节能铝合金门窗设计与加工制作(4)

Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N²mm)； W：横梁跨度(mm)； Mx=GW2/8

=0.24³15002/8 =67500N²mm

Vy：垂直总剪力(N)： Vy=1.2³0.0004³WH1/2

=1.2³0.0004³1500³500/2 =180N

选用横中梃型材的截面特性： 选用型材号：pk55-d

型材的抗弯强度设计值：f=90MPa 型材的抗剪强度设计值：τ=55MPa 型材弹性模量：E=70000MPa

4

绕X轴惯性矩：Ix=82260mm 绕Y轴惯性矩：Iy=831030mm4

3

绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=2375mm 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=2326mm3

3

绕Y轴净截面抵抗矩：Wny1=11627mm 绕Y轴净截面抵抗矩：Wny2=16263mm3

型材净截面面积：An=493.26mm2

横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=3mm 横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=11.1mm 型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=2456mm3 型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=11629mm3 塑性发展系数：

对于非铝合金龙骨，参照JGJ133或JGJ102规范,取1.05；

对于铝合金龙骨，参照最新《铝合金结构设计规范》GB 50429-2007，取1.00； 此处取：γx=γy=1.00 横中梃的抗弯强度计算：

按下面的公式进行强度校核，应满足： Mx/γxWnx+(M1+M2)/γyWny≤f 上式中：

M1：在上受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N²mm)； M2：在下受荷单元力作用下的跨中最大弯矩(N²mm)；

Mx：在上受荷单元自重标准值作用下的跨中最大弯矩(N²mm)； Wnx，Wny：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；

γx，γy：塑性发展系数，按GB 50429-2007，均取1.00； f：型材的抗弯强度设计值，取90MPa； 则：

Mx/γxWnx+My/γyWny

=Mx/γxWnx+(M1+M2)/γyWny

=67500/1.00/2326+(138395.833+280513.75)/1.00/11627 =65.049MPa≤90MPa

横中梃抗弯强度能满足要求。 横中梃的挠度计算：

(1)横中梃在上受荷单元力作用下的挠度计算：

df1：横中梃在上受荷单元力作用下的挠度(mm)； df1=qk1W4/240EIy³(25/8-5³(H1/2/W)2+2³(H1/2/W)4)

=0.356³15004/240/70000/831030³(25/8-5³(500/2/1500)2+2³(500/2/1500)4) =0.386mm

(2)横中梃在下受荷单元力作用下的挠度计算：

df2：横中梃在下受荷单元力作用下的挠度(mm)； df2=qk2W4/240EIy³(25/8-5³(H2/2/W)2+2³(H2/2/W)4)

=0.927³15004/240/70000/831030³(25/8-5³(1300/2/1500)2+2³(1300/2/1500)4) =0.759mm

(3)横中梃在风荷载标准值作用下的总体挠度： dfy=df1+df2

=0.386+0.759 =1.145mm

挠度的限值取杆件总长的1/180，即8.333mm，且不应大于15mm。 1.145mm≤8.333mm 1.145mm≤15mm

所以，在风荷载标准值作用下的总体挠度满足要求！ (4)横中梃在自重标准值作用下的挠度：

4

dfx=5GkW/384EIx

=5³0.2³15004/384/70000/82260 =2.29mm

2.29mm≤8.333mm

2.29mm≤15mm

所以，在自重标准值作用下的挠度满足要求！

九 确定铝门窗系统的玻璃

用于节能铝门窗上的玻璃主要是中空玻璃，合片玻璃可以选择普通浮法玻璃、钢化玻璃、Low-E玻璃或真空玻璃；中空层可选择空气层和充惰性气体，中空层厚度一般为6mm、9mm、12mm，中空玻璃四周密封一般采用铝间隔条、分子筛、一道丁基胶和一道聚硫胶进行密封，也可以采用暖边技术来处理。

目前计算玻璃的软件很多，大多是有限元的，同一规格结果不尽相同，单位符号

也不一样，下表是我们常见的几种传热系数符号：

三种典型传热系数的试验条件

由于在不同试验条件下得出的结果是非线性的，由此数值之间不存在换算关系，一般来说，就同一种玻璃而言，欧洲的k值＜中国的K值＜美国的U值。见下表：

几种玻璃不同试验条件下的传热系数比较

目前所用的有限元计算玻璃传热系数的软件几乎全是欧洲或美国的，所以那些值严格来说是无法套用的，但由于国内现在只是有了节能标准，还没有正式发布的配套的计算公式和方法，所以当引用以上软件上的数值时，大部分专家基本上也都能认同。单算中空玻璃的传热系数，手算的话可以参照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003给出的玻璃传热系数的计算方法：

1/K=1/he+1/ht+1/hi 式中：

he ：玻璃的室外表面换热系数； hi ：玻璃的室内表面换热系数；

ht：多层玻璃系统内部传热系数；

1/ht=Σ1/hs+Σdmrm(s=1-N,m=1-M) hs：气体空隙的导热率； N：气体层的数量，此处为1； dm：每一个材料层的的厚度；

rm：每一个材料层的热阻，玻璃的热阻(玻璃的热阻为lm²K/W)；

M：材料层的数量，一般为2层； 其中：

hs=hg+hr

hs：气体空隙的导热率； hg：气体空隙的导热系数； hr：辐射导热系数；

从上式可以看出，充惰性气体可降低玻璃中心部位的传热系数。如充氩气可使玻璃K值降低0.3左右；

由广东省建科院杨仕超院长组织编写了《门窗幕墙热工计算规程》，2005年公布了征求意见稿，但由于评审专家的意见有较大分歧，迟迟没有发布。但这也是目前国内最权威的关于热工计算方面的资料了。建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程

JGJ/T151-2008建设部《全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇》（2007）就

引用了此征求意见稿，对整窗的传热系数计算提供了以下计算公式： K=(ΣAg²Kg+ΣAf²Kf+Σlψ²ψ)/A 式中：

K——计算后的K值； Ag——玻璃总面积； Kg——玻璃的K值； Af——金属框总面积； Kf——金属框的K值； lψ——玻璃区域的总周长；

ψ——线传热系数； A——幕墙总面积；

也由上式可以看出：玻璃与框或中空玻璃边缘的线传热系数ψ亦对幕墙整体的K值有一定影响。目前以德国泰诺风的暖边间隔条为代表的金属聚丙烯复合材料可使整体玻璃幕墙K值降低0.1左右；以美国艾杰为代表有胶带超级间隔条的可使整体玻璃幕墙K值降低0.2左右。

针对本工程，分别采用泰诺风公司的有限元软件和基于《门窗幕墙热工计算规程》（征求意见稿）建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T151-2008

编制的“汇宝”软件作了计算对比，结果如下：

“汇宝”软件：中间充氩气的K值是3.02W/(m2²K)，中间为空气层的K值是3.35W/(m2²K)，

2

中间为空气层的外片是Low-E玻璃的K值是2.39W/(m²K)

下面是玻璃选用5+9Ar+5的整窗传热系数：

单元参数：

中空玻璃：5+9(中空层)+5mm

玻璃组成：外片；普通玻璃5mm； 内片：普通玻璃5mm； 中空层：9mm，充氩气；

2

幕墙的总面积：A=2.7m；

幕墙玻璃的总面积：Ag=1.46m2； 幕墙框的总面积：Af=1.24m2；

幕墙框的总表面面积：Asurf=1.61m2； 玻璃区域的总周长：lψ=10.77m；

3PK5501BPK5501A

PK5506

1

PK5502A

PK5502B

PK5503B

3

PK5503A

内

室 …… 此处隐藏：1566字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……