门窗抗风压及热工计算书国家标准

1、（工程名）门 窗 计 算 书（样例）计 算： .校 对： .审 核： .公司名称公司名称2010 年 9 月 29 日本计算书由晨光门窗计算书软件协助计算目目 录录引用规范、标准及相关资料引用规范、标准及相关资料.1 1一、 门窗设计、检测规范 .1二、 建筑设计标准、规范 .1三、 材料标准、规范 .2四、 相关书籍、资料 .3五、 建筑技术文件 .3计算所需重要规范引述：计算所需重要规范引述：.4 4一、 地区粗糙度分类等级 .4二、 风荷载标准值计算 .4三、 地震荷载标准值的计算 .5四、 永久荷载的计算 .5五、 作用效应组合 .5第一种窗型第一种窗型 CG-01CG-01 的计算的

2、计算 .7 7一、 基本计算 .71， 局部风荷载标准值的计算 .72， 地震作用标准值的计算 .7二、 窗格 3 玻璃的计算 .81， 承载力极限状态的校核 .8（1） 常数 k1、k2、k3、k4 的计算.8（2） 作用效应的组合.8（3） 最大许用跨度.8（4） 比较结果.82， 正常使用极限状态的校核 .9（1） 常数 k5、k6、k7、k8 的计算.9（2） 玻璃的单位厚度跨度限值L/t.9（3） 比较结果.93， 防人体冲击玻璃面积的校核 .9（1） 比较结果.9三、 窗格 2 玻璃的计算 .91， 风荷载标准值的分配 .102， 承载力极限状态的校核 .10（1） 常数 k1、k

3、2、k3、k4 的计算.10（2） 作用效应的组合.10（3） 外片、内片玻璃最大许用跨度.11（4） 比较结果.113， 正常使用极限状态的校核 .11（1） 常数 k5、k6、k7、k8 的计算.11（2） 外片、内片玻璃的单位厚度跨度限值L/t分别为：.11（3） 比较结果.114， 考虑防人体冲击时玻璃面积的校核 .12四、 窗格 7 玻璃的计算 .121， 承载力极限状态的校核 .12（1） 常数 k1、k2、k3、k4 的计算.12（2） 作用效应的组合.12（3） 最大许用跨度.13（4） 比较结果.132， 正常使用极限状态的校核 .13（1） 常数 k5、k6、k7、k8 的

4、计算.13（2） 玻璃的单位厚度跨度限值L/t.13（3） 比较结果.133， 防人体冲击玻璃面积的校核 .13（1） 比较结果.13五、 窗格 6 玻璃的计算 .141， 承载力极限状态的校核 .14（1） 常数 k1、k2、k3、k4 的计算.14（2） 作用效应的组合.14（3） 最大许用跨度.14（4） 比较结果.142， 正常使用极限状态的校核 .14（1） 常数 k5、k6、k7、k8 的计算.14（2） 玻璃的单位厚度跨度限值L/t.15（3） 比较结果.153， 防人体冲击玻璃面积的校核 .15（1） 比较结果.15六、 杆件 3 的计算 .151， 局部荷载的计算 .162，

5、 材料的选取 .173， 受力分析计算 .184， 抗剪强度的校核 .185， 抗弯强度的校核 .196， 挠度的校核 .19七、 杆件 6 的计算 .191， 局部荷载的计算 .192， 材料的选取 .213， 受力分析计算 .224， 抗剪强度的校核 .235， 抗弯强度的校核 .246， 挠度的校核 .24八、 杆件 9 的计算 .241， 局部荷载的计算 .252， 材料的选取 .26（1） 材料选取.26（2） 材料性能.27（3） 截面特性.273， 受力分析计算 .284， 抗弯强度的校核 .295， 挠度的校核 .29第二种窗型第二种窗型 CG-02CG-02 的计算的计算 .

6、3131一、 基本计算 .311， 局部风荷载标准值的计算 .312， 地震作用标准值的计算 .31二、 窗格 1 玻璃的计算 .321， 风荷载标准值的分配 .322， 承载力极限状态的校核 .33（1） 常数 k1、k2、k3、k4 的计算.33（2） 作用效应的组合.33（3） 外片、内片玻璃最大许用跨度.33（4） 比较结果.333， 正常使用极限状态的校核 .34（1） 常数 k5、k6、k7、k8 的计算.34（2） 外片、内片玻璃的单位厚度跨度限值L/t分别为：.34（3） 比较结果.344， 考虑防人体冲击时玻璃面积的校核 .34三、 杆件 1 的计算 .351， 局部荷载的计

7、算 .352， 材料的选取 .363， 受力分析计算 .374， 抗剪强度的校核 .375， 抗弯强度的校核 .376， 挠度的校核 .38引用规范、标准及相关资料引用规范、标准及相关资料一、一、门窗设计、检测规范门窗设计、检测规范建筑门窗术语GB/T 5823-2008铝合金门窗GB/T 8478-2008未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门JG/T 140-2005未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗JG/T 180-2005推拉不锈钢窗JG/T41-1999玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)窗JGT 186-2006钢门窗GB/T 20909-2007建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法G

8、B/T 7106-2008建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T 8484-2008建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法GB/T 8485-2008建筑外窗采光性能分级及检测方法GB/T 11976-2002未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门窗力学性能及耐候性试验方法GB/T 11793-2008塑料门窗工程技术规程JGJ 103-2008玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-2003铝合金结构设计规范GB 50429-2007注：由于有些标准正在制定或即将修订，故如“玻璃钢门窗”等相关的门窗标准未列其中，但在最新版的未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门、 未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗中均

9、明确指出：“建筑外窗抗风压强度计算方法适用于各种材质的平开式及推拉式建筑外窗的抗风强度计算，也可用于四面支撑的其他开启形式的建筑外门和外窗的抗风压强度的计算。 ” 故，对于现尚未有标准、规范或标准、规范即将修订的的其他各种形式的门窗，本计算软件同样适用。二、二、建筑设计标准、规范建筑设计标准、规范建筑结构荷载规范GB 50009-2001（2006 修订版）中国地震烈度表GB/T 17742-2008建筑抗震设计规范GB 50011-2001（2008 修订版）建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001公共建筑节能设计标准GB 50189-2005建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/

10、T 151-2008建筑门窗工程检测技术规程 JGJ/T 205-2010三、三、材料标准、规范材料标准、规范铝合金建筑型材GB 5237-2008变形铝及铝合金化学成分GB/T 3190-2008铝及铝合金轧制板材GB/T 3880-2006建筑用隔热铝合金型材JG/T 175-2005建筑用硬质塑料隔热条JG/T 174-2005 门、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材GB/T 8814-2004门窗用玻璃纤维增强塑料拉挤中空型材JC/T 941-2004平板玻璃GB 11614-2009幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃GB 17841-1999建筑用安全玻璃GB 15763-2009半钢化玻

11、璃GB/T 17841-2008中空玻璃GB/T 11944-2002真空玻璃JC/T 1079-2008镀膜玻璃GB/T 18915建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-2009中空玻璃稳态 U 值(传热系数)的计算及测定GB/T 22476-2008建筑门窗五金件 传动机构用执手JG/T 124-2007 建筑门窗五金件 合页(铰链)JG/T 125-2007建筑门窗五金件 传动锁闭器JG/T 126-2007 建筑门窗五金件 滑撑JG/T 127-2007建筑门窗五金件 撑挡JG/T 128-2007 建筑门窗五金件 滑轮JG/T 129-2007建筑门窗五金件 单点锁闭器JG/T 130

12、-2007聚氯烯(PVC)门窗增强型钢JG/T 131-2000聚氯乙烯（PVC）门窗固定片JG/T 132-2000建筑门窗五金件 通用要求JG/T 212-2007建筑门窗五金件 旋压执手JG/T 213-2007建筑门窗五金件 插销JG/T 214-2007建筑门窗五金件 多点锁闭器JG/T 215-2007建筑门窗内平开下悬五金系统JG/T 168-2000冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级允许偏差 GB/T 708-2006连续热镀锌薄钢板和钢带GB/T 2518-2008碳素结构钢GB/T 700-2006优质碳素结构钢GB/T 699-1999碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及

13、钢带GB/T 912-2008碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T 3274-2007不锈钢冷轧钢板GB/T 3280-2007不锈钢热轧钢带YB/T 5090-1993不锈钢热轧钢板GB/T 4237-2007四、四、相关书籍、资料相关书籍、资料1、 建筑结构静力手册 （第二版）2、 建筑幕墙与采光顶设计施工手册 张芹 主编3、 新编建筑幕墙技术手册 张芹 主编4、 建筑幕墙工程手册 赵西安 编著5、 材料力学 赵志岗等 编著6、其他相关书籍五、五、建筑技术文件建筑技术文件建筑图纸设计变更单工程联络单其余甲方及设计院下发的相关技术文件。计算所需重要规范引述：计算所需重要规范引述：

14、一、一、地区粗糙度分类等级地区粗糙度分类等级按照建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001）将地面粗糙度分为四类：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：只有密集建筑群的城市市区；D 类：只有密集建筑群且房屋较高的城市市区。二、二、风荷载标准值计算风荷载标准值计算按照建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001）7.1.1 之 2：Wk=gzslzWo 7.1.1-2GB 50009-2001式中符号含义：Wk： 风荷载标准值；在有特殊要求的情况下 Wk 不得小于某限值，通常情况下按照建筑玻璃应用技术规程

15、（JGJ 113-2009）5.1.2 的要求，Wk 不得小于 1000Pa 的最小限值。gz： 高度 Z 处的阵风系数；sl： 局部风荷载体型系数；z： 风压高度变化系数；Wo： 基本风压（Pa 或 N/m2） 。其中：gz=k(1+2f) 7.5.1-1GB 50009-2001 k： 地面粗糙度系数，对 A、B、C、D 四类地区类型分别取 0.92、0.89、0.85、0.80； f ： 脉动系数；f=0.50.381.8(-0.16)(Z/10)- 7.5.1-1GB 50009-2001: 地面粗糙度指数，对 A、B、C、D 四类地区类型分别取0.12、0.16、0.22、0.30；

16、z 根据地面粗糙度指数及梯度风高度，A、B、C、D 四类地区类型分别A 类：z=1.284(Z/10) 0.24 （当 Z5m 时，按 5m 计算）B 类：z=1.000(Z/10) 0.30 （当 Z10m 时，按 10m 计算）C 类：z=0.544(Z/10) 0.44 （当 Z15m 时，按 15m 计算）D 类：z=0.262(Z/10) 0.60 （当 Z30m 时，按 30m 计算） s 风荷载体型系数依据建筑结构荷载规范 （GB50009-2001）7.3 规定，根据建筑物的体型以及门窗所在位置来确定。 Wo 基本风压按照要求依据建筑结构荷载规范 （GB50009-2001）的

17、附录 D.4 给出的 50 年一遇或 100 年一遇的风压采用。 三、三、地震荷载标准值的计算地震荷载标准值的计算根据铝合金门(GB/T 8478-2008)、 未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料门(JG/T 180-2005)、 未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料窗(JG/T 140-2005)，一般情况下门窗可不考虑地震的影响，当特殊情况下需要考虑地震对其影响时，可以只考虑垂直于门窗平面分布的水平地震作用。根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)及参考玻璃幕墙工程技术规范(JGJ 102-2003)5.3.4 条，垂直于门窗平面的分布的地震作用标准值为：qEK=EmaxGk/A 5.3

18、.4JGJ 102-2003式中：qEK： 垂直于门窗平面分布的水平地震作用标准值(KN/m2)；E： 动力放大系数，可取 5.0；Gk： 门窗构件（包含玻璃和铝框架）的重力和在标准值(KN)；A： 门窗平面的面积；max： 水平地震影响系数最大值，应按下表取值。水平地震影响系数最大值max抗震 设防烈度6 度7 度8 度9 度max0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32注：7、8、9 度时括号内的数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g 和 0.30g 的地区。四、四、永久荷载的计算永久荷载的计算作用在门窗上的永久荷载一般情况下只有门窗本身的重力荷载，而在门窗的重力荷载中

19、，又以面板（玻璃）的重力为主。五、五、作用效应组合作用效应组合参照建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001） 、 建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)以及玻璃幕墙工程技术规范(JGJ 102-2003)的 5.4 规定，作用效应符合下列规定： 门窗构件承载力极限状态设计时， 其作用效应为：（1） 、无地震作用效应组合时，按下式进行：S=WW Swk+WW Swk（2） 、有地震作用和永久荷载组合时，应按下式进行：S=GSGK+WW Swk+EE SEK式中： S： 作用效应组合的设计值；SGK： 永久荷载效应标准值；SWK： 风荷载效应标准值；SEK： 地震作用效应标准值；G：

20、 永久荷载分项系数；W： 风荷载分项系数；E： 地震作用分项系数；W： 风荷载组合值系数；E： 地震作用的组合值系数。进行门窗构件承载力设计时，作用分项系数应按下列规定取值：（1） 、一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用分项系数G、G、E应分别取 1.2、1.4 和 1.3。一般垂直于地面安装的门窗或倾斜角度不大的门窗，计算时若需考虑永久荷载和地震作用绝大部分适用于这种情况；（2） 、当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数G应取1.35；此时参与组合的可变荷载应仅限于竖向荷载效应；（3） 、当永久荷载的效应对构建有利时，其分项系数G的取值不应该大于 1.0。可变作用的组合值系数应按下列规定

21、采用：（1） 、一般情况下，风荷载的组合值系数W 应取 1.0，地震作用的组合值系数E应取 0.5；（2） 、对水平窗及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合值系数E应取 1.0（永久荷载的效应不起控制作用时）或 0.6（永久荷载的效应起控制作用时） 。在对门窗构件的挠度验算时，风荷载分项系数W和永久荷载 分项系数G均应该取 1.0，且可不考虑作用效应的组合。综上，门窗可根据实际情况按如下几种组合选定：（1） 、1.2G+1.01.4W+0.51.3 E （2） 、1.35G+0.61.4W （风荷载向下） （3） 、1.0G+1.61.4W （风荷载向上） 以上工况中，G、W、E 分

22、别代表重力荷载、风荷载、地震作用标准值产生的应力或内力。一般情况下工况（1）适合于门窗平面垂直于水平面的情况；（2） 、 （3）适合于屋面窗等水平布置的情况。根据不同的情况还可以对G、W、E 进行取舍，以适应不同的组合要求：如不考虑地震和永久荷载时，可分别将上式中的 E、G 项取值为 0 即可。第一种窗型 CG-01 的计算一、一、基本计算基本计算本工程所在地为沈阳地区，地面粗糙度类别为 C 类，风荷载重现期为 50 年，地震设防烈度为 7 度，本窗位于标高 88m 处。本窗的窗型分格图如下图所示：=分格图=窗格1窗格2窗格3窗格4窗格5窗格6窗格7杆件1杆件2杆件3杆件4杆件5杆件6杆件7杆

23、件8杆件9杆件10门窗 CG-011 1，局部风荷载标准值的计算局部风荷载标准值的计算sl(1)：根据本窗在建筑上所处的位置，当从属面积 A 小于等于 1 平米时，体型系数取 sl(1) = 1.00sl(A)：计算具体杆件或玻璃时依据其从属面积计算确定的局部风荷载体型系数，取值分别为：当从属面积 A 1 m2时：sl(A) = sl(1) 0.2当从属面积 A 10 m2时：sl(A) = 0.8sl(1) 0.2当从属面积 1 m 2 A 10 m2时：sl(A) = 1 0.2log(A)sl(1) 0.2Z：根据高度及粗糙度类别计算 Z=0.616(Z/10)0.44=1.6040gz

24、S：根据高度及粗糙度类别计算 gz=0.85(1+2f)其中：f=0.5351.8(-0.16)(Z/10)-如前述,按地面粗糙度类别 取值为 0.22将 代入上式，计算得： f=0.455故： gz=1.623W0： 基本风压。按照建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001）附表D.4“全国各城市基本风压”选取，重现期为 50 年时，W0=550 Pa。局部风压标准值的计算公式为：Wk(A) = gzs1(A)ZW0后续玻璃及杆件局部风压标准值将据此进行计算，且要求 Wk(A)不得小于相关规定的最小限值。2 2，地震作用标准值的计算地震作用标准值的计算E： 动力放大系数，取值为 5.0m

25、ax： 水平地震影响系数最大值。7 度抗震设防、设计基本加速度为 0.1g时，取值为 0.08。GK/A： 按前面规范引述中含义可推导出 GK/A 的含义为单位门窗面积上的重力标准值，可仅取玻璃进行计算。本窗采用厚度 t=5mm 的单层玻璃。玻璃的重力密度为： g=25.6 KN/m3GK/A=gt=25.65=128 Pa地震作用的标准值为： qEKqEK=EmaxGk/A =50.08128 =51.200 Pa二、二、窗格窗格 3 玻璃的计算玻璃的计算本工程玻璃按照建筑玻璃应用技术规程(JGJ113-2009)的规定计算确定。本窗格选用的玻璃为 5 mm 钢化玻璃。本窗格的短边为 500

26、 mm。本窗格的长边为 875 mm。本窗格的(从属)面积为 A = 短边长边 = 0.438 m2按照建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006 版) 之 7.3.3本窗格的从属面积小于等于 1 m2。 故，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A) = gzzsl（A）Wo = gzzsl（1）+ 0.2Wo = 1.6231.604 (1.000 + 0.2) 550.00 = 1718.57 Pa因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa，故取 Wk(A) = 1718.57 Pa。1 1，承载力极限状态的校核承载力极限状态的校核（1）常数常数 k1k1、k2k2、k3k3、k4

27、k4 的计算的计算长边与短边之比： b/a=1.750根据 b/a 查建筑玻璃应用技术规程附录 C 对应表格，利用插值法得：k1 = 4142.50k2 = 0.6849350k3 = -0.71120k4 = -21.600（2）作用效应的组合作用效应的组合考虑地震作用，计算强度时荷载组合设计值： W = 1.4Wk(A) + 1.30.5qEK = 1.4 1718.57 + 1.30.551.20 = 2439.283 Pa（3）最大许用跨度最大许用跨度L = k1(W+k2)k3 + k4 = 4142.50(2439.28/1000 + 0.6849350)-0.71120 + -2

28、1.600 = 1820.9 mm（4）比较结果比较结果本窗格的短边： a = 500.0 mm 小于最大许用跨度 L = 1820.88 mm 结论： 本窗格玻璃满足承载力极限状态设计要求。2 2，正常使用极限状态的校核正常使用极限状态的校核（1）常数常数 k5k5、k6k6、k7k7、k8k8 的计算的计算长边与短边之比： b/a=1.750根据 b/a 查玻璃幕墙工程技术规范附录 C 之表 C.0.5 利用插值法得：k5 = 291.450k6 = -0.150k7 = -0.41490k8 = 0.950（2）玻璃的单位厚度跨度限值玻璃的单位厚度跨度限值L/tL/tL/t = k5(W

29、k(A)+k6) k7 + k8 = 291.450 (1718.57/1000 + -0.150 ) -0.41490 + 0.950 = 242.75（3）比较结果比较结果本窗格的玻璃短边与玻璃厚度之比： a/t = 500.0/5.0 = 100.00 a/t 小于 L/t = 242.75结论： 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。3 3，防人体冲击玻璃面积的校核防人体冲击玻璃面积的校核考虑防人体冲击时，玻璃面积的校核按照建筑玻璃应用技术规程(JGJ 113-2009)7.1 条执行。按照表 7.1.1-1 和表 7.1.1-2 确定：本窗格选用的是单层钢化玻璃。查表得：Amax

30、= 3.000 m2该窗格的实际面积为： A = 窗格长边窗格短边 = 875.0 mm 500.0 mm = 0.438 m2（1）比较结果比较结果因为 A = 0.438 m2小于 Amax = 3.000 m2结论： 本窗格玻璃面积满足建筑玻璃应用技术规程防人体冲击的要求。三、三、窗格窗格 2 玻璃的计算玻璃的计算本工程玻璃按照建筑玻璃应用技术规程(JGJ113-2009)的规定计算确定。本窗格选用的是：“5 钢化 + 6 中空层 + 5 浮法”的中空玻璃。(由外至内)本窗格的短边为 1000 mm。本窗格的长边为 1500 mm。本窗格的(从属)面积为 A = 短边长边 = 1.500

31、 m2按照建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006 版) 之 7.3.3本窗格的从属面积介于 110 m2之间。 故，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A) = gzzsl（A）Wo = gzz(10.2logA)sl(A)0.2Wo = 1.623 1.604(10.2log1.500)1.000 +0.2550.00 = 1668.14 Pa因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa，故取 Wk(A) = 1668.14 Pa。1 1，风荷载标准值的分配风荷载标准值的分配作用在中空玻璃外片、内片上的风荷载分配系数分别为 1、2，则：1 = 1.1t13/(t13 + t23)

32、= 1.153/(53 + 53) = 0.5502 = 1.0t23/(t13 + t23) = 1.053/(53 + 53) = 0.500外片玻璃风荷载标准值： Wk1 = 1Wk(A) = 0.5501668.136 = 917.475 Pa内片玻璃风荷载标准值： Wk2 = 2Wk(A) = 0.5001668.136 = 834.068 Pa2 2，承载力极限状态的校核承载力极限状态的校核（1）常数常数 k1k1、k2k2、k3k3、k4k4 的计算的计算长边与短边之比： b/a=1.500根据 b/a 查建筑玻璃应用技术规程附录 C 对应表格，利用插值法得外片、内片玻璃的各系数

33、：外片玻璃：k1 = 3826.20k2 = 0.4566240k3 = -0.64230k4 = -38.880内片玻璃：k1 = 2124.10k2 = 0.1826490k3 = -0.64230k4 = -38.880（2）作用效应的组合作用效应的组合考虑地震作用，计算强度时外片荷载组合设计值： W1 = 1.4Wk1 + 1.30.5qEK1 = 1.4 917.47 + 1.30.551.20 = 1317.745 Pa内片荷载组合设计值： W2 = 1.4Wk2 + 1.30.5qEK2 = 1.4 834.07 + 1.30.551.20 = 1200.975 Pa（3）外片、

34、内片玻璃最大许用跨度外片、内片玻璃最大许用跨度外片玻璃最大许用跨度： L1 = k1(W1+k2)k3 + k4 = 3826.20(1317.75/1000 + 0.4566240)-0.64230 + -38.880 = 2608.4 mm内片玻璃最大许用跨度： L2 = k1(W2+k2)k3 + k4 = 2124.10(1200.98/1000 + 0.1826490)-0.64230 + -38.880 = 1685.4 mm（4）比较结果比较结果本窗格的短边： a = 1000.0 mm外片： 短边小于外片最大许用跨度 L1 = 2608.44 mm 本窗格外片玻璃满足承载力极限

35、状态设计要求。内片： 短边小于内片最大许用跨度 L2 = 1685.37 mm 本窗格内片玻璃满足承载力极限状态设计要求。3 3，正常使用极限状态的校核正常使用极限状态的校核（1）常数常数 k5k5、k6k6、k7k7、k8k8 的计算的计算长边与短边之比： b/a=1.500根据 b/a 查玻璃幕墙工程技术规范附录 C 之表 C.0.5 利用插值法得：k5 = 350.140k6 = -0.150k7 = -0.45030k8 = 1.290（2）外片、内片玻璃的单位厚度跨度限值外片、内片玻璃的单位厚度跨度限值L/tL/t分别为：分别为：外片玻璃L/t1 = k5（Wk1 + k6）k7 +

36、 k8 = 350.140 (917.47/1000 + -0.150)-0.45030 + 1.290 = 395.745内片玻璃L/t2 = k5（Wk2 + k6）k7 + k8 = 350.140 (834.07/1000 + -0.150)-0.45030 + 1.290 = 416.719（3）比较结果比较结果外片玻璃： 短边与玻璃厚度之比： a/t1 = 1000.0/5.0 = 200.00 L/t1 = 395.74 结论： 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。内片玻璃： 短边与玻璃厚度之比： a/t2 = 1000.0/5.0 = 200.00 L/t2 = 416.7

37、2 结论： 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。4 4，考虑防人体冲击时玻璃面积的校核考虑防人体冲击时玻璃面积的校核考虑防人体冲击时玻璃面积的校核按照建筑玻璃应用技术规程(JGJ 113-2009)7.1 条执行。按照表 7.1.1-1 和表 7.1.1-2 确定。该窗格的实际面积为： A = 窗格长边窗格短边 = 1500.0 mm 1000.0 mm = 1.500 m2外片玻璃：本窗格外片选用的是 5mm 厚钢化玻璃。 查表得：Amax1 = 3.000 m2内片玻璃：本窗格内片选用的是 5mm 厚浮法玻璃。 查表得：Amax2 = 0.500 m2结论：A = 1.50 m2 Am

38、ax1 = 3.00 m2外片玻璃满足防人体冲击规定的要求。A = 1.50 m2 Amax2 = 0.50 m2内片玻璃不满足防人体冲击规定的要求。四、四、窗格窗格 7 玻璃的计算玻璃的计算本工程玻璃按照建筑玻璃应用技术规程(JGJ113-2009)的规定计算确定。本窗格选用的玻璃为 5 mm 浮法 + 0.380mm PVB 胶片 + 5 mm 浮法 的夹层玻璃本窗格的短边为 500 mm。本窗格的长边为 1500 mm。本窗格的(从属)面积为 A = 短边长边 = 0.750 m2按照建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006 版) 之 7.3.3本窗格的从属面积小于等于 1 m

39、2。 故，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A) = gzzsl（A）Wo = gzzsl（1）+ 0.2Wo = 1.6231.604 (1.000 + 0.2) 550.00 = 1718.57 Pa因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa，故取 Wk(A) = 1718.57 Pa。1 1，承载力极限状态的校核承载力极限状态的校核（1）常数常数 k1k1、k2k2、k3k3、k4k4 的计算的计算长边与短边之比： b/a=3.000根据 b/a 查建筑玻璃应用技术规程附录 C 对应表格，利用插值法得：k1 = 2054.70k2 = -0.2405100k3 = -0.48810k4

40、 = -28.800（2）作用效应的组合作用效应的组合考虑地震作用，计算强度时荷载组合设计值： W = 1.4Wk(A) + 1.30.5qEK = 1.4 1718.57 + 1.30.5102.40 = 2439.283 Pa（3）最大许用跨度最大许用跨度L = k1(W+k2)k3 + k4 = 2054.70(2439.28/1000 + -0.2405100)-0.48810 + -28.800 = 1369.9 mm（4）比较结果比较结果本窗格的短边： a = 500.0 mm 小于最大许用跨度 L = 1369.92 mm 结论： 本窗格玻璃满足承载力极限状态设计要求。2 2，正

41、常使用极限状态的校核正常使用极限状态的校核（1）常数常数 k5k5、k6k6、k7k7、k8k8 的计算的计算长边与短边之比： b/a=3.000根据 b/a 查玻璃幕墙工程技术规范附录 C 之表 C.0.5 利用插值法得：k5 = 204.680k6 = -0.100k7 = -0.33350k8 = -0.050（2）玻璃的单位厚度跨度限值玻璃的单位厚度跨度限值L/tL/tL/t = k5(Wk(A)+k6) k7 + k8 = 204.680 (1718.57/1000 + -0.100 ) -0.33350 + -0.050 = 174.26（3）比较结果比较结果本窗格的玻璃短边与玻璃

42、厚度之比： a/t = 500.0/10.0 = 50.00 a/t 小于 L/t = 174.26结论： 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。3 3，防人体冲击玻璃面积的校核防人体冲击玻璃面积的校核本窗格选用的玻璃为 5 mm 浮法 + 0.380mm PVB 胶片 + 5 mm 浮法 的夹层玻璃考虑防人体冲击时，玻璃面积的校核按照建筑玻璃应用技术规程(JGJ 113-2009)7.1 条执行。按照表 7.1.1-1 的夹层玻璃项目确定：查表得：Amax = 7.000 m2该窗格的实际面积为： A = 窗格长边窗格短边 = 1500.0 mm 500.0 mm = 0.750 m2（1

43、）比较结果比较结果因为 A = 0.750 m2小于 Amax = 7.000 m2结论： 本窗格玻璃面积满足建筑玻璃应用技术规程防人体冲击的要求。五、五、窗格窗格 6 玻璃的计算玻璃的计算本工程玻璃按照建筑玻璃应用技术规程(JGJ113-2009)的规定计算确定。本窗格选用的玻璃为 6 mm 浮法 + 真空层 + 6 mm 浮法 的真空玻璃。本窗格的短边为 500 mm。本窗格的长边为 875 mm。本窗格的(从属)面积为 A = 短边长边 = 0.438 m2按照建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006 版) 之 7.3.3本窗格的从属面积小于等于 1 m2。 故，从属面积局部风

44、荷载标准值为：Wk(A) = gzzsl（A）Wo = gzzsl（1）+ 0.2Wo = 1.6231.604 (1.000 + 0.2) 550.00 = 1718.57 Pa因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa，故取 Wk(A) = 1718.57 Pa。1 1，承载力极限状态的校核承载力极限状态的校核（1）常数常数 k1k1、k2k2、k3k3、k4k4 的计算的计算长边与短边之比： b/a=1.750根据 b/a 查建筑玻璃应用技术规程附录 C 对应表格，利用插值法得：k1 = 4626.50k2 = 0.2313670k3 = -0.71120k4 = -52.200（2）

45、作用效应的组合作用效应的组合考虑地震作用，计算强度时荷载组合设计值： W = 1.4Wk(A) + 1.30.5qEK = 1.4 1718.57 + 1.30.5102.40 = 2439.283 Pa（3）最大许用跨度最大许用跨度L = k1(W+k2)k3 + k4 = 4626.50(2439.28/1000 + 0.2313670)-0.71120 + -52.200 = 2248.4 mm（4）比较结果比较结果本窗格的短边： a = 500.0 mm 小于最大许用跨度 L = 2248.41 mm 结论： 本窗格玻璃满足承载力极限状态设计要求。2 2，正常使用极限状态的校核正常使用

46、极限状态的校核（1）常数常数 k5k5、k6k6、k7k7、k8k8 的计算的计算长边与短边之比： b/a=1.750根据 b/a 查玻璃幕墙工程技术规范附录 C 之表 C.0.5 利用插值法得：k5 = 291.450k6 = -0.150k7 = -0.41490k8 = 0.950（2）玻璃的单位厚度跨度限值玻璃的单位厚度跨度限值L/tL/tL/t = k5(Wk(A)+k6) k7 + k8 = 291.450 (1718.57/1000 + -0.150 ) -0.41490 + 0.950 = 242.75（3）比较结果比较结果本窗格的玻璃短边与玻璃厚度之比： a/t = 500.

47、0/12.0 = 41.67 a/t 小于 L/t = 242.75结论： 本窗格玻璃满足正常使用极限状态设计要求。3 3，防人体冲击玻璃面积的校核防人体冲击玻璃面积的校核本窗格选用的玻璃为 6 mm 浮法 + 真空层 + 6 mm 浮法 的真空玻璃，考虑防人体冲击时，玻璃面积的校核按照建筑玻璃应用技术规程(JGJ 113-2009)7.1 条执行。按照表 7.1.1-1 的夹层玻璃项目确定：查表得：Amax = 4.500 m2该窗格的实际面积为： A = 窗格长边窗格短边 = 875.0 mm 500.0 mm = 0.438 m2（1）比较结果比较结果因为 A = 0.438 m2小于

48、Amax = 4.500 m2结论： 本窗格玻璃面积满足建筑玻璃应用技术规程防人体冲击的要求。六、六、杆件杆件 3 的计算的计算如前所述，在水平方向上，本窗受风荷载和地震作用（当不考虑地震影响时,地震作用标准值可取值为 0）的共同影响，其中：地震作用标准值： qEK = 102.400 Pa本窗的各窗格均为规则的矩形形状,面荷载分配到各长、短边上的荷载分别为梯形荷载和三角形荷载，本窗的线荷载分布图如下图所示：=荷载分布图=窗格1窗格2窗格3窗格4窗格5窗格6窗格7杆件1杆件2杆件3杆件4杆件5杆件6杆件7杆件8杆件9杆件10Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7门窗CG-01 荷载分布图作用于杆件上的风

49、荷载分为梯形分布荷载、三角形分布荷载以及集中荷载。其中梯形和三角形分布荷载是风荷载通过作用于玻璃板面直接传递到当前杆件上的，而集中荷载则是其它杆件的端头通过与当前杆件相连接而将其承受的部分风荷载传递到当前杆件上的。本计算书将当前所计算的杆件称为一级杆件，而端头与当前杆件相连接的杆件称之为二级杆件，三级、四级等杆件以此类推。同样，直接作用在于一级杆件上的梯形或三角形分布荷载称之为一级分布荷载，直接作用二级杆件上的梯形或三角形分布荷载称之为二级分布荷载，三级、四级等分布荷载以此类推。二级、三级等分布荷载都是间接作用一级杆件上的，数字级别越大其风荷载对当前杆件上的作用越间接，作用影响也越小。作为外围

50、护结构的门窗，计算风荷载时，当前杆件的从属面积 A 遵从如下计算公式：i=1i2i-1n（A=A-当前杆件的从属面积，m2A -第i级荷载面积，m2in- 作用与当前杆件的荷载的级别数）杆件从属面积：1 1，局部荷载的计算局部荷载的计算本杆件所承受的分级荷载情况如下：1 级杆件、1 级分布荷载：杆件 3 分布荷载 窗格 2， 三角荷载，面积：0.25 m2窗格 3， 三角荷载，面积：0.0625 m2窗格 4， 梯形荷载，面积：0.06 m22 级杆件、2 级分布荷载：杆件 2 分布荷载 窗格 3， 梯形荷载，面积：0.15625 m2窗格 4， 三角荷载，面积：0.04 m2窗格 5， 三角

51、荷载，面积：0.056406 m23 级杆件、3 级分布荷载：杆件 1 分布荷载 窗格 4， 梯形荷载，面积：0.06 m2窗格 5， 梯形荷载，面积：0.062344 m2综上，各级荷载面积统计为：1 级分布荷载面积和：0.37252 级分布荷载面积和：0.2526563 级分布荷载面积和：0.122344依据前述杆件从属面积计算公式，本杆件的从属面积为：A = 0.5294 m2本杆件的从属面积小于等于 1 m2。 按照建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006 版) 之 7.3.3，从属面积局部风荷载标准值为：Wk(A) = gzzsl（A）Wo = gzzsl（1）+ 0.2W

52、o = 1.6231.604 (1.000 + 0.2) 550.00 = 1718.57 Pa因为风荷载最小标准值不得小于 1000 Pa，故取 Wk(A) = 1718.57 Pa。在进行杆件强度计算时，窗所受的面荷载取值为：q强 = 1.4Wk(A) + 0.51.3qEK = 1.41718.574 + 0.51.3102.400 = 2472.564 Pa在进行杆件挠度计算时，窗所受的面荷载取值为：q挠 = Wk(A) = 1718.574 Pa当短边边长为 a 时，则矩形窗格梯形、三角形荷载的最大线荷载值分别为：Q强 = q强a/2Q挠 = q挠a/2据此公式可得各窗格分配到窗格四

53、边的最大线荷载值，计算结果如下（计算过程略）：本窗共有 7 个窗格。窗格 1： 高=1500 mm， 宽=300 mm， 面积=0.450 m2 Q强 = 0.3709 N/mm， Q挠 = 0.2578 N/mm窗格 2： 高=1000 mm， 宽=1500 mm， 面积=1.500 m2 Q强 = 1.2363 N/mm， Q挠 = 0.8593 N/mm窗格 3： 高=500 mm， 宽=875 mm， 面积=0.438 m2 Q强 = 0.6181 N/mm， Q挠 = 0.4296 N/mm窗格 4： 高=500 mm， 宽=400 mm， 面积=0.200 m2 Q强 = 0.49

54、45 N/mm， Q挠 = 0.3437 N/mm窗格 5： 高=500 mm， 宽=475 mm， 面积=0.238 m2 Q强 = 0.5872 N/mm， Q挠 = 0.4082 N/mm窗格 6： 高=500 mm， 宽=875 mm， 面积=0.438 m2 Q强 = 0.6181 N/mm， Q挠 = 0.4296 N/mm窗格 7： 高=500 mm， 宽=1500 mm， 面积=0.750 m2 Q强 = 0.6181 N/mm， Q挠 = 0.4296 N/mm本杆件的长度为： 1000 mm。如荷载分布图所示，相邻窗格和杆件作用于杆件 3 上的水平荷载分别为：梯形荷载，共

55、1 个：窗格 4： Q强 = 0.4945 N/mm， Q挠 = 0.3437 N/mm三角形荷载，共 2 个：窗格 2： Q强 = 1.2363 N/mm， Q挠 = 0.8593 N/mm窗格 3： Q强 = 0.6181 N/mm， Q挠 = 0.4296 N/mm集中力荷载，共 1 个：杆件 2： P强 = 389.4287 N， P挠 = 270.6754 N2 2，材料的选取材料的选取本杆件选取代号为平开中梃 01 的型材，型材截面如下图所示：=型材截面图=10533.6平开中梃01该杆件材料的详细数据如下：材料材质： 6063-T5抗弯强度设计值 fw： 90 MPa抗剪强度设计

56、值 fj： 55 MPa材料弹性模量值 E： 70000 MPa材料重力密度值 g： 28 KN/m3杆件截面特性值，按本软件中“基本信息、工具”部份的约定，平行于窗平面的水平方向为 X 方向，垂直于窗平面的方向为 Y 方向，则：截面面积 A： 690.69 mm2型材线密度 l： N/mm惯性矩 Ix： 104.72 cm4惯性矩 Iy： 20.29 cm4最小抗弯截面模量 Wx： 16.66 cm3最小抗弯截面模量 Wy： 4.83 cm3静面矩 Sx： 12.13 cm3静面矩 Sy： 5.05 cm3沿 X 轴垂直于 Y 轴的型材截面总壁厚 tx： 3.78 mm沿 Y 轴垂直于 X

57、轴的型材截面总壁厚 ty： 3.78 mm塑性发展系数 ： 取值 1.05 3 3，受力分析计算受力分析计算按照简支梁模型，综合本杆件材料及其截面特性，将作用于本杆件上的各荷载通过积分法逐点计算，可得该杆件的剪力、弯矩和挠度曲线。由于计算公式及过程十分繁杂，计算过程略。分析结果如下图所示：=荷载分析图=R1=M1=单位：N， Nmm下端656.7750.0R2=M2=单位：N，Nmm上端653.6840.0剪力曲线弯矩曲线挠度曲线杆件3的剪力、弯矩及变形曲线图经计算，结合上图分析曲线，可知：在距原点 0 处有最大剪力最大剪力 Vmax = 656.77 N在距原点 500 处有最大弯矩最大弯矩

58、 Mmax = 238241.8 Nmm在距原点 500 处有最大挠度最大挠度 dmax = 0.21 mm4 4，抗剪强度的校核抗剪强度的校核剪应力校核原则：Max = VmaxSx/(Ixtx) fj上式中：Max： 最大剪应力， MPaVmax： 最大剪力值， NSx： 静面矩， mm3Ix： 惯性矩， mm4tx： 计算位置与 x 轴相交的总壁厚， mmfj： 材料的抗剪强度设计值， MPa上面各项均已知，将其代入公式：Max = VmaxSx/(Ixtx) = 656.7712.13 / (104.723.7810) = 2.01 MPa很明显： max fj=55 MPa结论： 抗

59、剪性能满足要求！5 5，抗弯强度的校核抗弯强度的校核抗弯校核原则：w = Mx/(Wnx) fw上式中：w： 弯矩最大应力， MPaMx： 绕截面 X 轴，垂直于门窗平面的最大弯矩设计值， NmmMy： 绕截面 Y 轴，平行于门窗平面的最大弯矩设计值， NmmWnx： 绕截面 X 轴的净截面抵抗矩，承受垂直于门窗平面的弯矩 mm3Wny： 绕截面 Y 轴的净截面抵抗矩，承受平行于门窗平面的弯矩 mm3： 塑性发展系数 取值为 1.05fw： 材料的抗弯强度设计值， MPa上面各项均已知，将其代入公式：w = Mx/(Wnx) = 238241.8 / (1.05100016.66) = 13.

60、62 MPa很明显： w fw=90 MPa结论： 抗弯性能满足要求！6 6，挠度的校核挠度的校核按照相关规定，挠度校核原则为：相对挠度： dmax L / 120 mm绝对挠度： dmax 绝对挠度限值 = 15 mm上式中：dmax： 杆件在风压作用下水平方向上的最大挠度， mmL： 杆件的长度， mm上面各项均已知，将其代入公式：相对挠度：dmax L /120 时满足要求dmax = 0.21 1000 / 120 = 8.33 mm结论： 杆件的相对挠度满足要求！绝对挠度：dmax 绝对挠度限值 时满足要求dmax = 0.21 绝对挠度限值 = 15 mm结论： 杆件的绝对挠度满足