铝合金窗LC1432横挺计算书.docx
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1、铝合金窗LC1432横挺计算书门窗设计计算书设计:张志平校对:谢伟忠 陈飞 王民厦门开联装饰工程O一三年十二月十七 日铝合金窗LC1432横挺计算书门窗设计计算书 厦门开联装饰工程amax:水平地震影响系数最大值,取0.12;Gk:门窗构件的重力荷载标准值(N);A:门窗构件的面积(iW);平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值PEk= e a maxGk5. 3.5EJGJ102-2003PEk:平行于门窗平面的集中水平地震作用标准值(N);Be:动力放大系数,取5.0;amax:水平地震影响系数最大值,取0.12;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
2、局部的规定,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。3.5 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合:5 Y gSg) Yw Ye:各效应的分项系数;八,、力E:分别为风荷载,地震作用效应的组合系数。上面的八、八、Ye为分项系数,按、5. 4.3. 5. 4. 4JGJ102-2003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:Yg: 1.2;风荷载:八:1.4;地震作用:Ye: 1.3;进行挠度计算时;重力荷载:Yg: 1.0;风荷载:八:1.0;地震作用:可不做组合考虑;上式中,风荷载的组合系数以为1.0;
3、地震作用的组合系数帆为0.5;4门窗横中梃计算基本参数:1:计算点标宽:30m;2:力学模型:简支梁;3:横中梃跨度:W=1400mm;4:横中梃上受荷单元高:Hi=2000mm;横中梃下受荷单元高:H2= 1200mm;5:横中梃组合形式:插接形式;铝合金窗LC1432横挺计算书门窗设计计算书 厦门开联装饰工程4.1选用横中梃材料的截面特性(1)外框参数:选用型材号:厦航窗,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:t a=55MPa型材弹性模量:Ea=70000MPa绕X轴惯性矩:Iax=267800mm4绕Y轴惯性矩:Iay=441780mm4绕X轴净截面抵抗
4、矩:Wanxl=6020mni3绕X轴净截面抵抗矩:Wanx2=6016mni3绕Y轴净截面抵抗矩:Wanyl=9967mm3绕Y轴净截面抵抗矩:Wany2=7660mm3型材净截面面积:Aan=796. 437mm2横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:t5.6nini横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度:tay=2. 8mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴):Sax=6526mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴):Sa尸8481mH1:塑性开展系数: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
5、,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, IX 1.00;对塑钢型材,参照铝合金龙骨,取1.00;此处取:丫乂二丫尸1.00;(2)内框参数:选用型材号:厦航窗型材的抗弯强度设计值:fs=215MPa型材的抗剪强度设计值:t =125MPa型材弹性模量:Es=206000MPa绕X轴惯性矩:Is=155860mm4绕Y轴惯性矩:Isy=560990mm4绕X轴净截面抵抗矩:Wsnxl=6931mm3绕X轴净截面抵抗矩:Wsnx2=6923mm3绕Y轴净截面抵抗矩:Wsnyl=10506mm3绕Y轴净截面抵抗矩:Wsny2=12275mm3型材净截面面
6、积:Asn=920. 028mm2横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:tsx=5.6nini横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度:tsy=2. 8mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴):Sh5545nlm型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴):Ssy= 12003mm3塑性开展系数: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;9铝合金窗LC1432横挺计算书门窗设计计算书 厦门开联装饰工程对于铝合金龙骨,按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007,取1. 00; 对塑钢型材,参
7、照铝合金龙骨,取1.00;此处取:Yx= Yy=l. 05;4.2 横中梃水平方向计算简图确实定因为:H12WH2Isy:内框的绕Y轴惯性矩(mm、如果组合型材其中一种为钢材,那么对铝型材局部取Yk1.05的调正系数;如果组合型材中没有钢材,那么丫尸1.00;所以:Qaki= Y fX 义 EaIay/(EaIay+EsIsy)=1.05X0.892X70000X441780/(70000X441780+206000X560990)=0. 198N/mmQskl = Qkl X EsIsy/ (EaIay+EsIsy)=0.892X206000X560990/(70000X441780+206
8、000X560990) =0. 704N/mmQal- Y F X q】X EaLy/ (EaLy+EsLy)=1.05X 1.358X 70000 X 441780/(70000 X 441780+206000 X 560990)=0. 301N/mmQsl Y F X Q X EsLy/ (EaLy+EsLy)=1.358X206000X560990/(70000X441780+206000X560990)=1. 071N/mm下单元承受的水平荷载作用集度分配:qak2:下单元水平荷载作用下分布在外框上的线荷载标准值(N/mm);qsk2:下单元水平荷载作用下分布在内框上的线荷载标准值(N
9、/mm);qa2:下单元水平荷载作用下分布在外框上的线荷载设计值(N/mni);qs2:下单元水平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);外框的绕Y轴惯性矩(mm,);内框的绕Y轴惯性矩(mm%如果组合型材其中一种为钢材,那么对铝型材局部取Y尸1.05的调正系数;如果组合型材中没有钢材,那么Yk1.00;所以:Qak2 Y F X Qk2 X EaIay/(EaIayEsISy)二 1. 05X0. 764 X 70000 X 441780/ (70000 X 441780+206000 X 560990) =0.169
10、N/mmQsk2Qk2 X Es I sy/ (EaIayEsISy)=0.764X206000X560990/(70000X441780+206000X560990) =0.603N/mmQa2 Y F X q? X EaLy/ (EaLy+EsLy)= 1.05X 1. 164X 70000 X 441780/(70000 X 441780+206000 X 560990)=0. 258N/mmqs2=q2XEsIsy/ (EaIay+EsIsy)=1.164X206000X560990/(70000X441780+206000X560990) =0. 918N/mm上单元自重荷载作用集度
11、分配:Gak:自重作用分配到外框上的线荷载标准值(N/mm); Gsk:自重作用分配到内框上的线荷载标准值(N/mm); Q:自重作用分配到外框上的线荷载设计值(N/mm);13铝合金窗LC1432横挺计算书门窗设计计算书 厦门开联装饰工程Gs:自重作用分配到内框上的线荷载设计值(N/mm);Ea:外框的弹性模量(MPa);Ez内框的弹性模量(MPa);Iax:外框的绕X轴惯性矩(mm,Isx:内框的绕X轴惯性矩(mm%如果组合型材其中一种为钢材,那么对铝型材局部取丫尸1.05的调正系数;如果组合型材中没有钢材,那么丫尸1.00;所以:Gak= Y FXGkXEaIax/ (EaIax+EsI
12、sx)=1.05X0.8X 70000 X 267800/(70000 X 267800+206000 X 155860)=0. 31N/mmGSk-GkXEsIsx/ (EaIax+EsIsx)=0.8X206000X155860/(70000X267800+206000X155860)=0.505N/mmGa- Y F GGEaLx/ (EaIax+EsIsx)=1.05X0. 96X70000X267800/(70000X267800+206000X 155860)=0. 372N/mmGs=GXEsIsx/ (EaIax+EsIsx)=0.96X206000X155860/(70000
13、X267800+206000X155860)=0.606N/mm横中梃在上受荷单元水平力作用下的受力分析外框分析:Mal:在上受荷单元水平力作用下的外框跨中最大弯矩(N mm);Mal=qalXW2/12=0. 301X1400712=49163. 333N mmVal:在上受荷单元水平力作用下的外框剪力设计值(N);Val=qalW/4=105.35N(2)内框分析:Msl:在上受荷单元水平力作用下的内框跨中最大弯矩(N - mm);Msl=qslXW2/12=1.071X1400712=174930N mmVsl:在上受荷单元水平力作用下的内框剪力设计值(N);Vsl=qslW/4=374
14、.85N4.4 横中梃在下受荷单元水平力作用下的受力分析外框分析:Ma2:在下受荷单元水平力作用下的外框跨中最大弯矩(N mm);Ma2=qa2XW2/24X (3- (H2/W)2)=0. 258 X 1400724 X (3-(1200/1400)2)二47730N mm14铝合金窗LC1432横挺计算书门窗设计计算书 厦门开联装饰工程va2:在下受荷单元水平力作用下的外框剪力设计值(N);Va2=qa2W/2 X (1-IV2/W)=103.2N(2)内框分析:Ms2:在下受荷单元水平力作用下的内框跨中最大弯矩(Nmm);Ms2=qs2 X W2/24 X (3-(H2/W)2)=0.
15、918X 1400724X (3-(1200/1400)2)=169830N mmVs2:在下受荷单元水平力作用下的内框剪力设计值(N);Vs2=qs2W/2 X (l-H2/2/W)=367. 2N4.5 横中梃在上受荷单元自重力作用下的受力分析(1)外框分析:Max:在上受荷单元自重力作用下的外框跨中最大弯矩(N - mm);Max=GM78=0. 372X140078=91140N mmVay:在上受荷单元自重力作用下的外框剪力设计值(N);Vay=GaW/2=0.372X1400/2=260. 4N(2)内框分析:Msx:在上受荷单元自重力作用下的内框跨中最大弯矩(Nmm); Msx=
16、GsW2/8=0. 606X140078= 148470N mmVsy:在上受荷单元自重力作用下的内框剪力设计值(N);Vsy=GsW/2=0. 606X 1400/2=424. 2N横中梃的抗弯强度计算外框的强度计算:按下面的公式进行强度校核,应满足:即:Max/ Y xWanx+ (Mal+Ma2) / Y yWanyWfa上式中:Max:外框在上受荷单元自重力作用下的跨中最大弯矩(N - mm); Mal:外框在上受荷单元水平力作用下的跨中最大弯矩(N - mm);Ma2:外框在下受荷单元水平力作用下的跨中最大弯矩(N mm); Wanx, Wany:外框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(m
17、m:);Yx, Yy:塑性开展系数,取1.00;fa:型材的抗弯强度设计值,取90MPa;15铝合金窗LC1432横挺计算书门窗设计计算书 厦门开联装饰工程那么:Max/ Y xWanx+ (Mal+Ma2) / Y yWany=91140/1. 00/6016+(49163.333+47730)/1.00/7660=27. 799MPa90MPa横中梃外框抗弯强度能满足要求。内框的强度计算:按下面的公式进行强度校核,应满足:Mx/YxWnx+My/YyWnyfs即:Msx/ Y xWsnx+ (Msl+Ms2)/ Y yWs”Wfs上式中:Msx:内框在上受荷单元自重力作用下的跨中最大弯矩(
18、N - mm);Msl:内框在上受荷单元水平力作用下的跨中最大弯矩(N mm);Ms2:内框在下受荷单元水平力作用下的跨中最大弯矩(N mm);Wsnx, Wsny:内框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm;一,Yy:塑性开展系数,取1.05;t:材的抗弯强度设计值,取215MPa;那么:Msx/ Y xWsnx+ (MJMs2)/ Y yWsny= 148470/1. 05/6923+(174930+169830)/I. 05/10506=51.678MPa215MPa横中梃内框抗弯强度能满足要求。4.6 横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:横中
19、梃在上受荷单元水平作用力作用下的挠度计算:dfl:横中梃在上受荷单元水平作用力作用下的挠度(mm);dfl=qaklW7120EJy=0. 198X14007120/70000441780=0. 205mm横中梃在下受荷单元水平作用力作用下的挠度计算:df2:横中梃在下受荷单元水平作用力作用下的挠度(mm);df2=qak2W7240EJyX (25/8-5 X (H2/2/W) 2+2 X (H2/2/W)4)=0. 169 X 14007240/70000/441780 X (25/8-5 X (1200/2/1400) 2+2X (1200/2/1400)4) =0. 199mm横中梃在
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