陽地區50年一遇基本風壓值：W0=0.55KN/m2；地面粗糙度：B類；需校核的中空玻璃形式：5+9A+4+6A+5中空玻璃。二計算桿件幾何數據對塑鋼門窗而言，塑料型材其彈性模量可忽略為零，可不做計算，其強度及剛度的獲得完全來自于內襯的增強型鋼和增強鋼板。對本工程，拼樘處鋼板規格為100mmX10mm。1.

3、鋼帶材料：碳素結構鋼Q235，強度設計值：215N/mm,彈性模量：E=2.1X105N/mm22.豎向及橫向桿件截面參數：見附圖三豎桿件計算1.重力荷載G=B·L(t1+t2)玻·1.2=(1.3+0.8)/2X4X0.014X25.6X1.2=1.81KN2.風荷載標準值(依據建筑結構荷載規范GB50009-2001)Wk=gz ·s ·z · W0式中 Wk作用于窗上的風荷載標準值（KN/m2）gz圍護結構陣風系數, 地面粗糙度按B類，查表得:60米時 gz=1.56s 體型系數, 查圖取 0.8z 一風壓高度變化系數, 地面粗糙度按B類

4、，查表得:60米時 z =1.77W0一基本風壓, 取0.55 KN/m2（按沈陽地區50年一遇）3.地震作用SE=E ·max·G式中：SE水平地震作用E一動力放大系數, 取3.0max一地震影響系數最大值，8度設防取0.16G一結構重量4.組合效應荷載組合效應按下式計算S=G·G+w·w·Wk+E·E·SE式中：S一荷載效應組合設計值G一重力荷載產生的效應值Wk一風荷載（雪荷載）作用效應 SE一地震作用效應G、w、E一分別為重力荷載、風荷載、地震作用的分項系數w、E一分別為風荷載、地震作用的組合系數A 強度計算時分項系數

5、 組合系數 重力荷載 G取1.2 風荷載 w取1.4 w取1.0 地震作用 E取1.3 E 取0.6B 剛度計算時分項系數 組合系數重力荷載 G取1.0風荷載 w取1.0 w取1.0 地震作用 E取1.0 E 取0.65.材料特性碳素結構鋼Q235彈性模量 E=2.1X105N/mm2強度設計值 fa=215N/mm26.荷載計算6.1風荷載標準值Wk=gz ·s ·z · W0=1.56×0.8×1.77×0.55=1.21KN/m2取W2k=1.21KN/m地震作用取SE=06.2 豎向桿件強度計算時最大線荷載工況：重力荷載+風荷

6、載+地震作用(G+W+S)qy=(1.4Wk+0.6×1.3×0) BdBd-豎中挺受力面積與豎中挺桿件長度之比Bd=(1.05×4-0.4×0.4-0.65×0.65)/4=0.90mqy =(1.4×1.21+0.6×1.3×0)×0.90=1.52KN/m按單跨簡支梁模型計算, 豎框所受的最大彎矩為Mmax=q2y×L/8式中 L一豎向桿件長度Mmax=0.91X42/8=1.82KNm6.3 豎向中挺剛度計算時最大線荷載工況：重力荷載+風荷載+地震作用(G+W+S)qy=(1.0Wk+0

7、.6×0) Bdqy =(1.0×1.21+0.6×0)×0.90=1.09KN/m6.4 強度校核豎向桿件為壓彎構件，承載力應滿足下式要求N/A+Mmax/（r*W）fa式中：N一豎框所受軸力N,N=G×GA一豎框截面積mm2r一塑性發展系數, 取1.05W一當量抵抗矩mm3fa一Q235鋼材的強度設計值, 取215.0N/mm2豎向桿件所受應力N/A+Mmax/（r*W）=1.2X1.81X103/1000.16+1.82X106/(1.05 X 18.48X103)=95.97N/mm2fa=215.0 N/mm2 滿足要求6.5 剛度校

8、核當玻璃采用中空玻璃時受力桿件撓度值L/180，且最大撓度值不大于20mmf=5q4yL/384EIx=(5X1.09X44/384X21X104X170.72)X105=0.010m=10mmL/180=22mm滿足要求四.橫中挺計算工況：自重+風荷載+地震作用(G+W+S)門窗按標高30m計算1.重力荷載G=LB(t1+t2)玻1.2=1.3×1.15×0.014×25.6×1.2=0.645KN2.風荷載標準值Wk=1.56×0.8×1.77×0.55=1.21KN/m2取W2k=1.21KN/m3.地震作用SE=E

9、×max×G/A取SE =04.風壓力線荷載qy=（1.4*Wk+0.6*1.3*SE）*HdHd=(1.3×1.05-0.475×0.475-0.575×0.575)/1.3=0.81mqy=(1.4×1.21+0.6×1.3×0)×0.81=1.37KN/m5.最大彎矩按單跨簡支梁計算, 橫框所受的最大彎矩為水平 My=qy*B2/8式中 B一窗橫中挺長度My=1.37×1.3/8=0.29KNm垂直 Mx=1/2*G×a式中 a一玻璃支點到連接點距離Mx=1/2*0.645

10、15;0.2=0.065KNma為玻璃墊安裝位置到玻璃邊緣的距離，取0.2米6.強度校核橫中挺的最大應力My/Wy+ Mx/Wx=0.29/(1.05×1.97)+0.065/(1.05×2.28)×10=167.35N/mmfa=215N/mm7.剛度校核剛度校核線荷載最大值水平qy=(1.0WK+0.6SE)*Hd=(1×1.21+0.6×0)×0.81 22 32 滿足要求=0.98KN/m垂直G= LB(t1+t2)=0.645KN玻1.2 =1.3×1.15×0.014×25.6×1.

11、2撓度水平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最大撓度f=fy2+fz2=6+1.4=6.2mmB/180=7.2mm 剛度滿足要求五.玻璃面板應力計算取玻璃分格1.3m*1.15m,采用中空玻璃（5+9A+4+6A+5），見附圖工況G+W+E1溫度應力計算(1)溫差應力計算由于玻璃中央與邊緣存在的

12、溫差而產生的溫差應力標準值為 t2k=0.74E·a·1·2·3·4（Tc-Ts）式中：1陰影系數；2窗簾系數；3玻璃面積系數；4嵌縫材料系數；Tc玻璃中央溫度（）Ts玻璃邊緣溫度（）E玻璃的彈性模量，取0.72×10Nmm2玻璃的線膨脹系數，為1.0×10-5；玻璃邊緣溫度為Ts0.65t00.35ti0.65×-190.35×26-3.25式中：t0室外溫度（）ti室內溫度（）室外側玻璃的中央溫度為Tco42.5Ao21.5Ai0.79t00.21ti42.5×0.4321.5×0

13、.0760.79×-190.21×2610.36室內側玻璃的中央溫度為Tci 60.5Ai21.5Ao0.61ti0.4t060.5×0.07621.5×0.430.61×260.4×-1922.1式中：Ao室外側玻璃的組合吸收率，查表得；Ai室內側玻璃的組合吸收率，查表得；則室外側玻璃中央與邊緣部的溫度差為Tco-Ts10.36-(-3.25)13.61（）則室內側玻璃中央與邊緣部的溫度差為Tci-Ts22.1-(-3.25)25.35（）取二者的較大值為25.35（）所以玻璃的溫差應力標準值為t2k0.74E·a

14、3;1·2·3·4（Tc-Ts）0.74×0.72×105×1.0×10-5×1.0×1.3×1.07×0.55×25.3510.33N/mm225mm12mm鋼化玻璃邊緣強度設計值為58.8 N/mm玻璃的溫差應力設計值為t21.2·t2k1.2×10.3312.4 N/mm2fg58.8 N/mm2 滿足要求(2)玻璃擠壓應力計算在年溫度變化影響下，玻璃邊緣與邊框之間擠壓時，在玻璃中產生的擠壓應力為 t1kE·（·T(2Cdc)/b

15、）式中:t1k擠壓應力標準值(N/mm2)，當計算值為負值時取零；C玻璃邊緣與邊框之間的空隙，(mm)；dc施工誤差，取為3mm；b玻璃的長邊尺寸(mm)；T窗玻璃年溫度變化值，取為80；玻璃的線膨脹系數，為1.0×10-5；E玻璃的彈性模量，0.72×105N/mm2則t1kE·（·T(2Cdc)/b0.72×10×（1.0×10×80-（2×7-3）/1500）-470.40可知，在年溫度變化影響下，玻璃邊緣與邊框之間沒有擠壓產生。2 玻璃強度計算（1）風荷載作用下應力標準值WkWk6·1&

16、#183;Wk·a/t式中:Wk風荷載作用下的應力標準值；K高層建筑取安全系數1.1a玻璃短邊長度 (mm)；t玻璃的厚度（mm）,中空玻璃的厚度取單片外側玻璃厚度的1.2倍； 1彎曲系數，按a/b的值查表WkZ·s·z·Wo·K1.56×0.8×1.77×0.55×1.11.34KNm2則Wk6·1·Wk·a2/t26×0.0496×1.34×10-3×13002/6218.72N/mm（2）地震作用下應力標準值Ek水平分布地震作用標

17、準值為qEkE·max·25.6·t·10 取0Ek6·1·qEk·a2/t2考慮鋁框，地震作用加大20則Ek1.2×6·1·qEk·a2/t2 取0式中:Ek地震作用下的應力標準值；（3）玻璃的應力組合設計值為W·W·WkE·E·1.0×1.4×14.910.6×1.3×0 Ek -32225-520.87N/mm2fa84N/mm2 滿足要求3玻璃撓度計算風荷載標準值為Wk1.34KN/m玻璃跨中最大撓

18、度為2·qk·a4·玻璃所受的荷載組合值為qk1.0WK0.6qEk1×1.340.6×01.34KNm21.34×10mm玻璃板的彎曲剛度t(12（1-）)0.72×105×63(12（10.22）)13.5×105·mm式中：泊松比，取0.2玻璃彈性模量，取0.72×105mm2t玻璃厚度（mm）,中空玻璃取外片厚度的1.2倍則玻璃的撓度2·qk·a4·-345 0.00466×1.34×10×130013.5×10·0.7417.15mm式中：2跨中最大撓度系數，由a/b查表a玻璃短邊長（mm）當玻璃板的撓度大于玻璃板厚度一半時，按小撓度應力計算公式出現偏差， 而增加的折減修正系數。