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1、 铝合金窗设计计算书铝合金窗设计计算书1030103010304501400900设计依据:1.GB/T 7106-2002 建筑外窗抗风压性能分级及检测方法2.GB/T 7107-2002 建筑外窗空气渗透性能分级及检测方法3.GB/T 7108-2002 建筑外窗水密性能分级及检测方法基本参数:工程所在地区:河南平顶山市门窗安装位置标高:80(m) 门窗承受荷载计算:依据 GB50009-2001 建筑结构荷载规范风荷载标准值计算公式:Wk=gzzsW0Wk: 作用在门窗上的风荷载的标准值(kN/m2)W0: 50 年一遇的最大风压,查表得： 0.35 (kN/m2)gz: 80m 高处阵
2、风系数,查表得：1.85z: 80m 高处风压高度变化系数,查表得：1.107s:风荷载体型系数,取 0.8Wk=gzzsW0=1.851.1070.80.35=0.5734 kN/m2 上玻璃强度计算 玻璃的强度计算:校核依据: fg=28N/mm2风荷载标准值 Wk:0.574kN/m2风荷载标准值=Qw2+C，所以Qw=Qw1+D=0.1522(kN)因为 Qw3+F=Qw4+E，所以Qw=Qw+Qw3+F+Qw5=0.491(kN)选用型材的截面特性:选用型材号:AE0133+AE0160+AE0133拉压强度设计值:84.2N/mm2剪切强度设计值:48.9N/mm2型材弹性模量:
3、E=70000N/mm2惯性矩: I=83.01cm4抵抗矩: Wj=14.07cm3型材截面积: A=8.64cm2型材计算校核处壁厚: t=1.2mm型材截面面积矩: Ss=6.3cm3 型材拉压强度计算:校核依据: 1Mw/Wfa=84.2N/mm2=1Mw/Wj=24.8863N/mm224.8863N/mm2fa=84.2N/mm2 型材拉压强度可以满足!型材抗剪计算:校核依据: max=48.9N/mm2Qw:风荷载作用下剪力标准值(kN)Q:风荷载作用下剪力设计值(kN)Q=1Qw=10.491=0.491kN: 型材剪应力:=QSs/I/t=3.1052N/mm23.1052N
4、/mm248.9N/mm2 型材抗剪强度可以满足!型材刚度的计算:校核依据: UmaxU=15mm 且 UmaxL/120=25.75U: 最大挠度U1:受力构件在左受荷单元作用下的最大挠度(mm)U2:受力构件在右受荷单元作用下的最大挠度(mm)q1=WkW1/2=0.5740.9/2=0.2583(kN/m)Ba:中间变量,为受荷单元短边的一半(m)Ba=W1/2=0.9/2=0.45(m)C:中间变量C=(25/8)-5(Ba2/H2)+2(Ba4/H4)=3.0199U1=q1H4108C/(240EI)=0.25833.0941083.0199/(2407000083.01)=5.0
5、992(mm)q2=WkW2/2=0.5741.4/2=0.4018(kN/m)Ba:中间变量,为受荷单元短边的一半(m)Ba=W2/2=1.4/2=0.7(m)C:中间变量C=(25/8)-5(Ba2/H2)+2(Ba4/H4)=2.8737U2=q2H4108C/(240EI)=0.40183.0941082.8737/(2407000083.01)=7.5482(mm)U=U1+U2=5.0992+7.5482=12.6474mm12.6474mm15mm 挠度可以满足要求!12.6474L/120 挠度可以满足要求!横向受力构件计算: 门窗受力构件计算:Wk:风荷载标准值:0.574k
6、N/m2W:受力构件受荷单元宽:1.4(m)H1:受力构件第一受荷单元高:1.03(m)H2:受力构件第二受荷单元高:1.03(m) 风荷载作用下受力构件弯矩的计算q1:受力构件在第一受荷单元作用下风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)q2:受力构件在第二受荷单元作用下风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)Mw:风荷载作用下受力构件的总弯矩标准值(kNm)Mw1:受力构件在第一受荷单元作用下的弯矩(kNm)Mw2:受力构件在第二受荷单元作用下的弯矩(kNm)q1=WkH1/2=0.5741.03/2=0.2956(kN/m)Ba:中间变量,为受荷单元短边的一半(m)Ba=H1/2=1.
7、03/2=0.515(m)Mw1=(q1W2)(3-4Ba2/W2)/24=(0.29561.42)(3-40.5152/1.42)/24=0.0594(kNm)q2=WkH2/2=0.5741.03/2=0.2956(kN/m)Ba:中间变量,为受荷单元短边的一半(m)Ba=H2/2=1.03/2=0.515(m)Mw2=(q2W2)(3-4Ba2/W2)/24=(0.29561.42)(3-40.5152/1.42)/24=0.0594(kNm)Mw=Mw1+Mw2=0.0594+0.0594=0.1187(kNm) 风荷载作用下受力构件剪力的计算(kN)Qw:风荷载作用下剪力标准值(kN
8、)Qw1:受力构件在第一受荷单元作用下受到的剪力(kN)Qw2:受力构件在第二受荷单元作用下受到的剪力(kN)Qw1=q1(W+(W-2Ba)/2/2=0.2956(1.4+(1.4-20.515)/2/2=0.1308(kN)Qw2=q2(W+(W-2Ba)/2/2=0.2956(1.4+(1.4-20.515)/2/2=0.1308(kN)Qw=Qw1+Qw2=0.1308+0.1308=0.2616(kN) 选用型材的截面特性:选用型材号:AE0133拉压强度设计值:84.2N/mm2剪切强度设计值:48.9N/mm2型材弹性模量: E=70000N/mm2惯性矩: I=25.27cm4
9、抵抗矩: Hj=5.62cm3型材截面积: A=2.7cm2型材计算校核处壁厚: t=1.2mm型材截面面积矩: Ss=3.63cm3 型材拉压强度计算:校核依据: 1Mw/Hfa=84.2N/mm2=1Mw/Hj=21.1236N/mm221.1236N/mm2fa=84.2N/mm2 型材拉压强度可以满足!型材抗剪计算:校核依据: max=48.9N/mm2Qw:风荷载作用下剪力标准值(kN)Q:风荷载作用下剪力设计值(kN)Q=1Qw=10.2616=0.2616kN: 型材剪应力:=QSs/I/t=3.1317N/mm23.1317N/mm248.9N/mm2 型材抗剪强度可以满足!型
10、材刚度的计算:校核依据: UmaxU=15mm 且 UmaxL/120=11.6667U: 最大挠度U1:受力构件在第一受荷单元作用下的最大挠度(mm)U2:受力构件在第二受荷单元作用下的最大挠度(mm)Ba:中间变量,为受荷单元短边的一半(m)Ba=H1/2=1.03/2=0.515(m)C:中间变量C=(25/8)-5(Ba2/W2)+2(Ba4/W4)=2.485U1=q1W4108C/(240EI)=0.29561.441082.485/(2407000025.27)=0.6647(mm)Ba:中间变量,为受荷单元短边的一半(m)Ba=H2/2=1.03/2=0.515(m)C:中间变量C=(25/8)-5(Ba2/W2)+2(Ba4/W4)=2.485U2=q2W4108C/(240EI)=0.29561.441082.485/(2407000025.27)=0.6647(mm)U=U1+U2=0.6647+0.6647=1.3295mm1.3295mm15mm 挠度可以满足要求!1.3295L/120 挠度可以满足要求!平顶山科亚铝业有限公司 2006 年 11 月 28 日
