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門窗計算書
一、門窗承受荷載計算:
(1)風荷載標準值計算:
本設計按50年一遇風壓計算
Wk: 作用在門窗上的風荷載的標準值(kN/m^2)
Wk=βz×μz×μs×Wo (GB50009-2001)
Wo: 50年一遇的最大風壓:Wo=0.450kN/m^2
根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結構荷載規(guī)范>>GB50009-2001取定
βgz: 高度z處的陣風系數(shù)(按B類地區(qū)計算):
μz: 高度z處的風壓高度變化系數(shù)(按B類地區(qū)計算): (GB50009-2001)
μs: 風荷載體型系數(shù):μs=1.2
μf=0.5×(Z/10)^(-0.16)
=0.5×(34/10)^(-0.16)
=0.411
βgz=0.89×(1+2×μf)
=0.89×(1+2×0.411)
=1.622
μz=(Z/10)^0.32
=(34/10)^0.32
=1.479
Wk=βgz×μz×μs×Wo
=1.622×1.479×1.2×0.45
=1.296kN/m^2
二、玻璃的選用與校核:
本工程選用玻璃種類為:中空玻璃
(1) 校核部位玻璃面積:
B: 玻璃分格寬: 0.875m
H: 玻璃分格高: 1.175m
A: 玻璃板塊面積:
A=B×H
=0.034×0.875
=0.030m^2
(2) 玻璃厚度選取:
Wk:風荷載標準值
A: 玻璃板塊面積: 0.030m^2
K3:玻璃種類調(diào)整系數(shù): 1.5
試算:
C=1.4×Wk×A×10/3/K3
=1.4×1.296×0.02975×10/3/1.5
=0.120
T=2×(1+C)^0.5-2
=2×(1+0.120)^0.5-2
=0.117mm
玻璃選取厚度為: 5mm
(3) 玻璃板塊自重:
GAk: 玻璃板塊平均自重(不包括鋁框)
玻璃的體積密度:25.6 kN/m^3
Bt_W: 中空玻璃外側玻璃厚度: 5mm
Bt_L: 中空玻璃內(nèi)側玻璃厚度: 0mm
GAk=25.6×(Bt_L+Bt_W)/1000
=25.6×(5+0)/1000
=0.128kN/m^2
(4) 玻璃的強度計算:
校核依據(jù): σ≤fg
q: 玻璃所受風荷載標準值
a: 玻璃短邊邊長: 0.875m
b: 玻璃長邊邊長: 1.175m
t: 玻璃厚度
ψ: 玻璃板面跨中彎曲系數(shù), 按邊長比a/b查出(b為長邊邊長)
查GJG102表5.4.1得: 0.0689
σw: 玻璃所受應力:
σw=6×ψ×1.4×q×a^2×1000/(1.2×t)^2
=6×0.0689×1.4×1.296×0.875^2×1000/(1.2×5)^2
=15.958N/mm^2
15.958N/mm^2≤fg=28.000N/mm^2
玻璃的強度滿足!
三、門窗橫向受力構件計算:
(1)風荷載作用下受力構件彎矩的計算
Wk:風荷載標準值:1.296kN/m^2
Mw:風荷載作用下受力構件的總彎矩標準值(kN·m)
Hsk:受力構件受荷單元高:1.700(m)
Wsk1:受力構件受荷單元寬:0.875(m)
Hsl:受力構件第一受荷單元高:0.475(m)
qsk1:受力構件在第一受荷單元作用下風荷載線分布最大荷載集度標準值(kN/m)
qsk2:受力構件在第二受荷單元作用下風荷載線分布最大荷載集度標準值(kN/m)
Mw1:受力構件在第一受荷單元作用下的彎矩(kN·m)
Mw2:受力構件在第二受荷單元作用下的彎矩(kN·m)
qsk1=Wk×Wsk1/2
=1.296×(0.875/2
=0.567kN/m
Mw1=qsk1×Wsk1^2/12
=0.567×0.875^2/12
=0.036kN·m
qsk2=Wk×Hsl/2
=1.296×0.475
=0.308kN/m
Ba:中間變量,為受荷單元短邊的一半(m)
Ba=Hsl/2
=0.475/2
=0.238m
Mw2=(qsk2×Wsk1^2)×(3-4×Ba^2/Wsk1^2)/24
=(0.308×0.875(3-4×0.238^2/0.875^2)/24
=0.027kN·m
Mw=Mw1+Mw2
=0.036+0.027
=0.063kN.m
(2)風荷載作用下受力構件剪力的計算(kN)
Qwk:風荷載作用下剪力標準值(kN)
Qw1:受力構件在第一受荷單元作用下受到的剪力
Qw2:受力構件在第二受荷單元作用下受到的剪力
Qw1=(qsk1×Wsk1)/4
=(0.567×0.875)/4
=0.124kN
Qw2=(qsk2×Wsk1)/2×(1-Ba/Wsk1)
=(0.308×0.875)/2×(1-0.238/0.875)
=0.098kN
Qwk=Qw1+Qw2
=0.124+0.098
=0.222kN
(3)桿件抗彎矩預選值的計算(cm^3)
W: 桿件抗彎矩預選值(cm^3)
W=1.4×Mw×10^3/84.2
=1.4×0.063×10^3/84.2
=1.043cm^3
(4)選用型材的截面特性:
選用型材類別:鋁材
選用型材號: YN5301
型材強度設計值: fa=85.500N/mm^2
型材彈性模量: E=70000.000N/mm^2
X軸慣性矩: Ix=19.660cm^4
X軸抵抗矩: Wx=11.251cm^3
型材抗剪強度設計值: τ=46.600N/mm^2
型材計算校核處壁厚: t=1.400mm
型材截面面積矩: Ss=3.274cm^3
(5)型材的強度計算:
校核依據(jù): 1.4Mw/W≤fa=85.500N/mm^2
σ=1.4×Mw×10^3/Wx
=1.4×0.063×10^3/11.251
=7.807N/mm^2
7.807≤fa=85.500
桿件強度滿足!
(6)桿件抗剪計算:
校核依據(jù): τmax≤[τ]=46.600N/mm^2
Qwk:風荷載作用下剪力標準值(kN)
Q:風荷載作用下剪力設計值(kN)
Q=1.4×Qwk
=1.4×0.2221425
=0.311kN
(7)桿件剪應力:
τ: 桿件剪應力
Ss: 桿件型材截面面積矩: 3.274cm^3
Ix: 桿件型材截面慣性矩: 19.660cm^4
t: 桿件壁厚:1.400mm
τ=Q×Ss×100/Ix/t
=0.311×3.274×100/19.660/1.400
=3.699N/mm^2
3.699≤46.600N/mm^2
桿件抗剪強度可以滿足!
(8)桿件剛度的計算:
校核依據(jù):Umax≤[U]=20mm 且 Umax≤L/130
U:桿件最大撓度(mm)
U1:受力構件在扇框位置第一受荷單元作用下的最大撓度(mm)
U2:受力構件在扇框位置第一受荷單元作用下的最大撓度(mm)
Du: 桿件最大撓度與其長度比值
Wsk: 桿件長度:1.700m
qsk1=Wk×Wsk1/2
=1.296×(0.875/2
=0.567kN/m
U1=qsk1×Wsk1^4×10^8/(120×E×Ix)
=0.567×0.875^4×10^8/(120×70000.000×19.660)
=0.201mm
qsk2=Wk×Hsl/2
=1.296×0.475 /2
=0.308kN/m
Ba:中間變量,為受荷單元短邊的一半(m)
Ba=Hsl/2
=0.475/2
=0.238m
C=(25/8)-5×(Ba^2/Wsk1^2)+2×(Ba^4/Wsk1^4)
=(25/8)-5×(0.238^2/0.875^2)+2×(0.238^4/0.875^4)
=2.767
U2=qsk2×Wsk1^4×10^8×C/(240×E×Ix)
=0.567×0.875^4×10^8×2.767/(240×70000.000×19.660)
=0.151mm
U=U1+U2
=0.201+0.151
=0.352
Du=U/Hsk/1000
=0.352/1.700/1000
=0.0002
Du=0.0002≤1/130=0.0077且Umax=0.35≤[U]=20mm撓度滿足要求!
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