钢质防火门设计计算书

钢质防火门设计计算说明书
确定GFM-1824-bd5A1.5（甲级）-2型号规格钢质隔热防火门，根据规格型号选择防火隔热材料的种类，容重及参数：
即珍珠岩板和防火板防火隔热材料性能，容重，强度及加工难易程度等。

按隔热防火门耐火性能等级设计
即根据设计任务书中给出的工作条件，并根据防火门前期结构和以往制作经验，选择选择相应耐火等级所需填充珍珠岩板（容重、强度及加工难易程度等）及是否填充防火板。

1 结构设计
确定GFM-1824-bd5A1.5（甲级）-2型号规格钢质隔热防火门的结构设计与防火门的耐火性能，加工方法，使用要求及经济性等因素有关。

通常先按防火门的耐火性能，选定合适的结构型式，然后再根据珍珠岩板试验数据，进行结构设计。

设计并绘制防火门图纸，图纸中应标明主要结构尺寸和形位公差并明确技术要求（包括门扇质量及填充材料种类等）。

钢质隔热防火门门框：用δ1.2mm冷扎板折弯、拼焊而成。

内衬δ3mmA3板做铰链固定板，拼焊在门框内侧。

钢质隔热防火门门扇：用0.8mm冷扎板做面板,门芯用0.8冷扎板做骨架,填充物为外购膨胀珍珠岩板材。

铰链连接位用3mmQ235板做铰链固定板，工装定位焊接在骨架内侧。

设计要求：
钢质防火门为钢质材料制作门框、门扇骨架和门扇面板，门扇内填充外购膨胀珍珠岩板材组成结构门，铰链用三只5吋5个孔防火铰链，用M5x16十字沉头镀锌螺钉连接。

填充物为外购膨胀珍珠岩板材，甲级防火门膨胀珍珠岩板密度330kg/m3，乙级防火门膨胀珍珠岩板密度300kg/m3，丙级防火门膨胀珍珠岩板密度260kg/m3。

门的开启力不得大于80N。

2 门扇质量设计计算
根据所设计隔热防火门扇的耐火性能与结构型式，并根据图纸中各零部件的材质种类、容重等性能来分别计算出其理论重量，最后汇总后累计相加得出所设计的该型号规格的隔热防火门扇质量。

计算GFM-1824-bd5A1.5（甲级）-2的门扇重量，门扇实际尺寸为835.5*2320*50mm：2扇
具体详见图纸。

前门板展开料：940.7*2317*0.8mm，面积：2.18m2，
其重量G1=2.18 m2*7.85kg/ m3*0.8mm=13.69㎏
后门板展开料：899.7*2317*0.8mm，面积：2.083m2，
其重量G2=2.083 m2*7.85kg/ m3*0.8mm=13.08㎏
点边条：35*2317*0.8mm，2条，面积：0.16219 m2，
其重量G3=0.1559m2*7.85kg/ m3*0.8mm=1.019㎏
锁加强板：100*240*0.8mm，2块，面积：0.048 m2，
其重量G4=0.048m2*7.85kg/ m3*0.8mm=0.3㎏
骨架展开料：100*2317*0.8mm，2条；100*830.7*0.8mm，2条；32*770.7*0.8mm，2条；面积：0.679 m2，90*1005*0.8mm，2条; 90*255*0.8mm，2条面积0.2268 m2其重量G5=0.9058m2*7.85kg/ m3*0.8mm=5.688㎏
铰链加强板： 35*100*3.0mm，3块；面积：0.0105 m2，
其重量G6=0.0105m2*7.85kg/ m3*3.0mm=0.247㎏
膨胀珍珠岩板：828*2315*43mm，面积：1.917 m2，
其重量G7=1.917m2*330kg/ m3*43mm=27.202㎏
防火板：800*2200*40mm，面积：1.76 m2，
其重量G7=1.76m2*1400kg/ m3*4mm=9.8㎏
包边条展开料：113.5*2320*1.2mm，1条；70.5*835.5*1.2mm，2条； 70.5*2320*1.2mm，1条面积：0.54m2，
其重量G8=0.54m2*7.85kg/ m3*1.2mm=5.09㎏
表面漆面积：4.2m2
重量G9=4.2m2/4.5 m2/kg=0.93㎏
其他螺钉等小五金，胶粘剂：4㎏
防火玻璃重：11kg
单个门扇重量（质量）= G1+ G2+ G3+ G4+ G5+ G6+ G7+ G8+G9+G10+G11+G12
=13.69+13.08+1.019+0.3+5.688+0.247+27.202+9.8+5.09+0.93+4+11=92㎏
两个门扇重：184kg
2.1 载荷计算
2.1.1 铰链选择及承受载荷计算
根据所设计隔热防火门扇的耐火性能与结构型式，选择合适的符合国标要求的5＂旗形铰链。

门扇单体重量G=85㎏，门重心位距铰位长度L=418mm，5＂旗形铰链轴至铰链孔中心L1=36mm；
2.1.2 门扇到铰链轴力矩Fx的计算公式
Fx = G x L (1)
试（1）中：
Fx——门扇到铰链轴力矩，单位为公斤毫米（㎏mm）；
G ——门扇质量（重量），单位为公斤（㎏）；
L ——门扇中心尺寸，单位为毫米（mm）
作用点在铰链轴上，门扇到铰链轴力矩：
Fx = 85*418=35530kgmm；
2.1.3 作用于铰链中心的力Fx1的计算公式
Fx1 = Fx / L1 (2)
试（2）中：
Fx1——作用于铰链中心的力，单位为公斤（㎏）；
Fx——门扇到铰链轴力矩，单位为公斤毫米（㎏mm）；
L1——铰链轴中心到铰链板中心尺寸，单位为毫米（mm）
作用于铰链孔中心的力：
Fx1 = 35530/36=987kg
2.1.4 材质为钢质的M5机丝屈服强度（不出现屈服的最大预紧力）F的计算公式
F = (3лd2δs0.91 / 16)*0.101972 (3)
试（4）中：
F ——屈服强度（不出现屈服的最大预紧力），单位为公斤（㎏）；
л——3.14；
d2——螺钉直径的平方，单位为平方毫米（mm2）
δs——屈服点，单位（MPa/mm2）；
0.91——保证应力系数；
1MPa/mm2=0.101972㎏f. mm2
例：材质为A3镀锌的M5螺钉屈服强度（不出现屈服的最大预紧力）F的计算查设计手册，δs(屈服点):，340（MPa/mm2）；
螺钉直径的平方(d2)，25（mm2）
0.91——保证应力系数；
1MPa/mm2=0.101972㎏f. mm2
F = (3лd2δs0.91 / 16)*0.101972
=(3*3.14*52*340*0.91 / 16)*0.101972=459㎏
2.1.5 铰链轴向固定力Fx2的计算公式
Fx2 = F * X (4)
试（4）中：
F ——屈服强度（不出现屈服的最大预紧力），单位为公斤（㎏）；
X ——受力铰链孔数量，单位为个
每只铰链5个孔，三只铰链，X=15
Fx2 = 459 * 15 =6889㎏
2.1.6 铰链及螺钉校核
Fx2＞Fx1，5＂旗形铰链及M5机丝满足要求。

2.2 门扇开启力载荷计算
2.2.1 门锁把手位距铰链中心尺寸L2
根据图纸计算门锁把手位距铰链中心尺寸 L2=784.5mm ;
2.2.2 闭门器型号规格及安装位置尺寸
选择闭门器型号为BAB061型号，闭门器中心距铰链中心的尺寸 L3=170mm
2.2.3 铰链摩擦力Fδ的计算公式
Fδ = G * f * X1 (5)
试（5）中：
Fδ——铰链摩擦力，单位为公斤（㎏）；
G ——门扇质量（重量），单位为公斤（㎏）；
f ——摩擦系数，（查设计手册，钢——钢无润滑剂滑动摩擦系数f=0.15）
X1 ——单门扇铰链数量，单位为付
Fδ = 85 * 0.15 * 3 = 38.25㎏
2.2.4 闭门器压力F1确定
BAB061型号,压力F1=25kg
2.2.5 门扇开启力F2的计算公式
F2 = 9.8*（F1*L3+ Fδ*X2）/L2 (6)
试（6）中：
F2——门扇开启力，单位为牛顿（N）；
F1 ——闭门器压力，单位为公斤（㎏）；
Fδ——铰链摩擦力，单位为公斤（㎏）；
X2 ——单门扇铰链数量，单位为只,钢——钢无润滑剂滑动摩擦铰链数量
L2 ——门锁把手位距铰链中心尺寸, 单位为毫米（mm）
L3 ——闭门器中心距铰链中心的尺寸, 单位为毫米（mm）
查设计手册，1㎏f=9.8N
门扇开启力F2:
F2 = 9.8*（25*170+ 38.25*6）/784.5=5.71㎏f=56N
2.2.6 开启力校核
门扇开启力F2≤80N，开启力满足要求。

广州三和门窗有限公司
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2009-05-16。