门窗校核操作实例.docx

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门窗校核操作实例

门窗校核操作实例

一、型材惯性矩、抵抗矩的物理参数查询

1、从CAD中调出门窗校核对象中主受力构件梃（或组合构件）的截面图（制图比例必须为1：

1）；

2、在你的CAD中调出“实体”快捷键，其中包括“差集”、“并集”；

3、取截面的面域：

点击“面域”－>用鼠标选取整个截面轮廓；

4、验证选取面域是否成功：

点击每个轮廓线时都是连续的、封闭的，说明成功，否则，需要检查截面图，找出不连续位置后修改，再重复选择面域；

5、差集（将实体中的空缺删除，仅保留实体部分）：

下图为是4个截面的组合，每个截面中间都有空腔，因此必须作4个截面各自的差集：

选择“差集”，先左击第一个截面的外轮廓线，右击确定后，再左击该截面的内轮廓线（有几个内轮廓线，就左击几个），右击完成；再接着作下一个截面的差集；

6、验证差集是否成功：

点击一个截面上任意一点，显示该截面上所有内外轮廓线；

7、并集（将所有实体合并为一个整体）：

选择“并集”连续左击每个实体，右击完成。

鼠标左击截面，右击完成。

二、查询

1、选择“工具”－>“查询”－>“面域/质量特性”

2、

点击截面任意处，弹出查询结果。

3、选择惯性矩值Ix：

下图是查询结果表，其中的“惯性矩”，是该截面相对于世界坐标“0，0”的惯性矩值，“主力拒与值心的X-Y方向”的两个值才是我们需要的惯性矩，注意两个惯性矩的受力方向：

第一个是沿着【1.00000.0000】，即x=1.0000，y=0.0000，画一个坐标，显然受力方向是沿x轴的；同理，第二个的受力方向是沿y轴的。

本例中的构件受力方向（风压方向）显然是沿y轴的，

因此取惯性矩为：

Ix＝387464mm4=38.7464cmm4

4、

计算抵抗矩：

由材料力学论证定义：

抵抗矩Wx=Ix/Ymanx

Ymanx是材料截面的中性轴距离材料截面轮廓线的最大垂直距离。

计算方法1：

在查询表中，已经给出“边界框”的两组坐标和“质心”的坐标，具体位置如右图所示。

由于该型材的受力方向是垂直于X轴的，很显然：

该截面距中性轴的两个Y值分别为：

Y1=28515.2-28482.7=32.5

Y2=28542.7-28515.2=27.5

即：

Ymanx=Y1=32.5

抵抗矩Wx=Ix/Ymanx=387464mm4/32.5mm=38.7464cm4/3.25cm=11.9218cm3

计算方法2：

用质心坐标[69653.8,28515.2]在CAD中划出中性轴，再直接测量Y1和Y2，选择移动，取质心坐标点，将截面图拖到质心坐标与世界坐标[0，0]重合的位置，再查询时，查询表上的“惯性矩”就是我们要的数据。

三、保存图形

由于软件校核打印时需要窗型图和主受力构件（横梃、竖梃或组合件）截面图，因此需要将这些图形保存。

最快捷的方式是：

1、将CAD中的截面图调出，调整图形大小适宜；

2、点击键盘上的屏幕截图扭：

printscreensyspq;

3、作些必要的修改和装饰（图形不可太大，否则无法在打印稿中正常显示）

4、保存截图，记住保存位置和文件名称，以便在作校核时指定。

四、校核报告的操作

1.运行“幕墙（门窗）抗风压报告”弹出一个“物理参数”表的界面；

2.选择点击本次校核的型材“系列代号”代号那一行任意处；点击“选定”。

如果是打印已经保存的校核记录，直接点击右下角的“打开已保存记录”

注意：

如果需要新填系列，请在底部对应格添加数据后“添加”；需要修改某系列参数时，先点击列表中对应系列，再修改底部编辑栏，点击“修改”即可。

若不需要校核横梁（中梃）的抗剪性能，后8个格填“0”。

3.点击“确定”后，会弹出一个明细表供你进一步审定，无误后点击“选定当前参数”。

4.弹出窗型选择表，在列图中选定于校核对应的窗型（红线表示横竖交叉梃时直通不断开的梃），记住图中标注的序号；

5.在右侧列表中点击该序号所在行任意处（本例选定了序号“5”）；

6．改写“设计参数”栏：

凹型栏可填，其他栏自动生成。

“内开门窗执手螺钉校核”不校核时保持全部为“0”；

“横梁角码”不校核时“连接件截面积”栏填“0”。

确定“玻璃厚度”、“玻璃种类”，将“5+x+5”中的“x”改为确切的数值，

7、填写“基本信息”栏：

1）左上有地区名称“北京市”，如果你不是该地区的工程，首次使用时点击“打开基本风压表”找出你工地所在地区，点击即可。

2）地区分类：

点击下拉菜单，选择适应的分类其一即可；

3）门窗安装高度：

标注建筑物最大标高；

4）确定“门窗”或“幕墙”或“阳光房”，是否“校核玻璃”；

５）若选择“阳光房”，要注意“体型系数”的选择。

６）若是幕墙校核，要注意“地震烈度”和“体型系数”及“风荷载作用分项系数”选择。

７）“构件许用变形比”是默认值，可以修改；

８）“内开扇执手螺钉校核”与“框连接螺栓校核”若有“0”项目不校核（严禁清为空！

）；需要校核时按要实际状态详细填写。

7）填注“工程代号”等常规数据；

8．添加3个图框

共有3个图框：

左侧为幕墙横梁（门窗横梃）中间为幕墙立柱（门窗竖梃）右侧是校核幕墙（门窗）部分祥图。

1）鼠标右击3个图框的其中一个，出现“1、编辑；2、打开”选项;

2）选择“2、打开”，进入“画图”模式;

3）如果图框是空的，可以打开一个预制保存的图形文件，将图形调整到约60mm*60mm大小;

4）点击“文件”->“更新”，自动将此图形保存到软件图框中。

９．保存

全部添加完毕后，点击保存，将此次操作以“工程代号”为名称保存起来。

9．如果想打开已经保存的校核记录，点击“已保存记录”即可。

10、在点击“运行”前，可以做预测：

输入尺寸后选择“测算”

11、传递到WOD：

1）点击“传递到WOD”；

2）由于“传递到WOD”使用了“模版修改”方式,个别校核对象内容在模版中是多于的,比如“横梃”、“竖梃”，所以需要手工详细阅读生成的校核报告，将多于章节删除。

说明：

对于断桥铝合金门窗型材来说，本例中采用了直接删除了“尼纶断桥”，并保持铝材原组合位置计算物理参数的简化方式，原因一是：

“尼纶断桥”的相关物理参数很小，可以忽略不计；原因2是：

保持铝材原组合位置是由于该类型材在受到风压后，“尼纶断桥”的压缩量很小，也可以忽略不计。

这是一种较保守的简化计算办法，符合校核的保守原则。

您若需要更加准确的数据，可以索取另外的计算方法。

不过总体误差很小不值得叫劲。

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北京昌业软件技术开发有限公司总编2011-07-14修改

附录1常用“风荷载体型系数”标准

附录2门窗主受力构件的抗弯强度校核说明

为了提高门窗抗风压性能校核精度，该校核报告采用材料力学常用的积分法推导公式进行计算。

1、受力分析：

门窗在风荷载作用下，玻璃面板将受到的水平方向的均布荷载，玻璃再将荷载通过门窗中梃传递给门窗外框。

由于门窗外框直接与墙体连接，因此，门窗中梃是门窗的主受力构件。

依据行业习惯，将玻璃面板上的均布荷载按45度角划线，分别传递到中梃上。

如图1所示：

左侧竖梃直接承受F4、F5玻璃面板上的均布荷载；

右侧竖梃直接承受F5、F6玻璃面板上的均布荷载；

横梃直接承受F1、F2、F3、F7玻璃面板上的均布荷载，并承受两个中梃传递过来的集中荷载。

2、建立力学模型：

依据材料力学中力的等效平移定理，可以将玻璃面板上的均布荷载按水平方向平移到中梃上再加上一个扭矩即可，由于这个扭矩是相对于中梃轴向的、各分配面积对其的扭矩作用又几乎可以相互抵消，因此，扭矩可以忽略不计。

将中梃示作材料力学中的简支梁，再将平移后的荷载叠加（此处只是进行原理推导，在实际应用时不必做叠加处理，否则不便于计算），垂直于玻璃面板方向的受力状态入下：

左侧竖梃受力状态如图2所示；

右左侧竖梃受力状态如图3所示；

横梃受力状态如图4所示：

不但承受直接分配给其的F1、F2、F3、F7玻璃面板上的均布荷载，还承受左、右侧竖梃传递的P1和P2集中荷载。

3、弯矩计算方法

1集中荷载产生的弯矩：

W=P×L

其中：

P为集中荷载力；

L为集中荷载力到弯矩计算点的距离

2均布荷载产生的弯矩：

由积分计算方法可以导出：

均布荷载面域对某一点的弯矩等于这个面域上均布荷载之和与该面域形心到这个点的距离的乘积。

4、弯矩计算实例

理解上述推论后，在实际应用时不必做叠加处理，可以直接按图1的分割图列出弯矩计算公式。

如：

图5在图1基础上标注了各分配面积距简支梁右侧支点的距离。

已知风压设计值Ws，每块玻璃面板上的总荷载等于风压设计值与玻璃面板面积的乘积。

1计算各分配面积：

F1=0.3125

F2=0.09

F3=0.0506

F4=0.21

F5=0.1743

F6=0.1743

F7=0.0506

以横梃为例：

F4与F5作用在横梃上的集中荷载：

P1=（F4+F5）/2

F5与F6作用在横梃上的集中荷载：

P2=（F5+F6）/2

2计算左端的反力：

由材料力学力矩平衡定理可以解出Pn：

Pn×1.5=Ws×（F1×0.75+F2×1.2+F3×0.675+F7×0.25+P1×0.9+P2×0.45）

3横梃最大弯矩M：

由图5分析可见：

左侧竖梃靠近简支梁中点，因此，简支梁最大弯矩必定在左侧竖梃作用点到简支梁中点之间（0.6→0.75）。

设该点距简支梁左支点的距离为L,假设由此点截断（如图6所示），依据静力学力矩平衡原理弯矩方程为：

M=Ms-Ws×（F2×（L-0.6/2）+P1×（L-0.6）+d×d/2×（d/3+s）+d×s×s/2+t×t/2×（t/3）

注意图6：

原先的F1和F3已经截断，分别由边长为d和t的等腰三角形及边长为d和t的矩形替代。

4经过软件计算，取极大值,最大变形位置在0.686米处。

将L=0.686解得代入原式即可解得横梃的最大弯矩。

详细论证请在网上查阅《中国建筑金属结构》2005月刊中本人的“静矩法在建筑门窗幕墙抗风压校核中的妙用”一文

北京昌业软件技术开发有限公司

陈昌业

2007-7-29

附录2门窗标准规范系数表

JGJ102-2003表6.1.2-1四边支撑玻璃板的弯矩系数m

a/b

0.00

0.25

0.33

0.40

0.50

0.55

0.60

0.65

m

0.1250

0.1230

0.1180

0.1115

0.1000

0.0934

0.0868

0.0804

a/b

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.0

m

0.0742

0.0683

0.0628

0.0576

0.0528

0.0483

0.0442

JGJ102-2003表6.1.2-2折减系数η

θ

≤5.0

10.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

η

1.00

0.96

0.92

0.84

0.78

0.73

0.68

θ

120.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

≥400

η

0.65

0.61

0.57

0.54

0.52

0.51

0.5

JGJ102-2003表6.1.3四边支撑板的挠度系数μ

a/b

0.00

0.20

0.25

0.33

0.50

0.55

0.60

0.65

μ

0.01302

0.01297

0.01282

0.01223

0.01013

0.00940

0.00867

0.00796

a/b

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.0

μ

0.00727

0.00663

0.00603

0.00547

0.00496

0.00449

0.00406

建筑外窗空气隔声性能分级表GB/T8485-2002

分、级

1

2

3

4

5

6

分级指标值dB

20≤Rw

＜25

25≤Rw＜30

30≤R＜35

35≤Rw＜40

40≤Rw＜45

45≤Rw

JGJ102-2003表5.2.1玻璃的强度设计值fg（N/mm2）

种类

厚度（mm）

大面

侧面

普通玻璃

5

28.0

19.5

浮法玻璃

5～12

28.0

19.5

15～19

24.0

17.0

≧20

20.0

14.0

钢化玻璃

5～12

84.0

58.8

15～19

72.0

50.4

≧20

59.0

41.3

注：

1.夹层玻璃和中空玻璃的强度设计值可按所采用的玻璃类型确定；

2.当钢化玻璃的强度标准达不到浮法玻璃强度标准值的3倍时，表中数值应根据实测结果予于调整；

3.半钢化玻璃强度设计值可取浮法玻璃强度设计值的2倍。

当半钢化玻璃的强度标准值达不到浮法玻璃强度标准值的2倍时，其设计值应根据实测结果予于调整；

4.侧面玻璃切割后的断面，其宽度为玻璃厚度。

JGJ102-2003中的表5.3.4

表5.3.4水平地震影响系数最大值αmax

抗震设防烈度

6度

7度

8度

αmax

0.04

0.08（0.12）

0.16（0.24）

注:

7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震速度为0.15g和0.30g的地区。

设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度：

αmax=0.04

设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度：

αmax=0.08

设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度：

αmax=0.12

设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度：

αmax=0.16

设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度：

αmax=0.24

设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度：

αmax=0.32

JGJ102-2003表5.2.2铝合金型材的强度设计值fa（N/mm2）

铝合金牌号

状态

壁厚（mm）

强度设计值fa

抗拉、抗压

抗剪

局部承压

6061

T4

不区分

85.5

49.6

133.0

T6

不区分

190.5

110.5

199.0

6063

T5

不区分

85.5

49.6

120.0

T6

不区分

140.0

81.2

161.0

6063A

T5

≦10

124.4

72.2

150.0

〉10

116.6

67.6

141.5

T6

≦10

147.7

85.7

172.0

〉10

140.0

81.2

163.0

JGJ102-2003单层铝板强度设计值（N/mm2）

牌号

合金状态

σ0.2

抗拉强度ftαl

抗剪强度fναl

1060

H14、H24、H44

65

51

29

1050

H14、H24、H44

75

58

34

H48

120

93

54

1100

H14、H24、H44

95

74

43

3003

H16、H26

145

113

65

H14、H24、H44

115

89

52

3004

0

60

47

27

H42

140

109

63

H14、H24

170

132

76

3005

H42

95

74

43

H14、H24、H44

135

105

61

H46

160

124

72

3105

H25

130

101

58

5005

H14、H24、H44

115

89

52

H42

90

70

40

5052

0

65

51

29

H42

130

101

58

H44

175

136

79

5754

0

80

62

36

H42

140

109

63

H14、H24、H44

160

124

72

H16、H26、H46

190

148

85

热轧钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017-2003的规定采用，也可按表5.2.3采用。

GB50017-2003表5.2.3热轧钢材的强度设计值fs（N/mm2）

钢材牌号

厚度或直径d（mm）

抗拉、抗压、抗弯

抗剪

端面承压

Q235

d≤16

215

125

325

16＜d≤40

205

120

40＜d≤60

200

115

Q345

d≤16

310

180

400

16＜d≤35

295

170

35＜d≤50

265

155

注：

表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度.

GB50017-2003表5.2.3b冷成型薄壁型钢的强度设计值

钢材牌号

抗拉、抗压、抗弯fts

抗剪fvs

端面承压（磨平顶紧）fcs

Q235

205

120

310

Q345

300

175

400

表5.2.3c不锈钢型材和棒材的强度设计值

牌号

σ0.2

抗拉强度fts1

抗剪强度fvs1

端面承压强度fcs1

0Cr18Ni9

304

205

178

104

247

0Cr19Ni9N

304N

275

239

139

316

00Cr19Ni10

304L

177

154

89

221

00Cr18Ni10N

304LN

245

213

124

282

0Cr17Ni12Mo2

316

205

178

104

247

0Cr17Ni12Mo2N

316N

275

239

139

316

00Cr17Ni14Mo2

316L

177

154

89

221

00Cr17Ni13Mo2N

316LN

245

213

124

282

GB50017-2003表5.2.3d不锈钢板的强度设计值fs2

牌号

σ0.2

抗拉强度fts2

抗剪强度fvs2

端面承压强度fcs2

0Cr18Ni9

304

205

178178

104

256

0Cr17Ni12Mo2

316

205

178

104

256

0Cr19Ni13Mo3

317

205

178

104

256

GB50017-2003表5.2.8材料的弹性模量E（N/mm2）

材料

E

玻璃

0.72ｘ105

铝合金

0.70ｘ105

钢、不锈钢

2.06ｘ105

消除应力的高强钢丝

2.05ｘ105

不锈钢绞线

1.20ｘ105～1.50ｘ105

高强钢绞线

1.95ｘ105

钢丝绳

0.80ｘ105～1.00ｘ105

注：

钢绞线弹性模量可按实测值采用。

JGJ102-2003表5.2.9材料的泊松比υ

材料

υ

材料

υ

玻璃

0.20

钢、不锈钢

0.30

铝合金

0.33

高强钢丝、钢绞线

0.30

表5.2.10材料的线膨胀系数α（1/℃）

材料

α

材料

α

玻璃

0.80×10-5～1.00×10-5

不锈钢板

1.80×10-5

铝合金

2.35×10-5

混凝土

1.00×10-5

铝材

1.20×10-5

砌砖体

0.50×10-5

5.3.1材料的重力密度γg（kN/m3）

材料

γg

材料

γg

普通玻璃、夹层玻璃、

钢化玻璃、半钢化玻璃

25.6

矿棉

1.2~1.5

玻璃棉

0.5~1.0

钢材

78.5　

岩棉

0.5~2.5

铝合金

28.0