1、沙县老旧小区及城区基础设施改造项目（沙县区府北停车场及智慧停车运营指挥中心）铝合金门窗设计计算书设计： 校对： 审核： 福建东南设计集团有限公司二二二年三月目录第1章 DBM8231-手动11 基本参数11.1 门窗所在地区11.2 地面粗糙度分类等级11.3 抗震设防12 门窗承受荷载计算22.1 风荷载标准值的计算方法22.2 计算支承结构时的风荷载标准值32.3 计算面板材料时的风荷载标准值42.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值42.5 平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值42.6 作用效应组合43 门窗竖中梃计算53.1 选用竖中梃材料的截面特性53.2 竖中梃计算简图的确2、定63.3 风荷载作用的线荷载集度63.4 门窗竖中梃荷载分配83.5 竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析93.6 竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析103.7 竖中梃的抗弯强度计算103.8 竖中梃的挠度计算113.9 竖中梃的抗剪计算114 门窗横中梃计算124.1 选用横中梃材料的截面特性124.2 横中梃水平方向计算简图的确定134.3 水平荷载作用的线荷载集度144.4 门窗横中梃荷载分配164.5 横中梃在上受荷单元水平力作用下的受力分析184.6 横中梃在下受荷单元水平力作用下的受力分析184.7 横中梃在上受荷单元自重力作用下的受力分析194.8 横中梃的抗弯强度计算1943、.9 横中梃的挠度计算204.10 横中梃的抗剪计算205 玻璃板块的选用与校核225.1 玻璃板块荷载计算：225.2 玻璃的强度计算：235.3 玻璃最大挠度校核：256 门窗连接结构计算256.1 整樘结构总荷载计算266.2 连接片与木塑复合标准化附框连接计算266.3 木塑复合标准化附框与窗边框连接计算286.4 连接片与建筑结构连接计算29第2章 DBM45(32.5)-手动291 基本参数291.1 门窗所在地区291.2 地面粗糙度分类等级301.3 抗震设防302 门窗承受荷载计算302.1 风荷载标准值的计算方法302.2 计算支承结构时的风荷载标准值322.3 计算面板材4、料时的风荷载标准值322.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值322.5 平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值332.6 作用效应组合333 门窗竖中梃计算333.1 选用竖中梃材料的截面特性343.2 竖中梃计算简图的确定343.3 风荷载作用的线荷载集度353.4 门窗竖中梃荷载分配373.5 竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析383.6 竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析383.7 竖中梃的抗弯强度计算393.8 竖中梃的挠度计算393.9 竖中梃的抗剪计算404 门窗横中梃计算414.1 横中梃受荷单元分析414.2 选用横中梃型材的截面特性444.3 横中梃的抗弯强度计算5、454.4 横中梃的挠度计算454.5 横中梃的抗剪计算465 玻璃板块的选用与校核465.1 玻璃板块荷载计算：475.2 玻璃的强度计算：485.3 玻璃最大挠度校核：496 门窗连接结构计算506.1 整樘结构总荷载计算506.2 连接片与木塑复合标准化附框连接计算516.3 木塑复合标准化附框与窗边框连接计算526.4 连接片与建筑结构连接计算53第3章 PC2721-救援541 基本参数541.1 门窗所在地区541.2 地面粗糙度分类等级541.3 抗震设防542 门窗承受荷载计算552.1 风荷载标准值的计算方法552.2 计算支承结构时的风荷载标准值572.3 计算面板材料时的6、风荷载标准值572.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值572.5 平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值572.6 作用效应组合583 门窗竖中梃计算583.1 竖中梃受荷单元分析583.2 选用竖中梃型材的截面特性613.3 竖中梃的抗弯强度计算613.4 竖中梃的挠度计算623.5 竖中梃的抗剪计算624 门窗横中梃计算634.1 横中梃受荷单元分析634.2 选用横中梃型材的截面特性664.3 横中梃的抗弯强度计算674.4 横中梃的挠度计算674.5 横中梃的抗剪计算685 玻璃板块的选用与校核685.1 玻璃板块荷载计算：695.2 玻璃的强度计算：705.3 玻璃最大挠度校7、核：716 门窗连接结构计算726.1 整樘结构总荷载计算726.2 连接片与木塑复合标准化附框连接计算736.3 木塑复合标准化附框与窗边框连接计算746.4 连接片与建筑结构连接计算75第4章 PC2724-救援761 基本参数761.1 门窗所在地区761.2 地面粗糙度分类等级761.3 抗震设防762 门窗承受荷载计算772.1 风荷载标准值的计算方法772.2 计算支承结构时的风荷载标准值792.3 计算面板材料时的风荷载标准值792.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值792.5 平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值792.6 作用效应组合803 门窗竖中梃计算803.18、 竖中梃受荷单元分析803.2 选用竖中梃型材的截面特性833.3 竖中梃的抗弯强度计算833.4 竖中梃的挠度计算843.5 竖中梃的抗剪计算844 门窗横中梃计算854.1 横中梃受荷单元分析854.2 选用横中梃型材的截面特性884.3 横中梃的抗弯强度计算894.4 横中梃的挠度计算894.5 横中梃的抗剪计算905 玻璃板块的选用与校核905.1 玻璃板块荷载计算：915.2 玻璃的强度计算：925.3 玻璃最大挠度校核：936 门窗连接结构计算946.1 整樘结构总荷载计算946.2 连接片与木塑复合标准化附框连接计算956.3 木塑复合标准化附框与窗边框连接计算966.4 连接片9、与建筑结构连接计算97门窗设计计算书第1章 DBM8231-手动1 基本参数1.1 门窗所在地区 三明沙县地区；1.2 地面粗糙度分类等级 门窗属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2012) 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； 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B类地形考虑。1.3 抗震设防 按建筑工程抗震设防分类标准，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别： 1.特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次10、生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类； 2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类； 3.标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类； 4.适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类； 在围护结构抗震设计计算中： 1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用； 2.重点设防类，应11、按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用； 3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用； 4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用； 根据建筑抗震设计规范GB50011-2010(2016年版)及中国地震动参数区划图GB18306-2015的要求，本工程所在地三明沙县地区地震基本烈度为：6度，地震动峰值加速度为0.05g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：max=0.04； 本工程场地类型为：类场地，查表E.1GB18306-20112、5，场地地震动峰值加速度调整系数Fa=1；因此： max=Famax =10.04 =0.042 门窗承受荷载计算2.1 风荷载标准值的计算方法 门窗属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)计算： wk=gzs1zw0 8.1.1-2GB50009-2012上式中： wk：作用在门窗上的风荷载标准值(MPa)； z：计算点标高：10m； gz：高度z处的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： gz=1+2gI10(z/10)- 条文说明部分8.6.1GB50009-2012 其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m； A、B、C、13、D四类地貌类别梯度高度分别为：300m、350m、450m、550m； 也就是： 对A类场地：当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z30m时，取z=30m；对于B类地形，10m高度处风压高度变化系数： z=1.000(10/10)0.30=1 s1：局部风压体型系数； 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.3条：计算围护结构及其连接的风荷载时，可按下列规定采用局14、部体型系数s1： 1 封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用； 2 檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0； 3 其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。 本计算点为墙面转角位置，按如上说明，查表得： s1(1)=1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.4条：计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时，局部体型系数可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用： 1 当从属面积不大于1m2时，折减系数取1.0； 2 当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8，对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域15、折减系数取0.6，对其它屋面区域折减系数取1.0； 3 当从属面积大于1m2且小于25m2时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 8.3.4GB50009-2012 其中： s1(25)=0.8s1(1)=1.12 计算支承结构时的构件从属面积： A=1.554=6.2m2 LogA=0.792 则： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 =1.242 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.5条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体16、型系数可按下列规定采用： 1 封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2； 2 仅一面墙有主导洞口的建筑物： 当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时，取0.4s1； 当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6s1； 当开洞率大于0.30时，取0.8s1； 3 其它情况，应按开放式建筑物的s1取值； 注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比； 2：s1应取主导洞口对应位置的值； 本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为0.2(封闭式建筑内表面)； 因此，计算非直接承受风荷载的支承结构时的局部风压体型系数为： s1=1.242+0.2 =1.442 而17、对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为： s1=1.4+0.2 =1.6 w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2012附表E.5中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，三明沙县地区取0.00035MPa；2.2 计算支承结构时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.711.4420.00035 =0.000858MPa 因为计算得到的风荷载标准值小于0.002MPa，所以取：0.002MPa2.3 计算面板材料时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.711.60.00035 =0.000952MPa 因为计算得到的风荷载标准值18、小于0.002MPa，所以取：0.002MPa2.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值 qEk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEk：垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：门窗构件的重力荷载标准值(N)； A：门窗构件的面积(mm2)；2.5 平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值 PEk=EmaxGk 5.3.5JGJ102-2003 PEk：平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值(N)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk19、：门窗构件的重力荷载标准值(N)； 按照JGJ102规范5.4节条文说明部分的规定，对于竖向门窗和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃门窗，可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。2.6 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效应组合的设计值； SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值； Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； G、w、E：各效应的分项系数； w、E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。 上面的G、w、E为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.20、4.4JGJ102-2003及表8.2.9GB50068-2018规定如下：进行门窗构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载：G：1.3； 风 荷 载：w：1.5； 地震作用：E：1.3；进行挠度计算时； 重力荷载：G：1.0； 风 荷 载：w：1.0； 地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数w为1.0； 地震作用的组合系数E为0.5；3 门窗竖中梃计算基本参数： 1：计算点标高：10m； 2：力学模型：简支梁； 3：竖中梃跨度：H=3100mm； 4：竖中梃左受荷单元宽：W1=1000mm； 竖中梃右受荷单元宽：W2=4000mm； 5：竖中梃组合形式：插接形式；3.1 21、选用竖中梃材料的截面特性(1)外框参数： 选用型材号：160502.0mm断热方管，断热型材 外框的抗弯强度设计值：fa=90MPa 外框的抗剪强度设计值：a=55MPa 外框弹性模量：Ea=70000MPa 外框绕X轴惯性矩：Iax=1876360mm4 外框绕Y轴惯性矩：Iay=453760mm4 外框绕X轴净截面抵抗矩：Wanx1=21578mm3 外框绕X轴净截面抵抗矩：Wanx2=25688mm3 外框净截面面积：Aan=1072.736mm2 外框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tax=4mm 外框受力面对中性轴的面积矩：Sax=23031mm3 塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙22、骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取1.00； 此处取：=1.00；(2)内框参数： 选用型材号：150403.0mm组合钢衬，冷弯薄壁型钢 内框的抗弯强度设计值：fs=205MPa 内框的抗剪强度设计值：s=120MPa 内框弹性模量：Es=206000MPa 内框绕X轴惯性矩：Isx=2868970mm4 内框绕Y轴惯性矩：Isy=296970mm4 内框绕X轴净截面抵抗矩：Wsn23、x1=37538mm3 内框绕X轴净截面抵抗矩：Wsnx2=38996mm3 内框净截面面积：Asn=1159.2mm2 内框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tsx=6mm 内框受力面对中性轴的面积矩：Ssx=25167mm3 塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取1.00； 此处取：=1.00；3.2 竖中梃计算简图的确定 因为：W1H W2H 所以，24、左受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载； 右受荷单元作用在竖中梃上是三角形荷载；受力简图为： 3.3 风荷载作用的线荷载集度(1)左单元荷载线荷载集度分析： qwk1：左单元在风荷载作用下的线荷载集度标准值(N/mm)； qw1：左单元在风荷载作用下的线荷载集度设计值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； Ww1：门窗竖中梃左单元宽度(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qwk1=wkW1/2 =0.0021000/2 =1N/mm qw1=1.5qwk1 =1.51 =1.5N/mm qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水25、平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0005 =0.0001MPa qEk1：左受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； W1：左受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qEk1=qEAkW1/2 =0.00011000/2 =0.05N/mm qE1：左受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE1=1.3qEk1 =1.30.05 =0.065N/mm qk1：左受荷单元受水平作用组合线荷载集26、度标准值(N/mm)； q1：左受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q1=qw1+0.5qE1 =1.5+0.50.065 =1.532N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk1=qwk1 =1N/mm(2)右单元荷载线荷载集度分析： qwk2：在右单元的风荷载作用下的线荷载集度标准值(N/mm)； qw2：在右单元的风荷载作用下的线荷载集度设计值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； W2：门窗竖中梃右单元宽度(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)27、； qwk2=wkH/2 =0.0023100/2 =3.1N/mm qw2=1.5qwk2 =1.53.1 =4.65N/mm qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0005 =0.0001MPa qEk2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； W2：右受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qEk2=28、qEAkH/2 =0.00013100/2 =0.155N/mm qE2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE2=1.3qEk2 =1.30.155 =0.202N/mm qk2：右受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(N/mm)； q2：右受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q2=qw2+0.5qE2 =4.65+0.50.202 =4.751N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk2=qwk2 =3.1N/mm3.4 门窗竖中梃29、荷载分配 按照等挠度原则，进行荷载分配(1)左单元承受的风荷载作用集度分配： qak1：左单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载标准值(N/mm)； qsk1：左单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载标准值(N/mm)； qa1：左单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载设计值(N/mm)； qs1：左单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载设计值(N/mm)； Ea：外框的弹性模量(MPa)； Es：内框的弹性模量(MPa)； Iax：外框的绕X轴惯性矩(mm4)； Isx：内框的绕X轴惯性矩(mm4)； 如果组合型材其中一种为钢材，则对铝型材部分取F=1.05的调正系数； 如果组合型材中没有钢材，则F30、=1.00；所以： qak1=Fqk1EaIax/(EaIax+EsIsx) =1.051700001876360/(700001876360+2060002868970) =0.191N/mm qsk1=qk1EsIsx/(EaIax+EsIsx) =12060002868970/(700001876360+2060002868970) =0.818N/mm qa1=Fq1EaIax/(EaIax+EsIsx) =1.051.532700001876360/(700001876360+2060002868970) =0.292N/mm qs1=q1EsIsx/(EaIax+EsIsx) =131、.5322060002868970/(700001876360+2060002868970) =1.253N/mm(2)右单元承受的风荷载作用集度分配： qak2：右单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载标准值(N/mm)； qsk2：右单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载标准值(N/mm)； qa2：右单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载设计值(N/mm)； qs2：右单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载设计值(N/mm)； Ea：外框的弹性模量(MPa)； Es：内框的弹性模量(MPa)； Iax：外框的绕X轴惯性矩(mm4)； Isx：内框的绕X轴惯性矩(mm4)； 如果组合型材其中一种为32、钢材，则对铝型材部分取F=1.05的调正系数； 如果组合型材中没有钢材，则F=1.00；所以： qak2=Fqk2EaIax/(EaIax+EsIsx) =1.053.1700001876360/(700001876360+2060002868970) =0.592N/mm qsk2=qk2EsIsx/(EaIax+EsIsx) =3.12060002868970/(700001876360+2060002868970) =2.536N/mm qa2=Fq2EaIax/(EaIax+EsIsx) =1.054.751700001876360/(700001876360+20600028689733、0) =0.907N/mm qs2=q2EsIsx/(EaIax+EsIsx) =4.7512060002868970/(700001876360+2060002868970) =3.887N/mm3.5 竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析(1)外框分析： Ma1：在左受荷单元力作用下的外框跨中最大弯矩(Nmm)； Ma1=qa1H2/24(3-(W1/H)2) =0.29231002/24(3-(1000/3100)2) =338598.333Nmm Va1：在左受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N)； Va1=qa1H/2(1-W1/2/H) =379.6N(2)内框分析： Ms1：在左34、受荷单元力作用下的内框跨中最大弯矩(Nmm)； Ms1=qs1H2/24(3-(W1/H)2) =1.25331002/24(3-(1000/3100)2) =1452957.917Nmm Vs1：在左受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)； Vs1=qs1H/2(1-W1/2/H) =1628.9N3.6 竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析(1)外框分析： Ma2：在右受荷单元力作用下的外框跨中最大弯矩(Nmm)； Ma2=qa2H2/12 =0.90731002/12 =726355.833Nmm Va2：在右受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N)； Va2=qa2H/4 =702.9235、5N(2)内框分析： Ms2：在右受荷单元力作用下的内框跨中最大弯矩(Nmm)； Ms2=qs2H2/12 =3.88731002/12 =3112839.167Nmm Vs2：在右受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)； Vs2=qs2H/4 =3012.425N3.7 竖中梃的抗弯强度计算(1)外框的强度计算：按下面的公式进行强度校核，应满足： (Ma1+Ma2)/Wanxfa上式中： Ma1：外框在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Ma2：外框在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Wanx：外框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； ：塑性发展系数，取1.00； 36、fa：型材的抗弯强度设计值，取90MPa；则： (Ma1+Ma2)/Wanx=(338598.333+726355.833)/1.00/21578 =49.354MPa90MPa竖中梃外框抗弯强度能满足要求。(2)内框的强度计算：按下面的公式进行强度校核，应满足： (Ms1+Ms2)/Wsnxfs上式中： Ms1：内框在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Ms2：内框在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Wsnx：内框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； ：塑性发展系数，取1.00； fs：材的抗弯强度设计值，取205MPa；则： (Ms1+Ms2)/Wsnx=(14537、2957.917+3112839.167)/1.00/37538 =121.631MPa205MPa竖中梃内框抗弯强度能满足要求。3.8 竖中梃的挠度计算由于是按照等挠度原理进行的荷载分配，所以，此处仅需要对外框进行验算：(1)竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度计算： df1：竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度(mm)； df1=qak1H4/240EaIax(25/8-5(W1/2/H)2+2(W1/2/H)4) =0.19131004/240/70000/1876360(25/8-5(1000/2/3100)2+2(1000/2/3100)4) =1.677mm(2)竖中梃在右受荷单元力作用下38、的挠度计算： df2：竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度(mm)； df2=qak2H4/120EI =0.59231004/120/70000/1876360 =3.469mm(3)竖中梃在风荷载作用下的总体挠度： df=df1+df2 =1.677+3.469 =5.146mm挠度的限值取杆件总长的1/180，即17.222mm，且不应大于20mm。 5.146mm17.222mm 5.146mm20mm所以，挠度满足要求！3.9 竖中梃的抗剪计算(1)外框的抗剪计算：校核依据： amaxa=55MPa (材料的抗剪强度设计值)在上面的公式中： amax：竖中梃外框最大剪应力(MPa)； V39、a1：在左受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N)； Va2：在右受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N)； Sax：竖中梃外框型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Iax：竖中梃外框型材截面惯性矩(mm4)； tax：外框型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； amax=(Va1+Va2)Sax/Iaxtax =(379.6+702.925)23031/1876360/4 =3.322MPa 3.322MPa55MPa竖中梃外框抗剪强度能满足要求!(2)内框的抗剪计算：校核依据： smaxs=120MPa (材料的抗剪强度设计值)在上面的公式中： smax：竖中梃内框最大剪应力(MPa)40、； Vs1：在左受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)； Vs2：在右受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)； Ssx：竖中梃内框型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Isx：竖中梃内框型材截面惯性矩(mm4)； tsx：内框型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； smax=(Vs1+Vs2)Ssx/Isxtsx =(1628.9+3012.425)25167/2868970/6 =6.786MPa 6.786MPa120MPa竖中梃内框抗剪强度能满足要求!4 门窗横中梃计算基本参数： 1：计算点标高：10m； 2：力学模型：简支梁； 3：横中梃跨度：W=4000mm； 4：横中梃上受41、荷单元高：H1=800mm； 横中梃下受荷单元高：H2=2300mm； 5：横中梃组合形式：插接形式；4.1 选用横中梃材料的截面特性(1)外框参数： 选用型材号：160502.0mm断热方管，断热型材 型材的抗弯强度设计值：f a=90MPa 型材的抗剪强度设计值：a=55MPa 型材弹性模量：Ea=70000MPa 绕X轴惯性矩：Iax=453760mm4 绕Y轴惯性矩：Iay=1876360mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wanx1=17794mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wanx2=17794mm3 绕Y轴净截面抵抗矩：Wany1=25688mm3 绕Y轴净截面抵抗矩：Wany2=2157842、mm3 型材净截面面积：Aan=1072.736mm2 横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tax=4mm 横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：tay=4mm 型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sax=10373mm3 型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Say=23031mm3 塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取1.00； 此处取：x=y=143、.00；(2)内框参数： 选用型材号：150404.0组合钢衬，冷弯薄壁型钢 型材的抗弯强度设计值：fs=205MPa 型材的抗剪强度设计值：s=120MPa 型材弹性模量：Es=206000MPa 绕X轴惯性矩：Isx=369540mm4 绕Y轴惯性矩：Isy=3707690mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wsnx1=18477mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wsnx2=18477mm3 绕Y轴净截面抵抗矩：Wsny1=50200mm3 绕Y轴净截面抵抗矩：Wsny2=48695mm3 型材净截面面积：Asn=1513.6mm2 横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tsx=8mm 横梁截面垂直于Y轴44、腹板的截面总宽度：tsy=8mm 型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Ssx=11062mm3 型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Ssy=32680mm3 塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取1.00； 此处取：x=y=1.00；4.2 横中梃水平方向计算简图的确定 因为：H1W H2300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当45、z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z30m时，取z=30m；对于B类地形，10m高度处风压高度变化系数： z=1.000(10/10)0.30=1 s1：局部风压体型系数； 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.3条：计算围护结构及其连接的风荷载时，可按下列规定采用局部体型系数s1： 1 封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用； 2 檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0； 3 其它房屋46、和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。 本计算点为墙面转角位置，按如上说明，查表得： s1(1)=1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.4条：计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时，局部体型系数可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用： 1 当从属面积不大于1m2时，折减系数取1.0； 2 当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8，对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6，对其它屋面区域折减系数取1.0； 3 当从属面积大于1m2且小于25m2时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计47、算局部体型系数： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 8.3.4GB50009-2012 其中： s1(25)=0.8s1(1)=1.12 计算支承结构时的构件从属面积： A=1.6251.8=2.925m2 LogA=0.466 则： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 =1.307 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.5条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用： 1 封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2； 2 仅一面墙有主导洞口的建筑物： 当开洞率大于0.02且小于48、或等于0.10时，取0.4s1； 当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6s1； 当开洞率大于0.30时，取0.8s1； 3 其它情况，应按开放式建筑物的s1取值； 注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比； 2：s1应取主导洞口对应位置的值； 本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为0.2(封闭式建筑内表面)； 因此，计算非直接承受风荷载的支承结构时的局部风压体型系数为： s1=1.307+0.2 =1.507 而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为： s1=1.4+0.2 =1.6 w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规范GB500049、9-2012附表E.5中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，三明沙县地区取0.00035MPa；2.2 计算支承结构时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.711.5070.00035 =0.000897MPa 因为计算得到的风荷载标准值小于0.002MPa，所以取：0.002MPa2.3 计算面板材料时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.711.60.00035 =0.000952MPa 因为计算得到的风荷载标准值小于0.002MPa，所以取：0.002MPa2.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值 qEk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-20050、3 qEk：垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：门窗构件的重力荷载标准值(N)； A：门窗构件的面积(mm2)；2.5 平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值 PEk=EmaxGk 5.3.5JGJ102-2003 PEk：平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值(N)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：门窗构件的重力荷载标准值(N)； 按照JGJ102规范5.4节条文说明部分的规定，对于竖向门窗和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃门窗，可不51、考虑竖向地震作用效应的计算和组合。2.6 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效应组合的设计值； SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值； Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； G、w、E：各效应的分项系数； w、E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。 上面的G、w、E为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003及表8.2.9GB50068-2018规定如下：进行门窗构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载：G：1.3； 风52、 荷 载：w：1.5； 地震作用：E：1.3；进行挠度计算时； 重力荷载：G：1.0； 风 荷 载：w：1.0； 地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数w为1.0； 地震作用的组合系数E为0.5；3 门窗竖中梃计算基本参数： 1：计算点标高：10m； 2：力学模型：简支梁； 3：竖中梃跨度：H=3250mm； 4：竖中梃左受荷单元宽：W1=1800mm； 竖中梃右受荷单元宽：W2=1300mm； 5：竖中梃组合形式：插接形式；3.1 选用竖中梃材料的截面特性(1)外框参数： 选用型材号：160502.0mm断热方管，断热型材 外框的抗弯强度设计值：fa=90MPa 外框的抗剪强度设53、计值：a=55MPa 外框弹性模量：Ea=70000MPa 外框绕X轴惯性矩：Iax=1876360mm4 外框绕Y轴惯性矩：Iay=453760mm4 外框绕X轴净截面抵抗矩：Wanx1=21578mm3 外框绕X轴净截面抵抗矩：Wanx2=25688mm3 外框净截面面积：Aan=1072.736mm2 外框截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tax=4mm 外框受力面对中性轴的面积矩：Sax=23031mm3 塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨54、，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取1.00； 此处取：=1.00；(2)内框参数： 选用型材号：150403.0mm组合钢衬，冷弯薄壁型钢 内框的抗弯强度设计值：fs=205MPa 内框的抗剪强度设计值：s=120MPa 内框弹性模量：Es=206000MPa 内框绕X轴惯性矩：Isx=2868970mm4 内框绕Y轴惯性矩：Isy=296970mm4 内框绕X轴净截面抵抗矩：Wsnx1=37538mm3 内框绕X轴净截面抵抗矩：Wsnx2=38996mm3 内框净截面面积：Asn=1159.2mm2 内框截面垂直于X轴腹板的截面55、总宽度：tsx=6mm 内框受力面对中性轴的面积矩：Ssx=25167mm3 塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取1.00； 此处取：=1.00；3.2 竖中梃计算简图的确定 因为：W1H W2H 所以，左受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载； 右受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载；受力简图为： 3.3 风荷载作用的线荷载集度(1)左单元荷载线荷载集度分析：56、 qwk1：左单元在风荷载作用下的线荷载集度标准值(N/mm)； qw1：左单元在风荷载作用下的线荷载集度设计值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； Ww1：门窗竖中梃左单元宽度(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qwk1=wkW1/2 =0.0021800/2 =1.8N/mm qw1=1.5qwk1 =1.51.8 =2.7N/mm qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk57、/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0005 =0.0001MPa qEk1：左受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； W1：左受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qEk1=qEAkW1/2 =0.00011800/2 =0.09N/mm qE1：左受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE1=1.3qEk1 =1.30.09 =0.117N/mm qk1：左受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(N/mm)； q1：左受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.158、JGJ102-2003 q1=qw1+0.5qE1 =2.7+0.50.117 =2.758N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk1=qwk1 =1.8N/mm(2)右单元荷载线荷载集度分析： qwk2：在右单元的风荷载作用下的线荷载集度标准值(N/mm)； qw2：在右单元的风荷载作用下的线荷载集度设计值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； W2：门窗竖中梃右单元宽度(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qwk2=wkW2/2 =0.0021300/2 =1.3N/mm qw2=1.5qwk2 =1.51.3 =1.95N/mm qEAk59、：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0005 =0.0001MPa qEk2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； W2：右受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qEk2=qEAkW2/2 =0.00011300/2 =0.065N/mm qE2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE2=60、1.3qEk2 =1.30.065 =0.084N/mm qk2：右受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(N/mm)； q2：右受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q2=qw2+0.5qE2 =1.95+0.50.084 =1.992N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk2=qwk2 =1.3N/mm3.4 门窗竖中梃荷载分配 按照等挠度原则，进行荷载分配(1)左单元承受的风荷载作用集度分配： qak1：左单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载标准值(N61、/mm)； qsk1：左单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载标准值(N/mm)； qa1：左单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载设计值(N/mm)； qs1：左单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载设计值(N/mm)； Ea：外框的弹性模量(MPa)； Es：内框的弹性模量(MPa)； Iax：外框的绕X轴惯性矩(mm4)； Isx：内框的绕X轴惯性矩(mm4)； 如果组合型材其中一种为钢材，则对铝型材部分取F=1.05的调正系数； 如果组合型材中没有钢材，则F=1.00；所以： qak1=Fqk1EaIax/(EaIax+EsIsx) =1.051.8700001876360/(700001862、76360+2060002868970) =0.344N/mm qsk1=qk1EsIsx/(EaIax+EsIsx) =1.82060002868970/(700001876360+2060002868970) =1.473N/mm qa1=Fq1EaIax/(EaIax+EsIsx) =1.052.758700001876360/(700001876360+2060002868970) =0.527N/mm qs1=q1EsIsx/(EaIax+EsIsx) =2.7582060002868970/(700001876360+2060002868970) =2.257N/mm(2)右单元承63、受的风荷载作用集度分配： qak2：右单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载标准值(N/mm)； qsk2：右单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载标准值(N/mm)； qa2：右单元风荷载作用下分布在外框上的线荷载设计值(N/mm)； qs2：右单元风荷载作用下分布在内框上的线荷载设计值(N/mm)； Ea：外框的弹性模量(MPa)； Es：内框的弹性模量(MPa)； Iax：外框的绕X轴惯性矩(mm4)； Isx：内框的绕X轴惯性矩(mm4)； 如果组合型材其中一种为钢材，则对铝型材部分取F=1.05的调正系数； 如果组合型材中没有钢材，则F=1.00；所以： qak2=Fqk2EaIax/(64、EaIax+EsIsx) =1.051.3700001876360/(700001876360+2060002868970) =0.248N/mm qsk2=qk2EsIsx/(EaIax+EsIsx) =1.32060002868970/(700001876360+2060002868970) =1.064N/mm qa2=Fq2EaIax/(EaIax+EsIsx) =1.051.992700001876360/(700001876360+2060002868970) =0.38N/mm qs2=q2EsIsx/(EaIax+EsIsx) =1.9922060002868970/(700065、01876360+2060002868970) =1.63N/mm3.5 竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析(1)外框分析： Ma1：在左受荷单元力作用下的外框跨中最大弯矩(Nmm)； Ma1=qa1H2/24(3-(W1/H)2) =0.52732502/24(3-(1800/3250)2) =624659.688Nmm Va1：在左受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N)； Va1=qa1H/2(1-W1/2/H) =619.225N(2)内框分析： Ms1：在左受荷单元力作用下的内框跨中最大弯矩(Nmm)； Ms1=qs1H2/24(3-(W1/H)2) =2.25732502/24(366、-(1800/3250)2) =2675250.312Nmm Vs1：在左受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)； Vs1=qs1H/2(1-W1/2/H) =2651.975N3.6 竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析(1)外框分析： Ma2：在右受荷单元力作用下的外框跨中最大弯矩(Nmm)； Ma2=qa2H2/24(3-(W2/H)2) =0.3832502/24(3-(1300/3250)2) =474960.417Nmm Va2：在右受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N)； Va2=qa2H/2(1-W2/2/H) =494N(2)内框分析： Ms2：在右受荷单元力作用下的内框跨中67、最大弯矩(Nmm)； Ms2=qs2H2/24(3-(W2/H)2) =1.6332502/24(3-(1300/3250)2) =2037330.208Nmm Vs2：在右受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)； Vs2=qs2H/2(1-W2/2/H) =2119N3.7 竖中梃的抗弯强度计算(1)外框的强度计算：按下面的公式进行强度校核，应满足： (Ma1+Ma2)/Wanxfa上式中： Ma1：外框在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Ma2：外框在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Wanx：外框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； ：塑性发展系数，取1.0068、； fa：型材的抗弯强度设计值，取90MPa；则： (Ma1+Ma2)/Wanx=(624659.688+474960.417)/1.00/21578 =50.96MPa90MPa竖中梃外框抗弯强度能满足要求。(2)内框的强度计算：按下面的公式进行强度校核，应满足： (Ms1+Ms2)/Wsnxfs上式中： Ms1：内框在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Ms2：内框在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Wsnx：内框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； ：塑性发展系数，取1.00； fs：材的抗弯强度设计值，取205MPa；则： (Ms1+Ms2)/Wsnx=(2669、75250.312+2037330.208)/1.00/37538 =125.542MPa205MPa竖中梃内框抗弯强度能满足要求。3.8 竖中梃的挠度计算由于是按照等挠度原理进行的荷载分配，所以，此处仅需要对外框进行验算：(1)竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度计算： df1：竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度(mm)； df1=qak1H4/240EaIax(25/8-5(W1/2/H)2+2(W1/2/H)4) =0.34432504/240/70000/1876360(25/8-5(1800/2/3250)2+2(1800/2/3250)4) =3.352mm(2)竖中梃在右受荷单元力作用70、下的挠度计算： df2：竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度(mm)； df2=qak2H4/240EI(25/8-5(W2/2/H)2+2(W2/2/H)4) =0.24832504/240/70000/1876360(25/8-5(1300/2/3250)2+2(1300/2/3250)4) =2.57mm(3)竖中梃在风荷载作用下的总体挠度： df=df1+df2 =3.352+2.57 =5.922mm挠度的限值取杆件总长的1/180，即18.056mm，且不应大于20mm。 5.922mm18.056mm 5.922mm20mm所以，挠度满足要求！3.9 竖中梃的抗剪计算(1)外框的抗剪71、计算：校核依据： amaxa=55MPa (材料的抗剪强度设计值)在上面的公式中： amax：竖中梃外框最大剪应力(MPa)； Va1：在左受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N)； Va2：在右受荷单元力作用下的外框剪力设计值(N)； Sax：竖中梃外框型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Iax：竖中梃外框型材截面惯性矩(mm4)； tax：外框型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； amax=(Va1+Va2)Sax/Iaxtax =(619.225+494)23031/1876360/4 =3.416MPa 3.416MPa55MPa竖中梃外框抗剪强度能满足要求!(2)内框的抗剪72、计算：校核依据： smaxs=120MPa (材料的抗剪强度设计值)在上面的公式中： smax：竖中梃内框最大剪应力(MPa)； Vs1：在左受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)； Vs2：在右受荷单元力作用下的内框剪力设计值(N)； Ssx：竖中梃内框型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Isx：竖中梃内框型材截面惯性矩(mm4)； tsx：内框型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； smax=(Vs1+Vs2)Ssx/Isxtsx =(2651.975+2119)25167/2868970/6 =6.975MPa 6.975MPa120MPa竖中梃内框抗剪强度能满足要求!4 门窗73、横中梃计算基本参数： 1：计算点标高：10m； 2：力学模型：简支梁； 3：横中梃跨度：W=1800mm； 4：横中梃上受荷单元高：H1=850mm； 横中梃下受荷单元高：H2=2400mm； 5：横中梃材质：6063-T6，断热型材；4.1 横中梃受荷单元分析(1)横中梃水平方向计算简图的确定： 因为：H1300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z30m时，取z=30m；对于B类地74、形，11.15m高度处风压高度变化系数： z=1.000(11.15/10)0.30=1.0332 s1：局部风压体型系数； 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.3条：计算围护结构及其连接的风荷载时，可按下列规定采用局部体型系数s1： 1 封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用； 2 檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0； 3 其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。 本计算点为墙面转角位置，按如上说明，查表得： s1(1)=1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.4条：计算非直接承受风荷75、载的围护构件风荷载时，局部体型系数可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用： 1 当从属面积不大于1m2时，折减系数取1.0； 2 当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8，对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6，对其它屋面区域折减系数取1.0； 3 当从属面积大于1m2且小于25m2时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 8.3.4GB50009-2012 其中： s1(25)=0.8s1(1)=1.12 计算支承结构时的构件从属面积： A=76、1.051.35=1.4175m2 LogA=0.152 则： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 =1.37 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.5条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用： 1 封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2； 2 仅一面墙有主导洞口的建筑物： 当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时，取0.4s1； 当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6s1； 当开洞率大于0.30时，取0.8s1； 3 其它情况，应按开放式建筑物的s1取值； 注：1：主导洞口的开洞率是指77、单个主导洞口与该墙面全部面积之比； 2：s1应取主导洞口对应位置的值； 本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为0.2(封闭式建筑内表面)； 因此，计算非直接承受风荷载的支承结构时的局部风压体型系数为： s1=1.37+0.2 =1.57 而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为： s1=1.4+0.2 =1.6 w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2012附表E.5中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，三明沙县地区取0.00035MPa；2.2 计算支承结构时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.68871.03321.570.78、00035 =0.000959MPa 因为计算得到的风荷载标准值小于0.002MPa，所以取：0.002MPa2.3 计算面板材料时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.68871.03321.60.00035 =0.000977MPa 因为计算得到的风荷载标准值小于0.002MPa，所以取：0.002MPa2.4 垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值 qEk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEk：垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：门窗构件的重力荷载标准值(N)； 79、A：门窗构件的面积(mm2)；2.5 平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值 PEk=EmaxGk 5.3.5JGJ102-2003 PEk：平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值(N)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：门窗构件的重力荷载标准值(N)； 按照JGJ102规范5.4节条文说明部分的规定，对于竖向门窗和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃门窗，可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。2.6 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效应组80、合的设计值； SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值； Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； G、w、E：各效应的分项系数； w、E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。 上面的G、w、E为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003及表8.2.9GB50068-2018规定如下：进行门窗构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载：G：1.3； 风 荷 载：w：1.5； 地震作用：E：1.3；进行挠度计算时； 重力荷载：G：1.0； 风 荷 载：w：1.0； 地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数w为1.0； 地81、震作用的组合系数E为0.5；3 门窗竖中梃计算基本参数： 1：计算点标高：11.15m； 2：力学模型：简支梁； 3：竖中梃跨度：H=2100mm； 4：竖中梃左受荷单元宽：W1=1350mm； 竖中梃右受荷单元宽：W2=1350mm； 5：竖中梃材质：6063-T6，断热型材；3.1 竖中梃受荷单元分析(1)竖中梃计算简图的确定： 因为：W1H W2H 所以，左受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载； 右受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载；受力简图为： (2)竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析： wk：风荷载标准值(MPa)； W1：左受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qwk1：在82、左受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)； qw1：在左受荷单元作用下的风荷载线集度设计值(N/mm)； qwk1=wkW1/2 =0.0021350/2 =1.35N/mm qw1=1.5qwk1 =1.51.35 =2.025N/mm qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0005 =0.0001MPa qEk1：左受83、荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； W1：左受荷单元宽(mm)； qEk1=qEAkW1/2 =0.00011350/2 =0.068N/mm qE1：左受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE1=1.3qEk1 =1.30.068 =0.088N/mm qk1：左受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(N/mm)； q1：左受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q1=qw1+0.5qE1 =2.025+0.50.088 =2.069N/m84、m用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk1=qwk1 =1.35N/mm M1：在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(Nmm)； M1=q1H2/24(3-(W1/H)2) =2.06921002/24(3-(1350/2100)2) =983421.562Nmm V1：在左受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； V1=q1H/2(1-W1/2/H) =2.0692100/2(1-1350/2/2100) =1474.162N(3)竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析： wk：风荷载标准值(MPa)； W2：右受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)；85、 qwk2：在右受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)； qw2：在右受荷单元作用下的风荷载线集度设计值(N/mm)； qwk2=wkW2/2 =0.0021350/2 =1.35N/mm qw2=1.5qwk2 =1.51.35 =2.025N/mm qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0005 =0.0001MPa 86、qEk2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； W2：右受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qEk2=qEAkW2/2 =0.00011350/2 =0.068N/mm qE2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE2=1.3qEk2 =1.30.068 =0.088N/mm qk2：右受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(N/mm)； q2：右受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q2=qw2+0.5qE2 =2.025+0.50.088 =287、.069N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk2=qwk2 =1.35N/mm M2：在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(Nmm)； M2=q2H2/24(3-(W2/H)2) =2.06921002/24(3-(1350/2100)2) =983421.562Nmm V2：在右受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； V2=q2H/2(1-W2/2/H) =2.0692100/2(1-1350/2/2100) =1474.162N3.2 选用竖中梃型材的截面特性 选用型材号：120502.0mm断热铝方管 型材的抗弯强度设计值：f=150MPa 型88、材的抗剪强度设计值：=85MPa 型材弹性模量：E=70000MPa 绕X轴惯性矩：Ix=846640mm4 绕Y轴惯性矩：Iy=361790mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=14472mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=14472mm3 型材净截面面积：An=912.566mm2 型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=4mm 型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=13594mm3 塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范89、GB 50429-2007，取1.00； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取1.00； 此处取：=1.003.3 竖中梃的抗弯强度计算按下面的公式进行强度校核，应满足： (M1+M2)/Wnxf上式中： M1：在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； M2：在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； ：塑性发展系数，取1.00； f：型材的抗弯强度设计值，取150MPa；则： (M1+M2)/Wnx=(983421.562+983421.562)/1.00/14472 =135.907MPa150MPa竖中梃抗弯强度能满足要求。3.4 竖90、中梃的挠度计算(1)竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度计算： df1：竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度(mm)； df1=qk1H4/240EI(25/8-5(W1/2/H)2+2(W1/2/H)4) =1.3521004/240/70000/846640(25/8-5(1350/2/2100)2+2(1350/2/2100)4) =4.854mm(2)竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度计算： df2：竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度(mm)； df2=qk2H4/240EI(25/8-5(W2/2/H)2+2(W2/2/H)4) =1.3521004/240/70000/846640(25/8-91、5(1350/2/2100)2+2(1350/2/2100)4) =4.854mm(3)竖中梃在风荷载作用下的总体挠度： df=df1+df2 =4.854+4.854 =9.708mm挠度的限值取杆件总长的1/180，即11.667mm，且不应大于20mm。 9.708mm11.667mm 9.708mm20mm所以，挠度满足要求！3.5 竖中梃的抗剪计算校核依据： max=85MPa (材料的抗剪强度设计值)在上面的公式中： max：竖中梃最大剪应力(MPa)； V1：在左受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； V2：在右受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； Sx：竖中梃型材受力面对中性轴的92、面积矩(mm3)； Ix：竖中梃型材截面惯性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； max=(V1+V2)Sx/Ixt =(1474.162+1474.162)13594/846640/4 =11.835MPa 11.835MPa85MPa竖中梃抗剪强度能满足要求!4 门窗横中梃计算基本参数： 1：计算点标高：11.15m； 2：力学模型：简支梁； 3：横中梃跨度：W=1350mm； 4：横中梃上受荷单元高：H1=600mm； 横中梃下受荷单元高：H2=1500mm； 5：横中梃材质：6063-T5，断热型材；4.1 横中梃受荷单元分析(1)横中梃水平方向计算简图的确93、定： 因为：H1300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z30m时，取z=30m；对于B类地形，10m高度处风压高度变化系数： z=1.000(10/10)0.30=1 s1：局部风压体型系数； 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.3条：计算围护结构及其连接的风荷载时，可按下列规定采用局部体型系数s1： 1 封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用；94、 2 檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0； 3 其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。 本计算点为墙面转角位置，按如上说明，查表得： s1(1)=1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.4条：计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时，局部体型系数可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用： 1 当从属面积不大于1m2时，折减系数取1.0； 2 当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8，对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6，对其它屋面区域折减系数取1.0； 3 当从属面积大于1m2且小于95、25m2时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 8.3.4GB50009-2012 其中： s1(25)=0.8s1(1)=1.12 计算支承结构时的构件从属面积： A=1.21.35=1.62m2 LogA=0.21 则： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 =1.358 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.5条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用： 1 封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.296、或0.2； 2 仅一面墙有主导洞口的建筑物： 当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时，取0.4s1； 当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6s1； 当开洞率大于0.30时，取0.8s1； 3 其它情况，应按开放式建筑物的s1取值； 注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比； 2：s1应取主导洞口对应位置的值； 本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为0.2(封闭式建筑内表面)； 因此，计算非直接承受风荷载的支承结构时的局部风压体型系数为： s1=1.358+0.2 =1.558 而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为： s1=1.4+0.2 =97、1.6 w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2012附表E.5中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，三明沙县地区取0.00035MPa；2.2 计算支承结构时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.711.5580.00035 =0.000927MPa 因为计算得到的风荷载标准值小于0.002MPa，所以取：0.002MPa2.3 计算面板材料时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.711.60.00035 =0.000952MPa 因为计算得到的风荷载标准值小于0.002MPa，所以取：0.002MPa2.4 垂直于门窗平面的分布水平98、地震作用标准值 qEk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEk：垂直于门窗平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：门窗构件的重力荷载标准值(N)； A：门窗构件的面积(mm2)；2.5 平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值 PEk=EmaxGk 5.3.5JGJ102-2003 PEk：平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值(N)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：门窗构件的重力荷载标准值(N)； 按照JGJ102规范5.4节条文说明部分的99、规定，对于竖向门窗和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃门窗，可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。2.6 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效应组合的设计值； SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值； Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； G、w、E：各效应的分项系数； w、E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。 上面的G、w、E为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003及表8.2.9GB50068-2018规定如下：进100、行门窗构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载：G：1.3； 风 荷 载：w：1.5； 地震作用：E：1.3；进行挠度计算时； 重力荷载：G：1.0； 风 荷 载：w：1.0； 地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数w为1.0； 地震作用的组合系数E为0.5；3 门窗竖中梃计算基本参数： 1：计算点标高：10m； 2：力学模型：简支梁； 3：竖中梃跨度：H=2400mm； 4：竖中梃左受荷单元宽：W1=1350mm； 竖中梃右受荷单元宽：W2=1350mm； 5：竖中梃材质：6063-T6，断热型材；3.1 竖中梃受荷单元分析(1)竖中梃计算简图的确定： 因为：W1H W2101、H 所以，左受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载； 右受荷单元作用在竖中梃上是梯形荷载；受力简图为： (2)竖中梃在左受荷单元力作用下的受力分析： wk：风荷载标准值(MPa)； W1：左受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qwk1：在左受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)； qw1：在左受荷单元作用下的风荷载线集度设计值(N/mm)； qwk1=wkW1/2 =0.0021350/2 =1.35N/mm qw1=1.5qwk1 =1.51.35 =2.025N/mm qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地102、震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0005 =0.0001MPa qEk1：左受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； W1：左受荷单元宽(mm)； qEk1=qEAkW1/2 =0.00011350/2 =0.068N/mm qE1：左受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE1=1.3qEk1 =1.30.068 =0.088N/mm qk1：左受荷单元受水平作用组合线荷载集103、度标准值(N/mm)； q1：左受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q1=qw1+0.5qE1 =2.025+0.50.088 =2.069N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk1=qwk1 =1.35N/mm M1：在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(Nmm)； M1=q1H2/24(3-(W1/H)2) =2.06924002/24(3-(1350/2400)2) =1332565.312Nmm V1：在左受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； 104、V1=q1H/2(1-W1/2/H) =2.0692400/2(1-1350/2/2400) =1784.512N(3)竖中梃在右受荷单元力作用下的受力分析： wk：风荷载标准值(MPa)； W2：右受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qwk2：在右受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)； qw2：在右受荷单元作用下的风荷载线集度设计值(N/mm)； qwk2=wkW2/2 =0.0021350/2 =1.35N/mm qw2=1.5qwk2 =1.51.35 =2.025N/mm qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0；105、 max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0005 =0.0001MPa qEk2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； W2：右受荷单元宽(mm)； H：竖中梃的跨度(mm)； qEk2=qEAkW2/2 =0.00011350/2 =0.068N/mm qE2：右受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE2=1.3qEk2 =1.30.068 =0.088N/mm qk2：右受荷单元受水平106、作用组合线荷载集度标准值(N/mm)； q2：右受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q2=qw2+0.5qE2 =2.025+0.50.088 =2.069N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk2=qwk2 =1.35N/mm M2：在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(Nmm)； M2=q2H2/24(3-(W2/H)2) =2.06924002/24(3-(1350/2400)2) =1332565.312Nmm V2：在右受荷单元力作用下的剪力107、设计值(N)； V2=q2H/2(1-W2/2/H) =2.0692400/2(1-1350/2/2400) =1784.512N3.2 选用竖中梃型材的截面特性 选用型材号：160502.0mm断热方管 型材的抗弯强度设计值：f=150MPa 型材的抗剪强度设计值：=85MPa 型材弹性模量：E=70000MPa 绕X轴惯性矩：Ix=1876360mm4 绕Y轴惯性矩：Iy=453760mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=21578mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=25688mm3 型材净截面面积：An=1072.736mm2 型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=4mm 型材受力面108、对中性轴的面积矩：Sx=23031mm3 塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取1.00； 此处取：=1.003.3 竖中梃的抗弯强度计算按下面的公式进行强度校核，应满足： (M1+M2)/Wnxf上式中： M1：在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； M2：在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(m109、m3)； ：塑性发展系数，取1.00； f：型材的抗弯强度设计值，取150MPa；则： (M1+M2)/Wnx=(1332565.312+1332565.312)/1.00/21578 =123.511MPa150MPa竖中梃抗弯强度能满足要求。3.4 竖中梃的挠度计算(1)竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度计算： df1：竖中梃在左受荷单元力作用下的挠度(mm)； df1=qk1H4/240EI(25/8-5(W1/2/H)2+2(W1/2/H)4) =1.3524004/240/70000/1876360(25/8-5(1350/2/2400)2+2(1350/2/2400)4) =3.89110、6mm(2)竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度计算： df2：竖中梃在右受荷单元力作用下的挠度(mm)； df2=qk2H4/240EI(25/8-5(W2/2/H)2+2(W2/2/H)4) =1.3524004/240/70000/1876360(25/8-5(1350/2/2400)2+2(1350/2/2400)4) =3.896mm(3)竖中梃在风荷载作用下的总体挠度： df=df1+df2 =3.896+3.896 =7.792mm挠度的限值取杆件总长的1/180，即13.333mm，且不应大于20mm。 7.792mm13.333mm 7.792mm20mm所以，挠度满足要求！3.111、5 竖中梃的抗剪计算校核依据： max=85MPa (材料的抗剪强度设计值)在上面的公式中： max：竖中梃最大剪应力(MPa)； V1：在左受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； V2：在右受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； Sx：竖中梃型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Ix：竖中梃型材截面惯性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； max=(V1+V2)Sx/Ixt =(1784.512+1784.512)23031/1876360/4 =10.952MPa 10.952MPa85MPa竖中梃抗剪强度能满足要求!4 门窗横中梃计算基本参数： 1：计算点标高：112、10m； 2：力学模型：简支梁； 3：横中梃跨度：W=1350mm； 4：横中梃上受荷单元高：H1=900mm； 横中梃下受荷单元高：H2=1500mm； 5：横中梃材质：6063-T5，断热型材；4.1 横中梃受荷单元分析(1)横中梃水平方向计算简图的确定： 因为：H1W H2W 所以，上受荷单元作用在横中梃上是梯形荷载； 下受荷单元作用在横中梃上是三角形荷载；受力简图为： (2)横中梃在上受荷单元水平作用力作用下的受力分析： wk：风荷载标准值(MPa)； H1：上受荷单元高(mm)； W：横中梃的跨度(mm)； qwk1：在上受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)； qw1：在上113、受荷单元作用下的风荷载线集度设计值(N/mm)； qwk1=wkH1/2 =0.002900/2 =0.9N/mm qw1=1.5qwk1 =1.50.9 =1.35N/mm qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0004 =0.00008MPa qEk1：上受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； H1：上受荷单元高(114、mm)； W：横中梃的跨度(mm)； qEk1=qEAkH1/2 =0.00008900/2 =0.04N/mm qE1：上受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE1=1.3qEk1 =1.30.04 =0.052N/mm qk1：上受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(N/mm)； q1：上受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q1=qw1+0.5qE1 =1.35+0.50.052 =1.376N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk1115、=qwk1 =0.9N/mm M1：在上受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(Nmm)； M1=q1W2/24(3-(H1/W)2) =1.37613502/24(3-(900/1350)2) =267030Nmm V1：在上受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； V1=q1W/2(1-H1/2/W) =1.3761350/2(1-900/2/1350) =619.2N(3)横中梃在下受荷单元水平作用力作用下的受力分析： wk：风荷载标准值(MPa)； H2：下受荷单元高(mm)； W：横中梃的跨度(mm)； qwk2：在下受荷单元作用下的风荷载线集度标准值(N/mm)； qw2：在下受荷单元作116、用下的风荷载线集度设计值(N/mm)； qwk2=wkW/2 =0.0021350/2 =1.35N/mm qw2=1.5qwk2 =1.51.35 =2.025N/mm qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.04； Gk：构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：门窗构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0004 =0.00008MPa qEk2：下受荷单元水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； H2：下受荷单元高(mm117、)； W：横中梃的跨度(mm)； qEk2=qEAkW/2 =0.000081350/2 =0.05N/mm qE2：下受荷单元水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE2=1.3qEk2 =1.30.05 =0.065N/mm qk2：下受荷单元受水平作用组合线荷载集度标准值(N/mm)； q2：下受荷单元受水平作用组合线荷载集度设计值(N/mm)；用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q2=qw2+0.5qE2 =2.025+0.50.065 =2.0575N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk2118、=qwk2 =1.35N/mm M2：在下受荷单元力作用下的跨中最大弯矩设计值(Nmm)； M2=q2W2/12 =2.057513502/12 =312482.812Nmm V2：在下受荷单元力作用下的剪力设计值(N)； V2=q2W/4 =2.05751350/4 =694.406N(4)横中梃在上受荷单元自重作用力作用下的受力分析：受力简图为： Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)； H1：横梁上分格高度(mm)； Gk=0.0004H1 =0.0004900 =0.36N/mm G：横梁自重线荷载设计值(N/mm)； G=1.3Gk =1.30.36 =0.468N/mm Mx：横梁119、在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm)； W：横梁跨度(mm)； Mx=GW2/8 =0.46813502/8 =106616.25Nmm Vy：垂直总剪力(N)： Vy=1.30.0004WH1/2 =1.30.00041350900/2 =315.9N4.2 选用横中梃型材的截面特性 选用型材号：断热平开窗横中柱 型材的抗弯强度设计值：f=90MPa 型材的抗剪强度设计值：=55MPa 型材弹性模量：E=70000MPa 绕X轴惯性矩：Ix=148550mm4 绕Y轴惯性矩：Iy=164750mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=7747mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=7729mm3120、 绕Y轴净截面抵抗矩：Wny1=10602mm3 绕Y轴净截面抵抗矩：Wny2=8785mm3 型材净截面面积：An=566.809mm2 横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=3.6mm 横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=3.6mm 型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=2874mm3 型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=4170mm3 塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-20121、07，取1.00； 对塑钢型材，参照铝合金龙骨，取1.00； 此处取：x=y=1.00；4.3 横中梃的抗弯强度计算按下面的公式进行强度校核，应满足： Mx/xWnx+(M1+M2)/yWnyf上式中： M1：在上受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； M2：在下受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Mx：在上受荷单元自重标准值作用下的跨中最大弯矩(Nmm)； Wnx，Wny：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； x，y：塑性发展系数，取1.00； f：型材的抗弯强度设计值，取90MPa；则： Mx/xWnx+My/yWny =Mx/xWnx+(M1+M2)/yWny =1066122、16.25/1.00/7729+(267030+312482.812)/1.00/8785 =79.76MPa90MPa横中梃抗弯强度能满足要求。4.4 横中梃的挠度计算(1)横中梃在上受荷单元力作用下的挠度计算： df1：横中梃在上受荷单元力作用下的挠度(mm)； df1=qk1W4/240EIy(25/8-5(H1/2/W)2+2(H1/2/W)4) =0.913504/240/70000/164750(25/8-5(900/2/1350)2+2(900/2/1350)4) =2.802mm(2)横中梃在下受荷单元力作用下的挠度计算： df2：横中梃在下受荷单元力作用下的挠度(mm)； d123、f2=qk2W4/120EIy =1.3513504/120/70000/164750 =3.24mm(3)横中梃在风荷载标准值作用下的总体挠度： dfy=df1+df2 =2.802+3.24 =6.042mm挠度的限值取杆件总长的1/180，即7.5mm，且不应大于20mm。 6.042mm7.5mm 6.042mm20mm所以，在风荷载标准值作用下的总体挠度满足要求！(4)横中梃在自重标准值作用下的挠度： dfx=5GkW4/384EIx =50.3613504/384/70000/148550 =1.497mm 1.497mm7.5mm 1.497mm20mm所以，在自重标准值作用下的124、挠度满足要求！4.5 横中梃的抗剪计算校核依据： max=55MPa (材料的抗剪强度设计值)(1)水平总剪力计算： maxX：横中梃水平最大剪应力(MPa)； V1：在上受荷单元水平力作用下的剪力设计值(N)； V2：在下受荷单元水平力作用下的剪力设计值(N)； Sy：横中梃型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Iy：横中梃型材截面惯性矩(mm4)； ty：型材截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)； maxX=(V1+V2)Sy/Iyty =(619.2+694.406)4170/164750/3.6 =9.236MPa 9.236MPa55MPa横中梃水平抗剪强度能满足要求!(2)垂直125、总剪力计算： maxY：横中梃垂直最大剪应力(MPa)； Vy：横中挺垂直方向剪力设计值(N)； Sx：横中梃型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Ix：横中梃型材截面惯性矩(mm4)； tx：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； maxY=VySx/Ixtx =315.92874/148550/3.6 =1.698MPa 1.698MPa55MPa横中梃垂直方向抗剪强度能满足要求!5 玻璃板块的选用与校核基本参数： 1：计算点标高：10m； 2：玻璃板尺寸：宽高=BH=1350mm1500mm； 3：玻璃配置：中空玻璃，外片钢化玻璃5mm，内片钢化玻璃5mm；模型简图为：5.1 玻126、璃板块荷载计算：(1)外片玻璃荷载计算： t1：外片玻璃厚度(mm)； t2：内片玻璃厚度(mm)； wk：作用在板块上的风荷载标准值(MPa)； GAk1：外片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)； qEAk1：外片玻璃地震作用标准值(MPa)； g1：外片玻璃的体积密度(N/mm3)； wk1：分配到外片上的风荷载作用标准值(MPa)； qk1：分配到外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)； q1：分配到外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)； GAk1=g1t1 =0.00002565 =0.000128MPa qEAk1=EmaxGAk1 =50.040.000128 =0.000127、026MPa wk1=1.1wkt13/(t13+t23) =1.10.00253/(53+53) =0.0011MPa qk1=wk1+0.5qEAk1 =0.0011+0.50.000026 =0.001113MPa q1=1.5wk1+0.51.3qEAk1 =1.50.0011+0.51.30.000026 =0.001667MPa(2)内片玻璃荷载计算： t1：外片玻璃厚度(mm)； t2：内片玻璃厚度(mm)； wk：作用在板块上的风荷载标准值(MPa)； GAk2：内片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa) qEAk2：内片玻璃地震作用标准值(MPa) g2：内片玻璃的体积128、密度(N/mm3)； wk2：分配到内片上的风荷载作用标准值(MPa)； qk2：分配到内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)； q2：分配到内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)； GAk2=g2t2 =0.00002565 =0.000128MPa qEAk2=EmaxGAk2 =50.040.000128 =0.000026MPa wk2=wkt23/(t13+t23) =0.00253/(53+53) =0.001MPa qk2=wk2+0.5qEAk2 =0.001+0.50.000026 =0.001013MPa q2=1.5wk2+0.51.3qEAk2 =1.50.001+0.51129、.30.000026 =0.001517MPa(3)玻璃板块整体荷载组合计算：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q=1.5wk+0.51.3(qEAk1+qEAk2) =1.50.002+0.51.3(0.000026+0.000026) =0.003034MPa用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 wk=0.002MPa5.2 玻璃的强度计算： 校核依据：fg(1)外片校核： 1：外片玻璃的计算参数； 1：外片玻璃的折减系数； qk1：作用在外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)； a：分格短边长度(mm)； E：玻璃的弹性模量(MPa)； t1：外片玻璃厚度(mm)； 1=qk1