不锈钢建筑栏杆设计计算书资料讲解

1、栏杆计算建筑护栏设计计算书设计：校对： 审核： 批准： 目录1计算引用的规范、标准及资料 11.1幕墙及采光顶相关设计规范： 11.2建筑设计规范：11.3玻璃规范：11.4钢材规范：21.5胶类及密封材料规范： 21.6相关物理性能等级测试方法： 31.7建筑结构静力计算手册 （第二版）31.8 土建图纸：32栏杆承受荷载计算33栏杆横杆计算33.1杆件强度计算 43.2杆件剪力计算53.3杆件刚度计算64附录常用材料的力学及其它物理性能 7全金属栏杆设计计算书1计算引用的规范、标准及资料1.1幕墙及采光顶相关设计规范:GB50429-2007JGJ102-2003JGJ113-2009GB

2、/T21086-2007JG/T231-2007 JG/T342-2012 DGJ08-56-2012铝合金结构设计规范玻璃幕墙工程技术规范建筑玻璃应用技术规程建筑幕墙建筑玻璃采光顶建筑用玻璃与金属护栏建筑幕墙工程技术规范1.2建筑设计规范：地震震级的规定钢结构设计规范高层建筑混凝土结构技术规程高处作业吊蓝工程抗震术语标准混凝土结构后锚固技术规程混凝土结构加固设计规范混凝土结构设计规范混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓建筑防火封堵应用技术规程建筑钢结构焊接技术规程建筑工程抗震设防分类标准建筑结构荷载规范建筑结构可靠度设计统一标准建筑抗震设计规范建筑设计防火规范建筑物防雷设计规范冷弯薄壁型钢结构技术

3、规范GB/T17740-1999GB50017-2003JGJ3-2010GB19155-2003JGJ/T97-2011JGJ145-2004GB50367-2006GB50010-2010JG160-2004CECS154: 2003JGJ81-2002GB50223-2008GB50009-2012GB50068-2001GB50011-2010GB50016-2006GB50057-2010GB50018-20021.3玻璃规范:镀膜玻璃第1部分：阳光控制镀膜玻璃GB/T18915.1-2002镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃GB/T18915.2-2002防弹玻璃GB17840-19

4、99平板玻璃GB11614-2009建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃GB15763.3-2009建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃GB15763.2-2005建筑用安全玻璃防火玻璃GB15763.1-2009半钢化玻璃热弯玻璃压花玻璃GB/T17841-2008JC/T915-2003JC/T511-2002中空玻璃GB/T11944-20021.4钢材规范:1997建筑结构用冷弯矩形钢管不锈钢棒不锈钢冷加工钢棒不锈钢冷轧钢板及钢带不锈钢热轧钢板及钢带不锈钢丝建筑用不锈钢绞线不锈钢小直径无缝钢管彩色涂层钢板和钢带低合金钢焊条低合金高强度结构钢建筑幕墙用钢索压管接头耐候结构钢高碳铬不锈钢丝合金结构

5、钢JG/T178-2005GB/T1220-2007GB/T4226-2009GB/T3280-2007GB/T4237-2007GB/T4240-2009JG/T200-2007GB/T3090-2000GB/T12754-2006GB/T5118-1995GB/T1591-2008JG/T201-2007GB/T4171-2008YB/T096GB/T3077-1999JC484-2006JC/T882-2001JC/T884-2001JC/T942-2004GB/T5574-2008JC/T881-2001JC485-2007GB/T13477.1JC/T885-2001GB16776-

6、2005GB/T19686-2005JG/T174-2005JC/T482-2003JC/T483-2006GB/T11835-200720-2002金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求GB/T13912-2002冷拔异形钢管GB/T3094-2000碳钢焊条GB/T5117-1995碳素结构钢GB/T700-2006碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-2008碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-2007GB/T699-1999优质碳素结构钢1.5胶类及密封材料规范:丙烯酸酯建筑密封膏幕墙玻璃接缝用密封胶彩色涂层钢板用建筑密封胶丁基橡胶防水密封胶粘带工业

7、用橡胶板混凝土建筑接缝用密封胶建筑窗用弹性密封剂建筑密封材料试验方法建筑用防霉密封胶建筑用硅酮结构密封胶建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品建筑用硬质塑料隔热条聚氨酯建筑密封胶聚硫建筑密圭寸胶绝热用岩棉、矿棉及其制品硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定GB/T529-2008GB/T531-1999HG/T3318-2002JC/T486-2001JC/T914-2003橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法修补用天然橡胶胶粘剂中空玻璃用弹性密封胶中空玻璃用丁基热熔密封胶1.6相关物理性能等级测试方法:玻璃幕墙工程质量检验标准玻璃幕墙光学性能彩色涂层钢板和钢带试验方法钢结构工程施工质量验收规范混凝土结构工程施工质

8、量验收规范 建筑防水材料老化试验方法JGJ/T139-2001GB/T18091-2000GB/T13448-2006GB50205-2001GB50204-2002（2011版）GB/T18244-2000建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法GB/T15227-2007GB/T18575-2001GB/T18250-2000GB50210-2001GB/T228-2002建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 建筑幕墙平面内变形性能检测方法 建筑装饰装修工程质量验收规范 金属材料室温拉伸试验方法1.7建筑结构静力计算手册（第二版）1.8 土建图纸:2栏杆承受荷载计算本处栏杆为全金属杆结构，这种结构

9、自身在风压和地震作用下的荷载非常小，主要承受 的是规范GB50009-2012第条规定要求的人为荷载，这个荷载是均布在横杆上并由横 杆传到竖杆的，规范的要求如下：住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园，栏杆顶部的水平荷载应取1.0KN/m ；学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆、体育场，栏杆顶部的水平荷载应取 1.0KN/m，竖向荷载应取1.2KN/m，水平荷载和竖向荷载应分别考虑；结合本计算的实际情况，考虑qk=1.0KN/m的顶部水平均布荷载标准值，忽略风荷载及抗震等其它作用。3栏杆横杆计算选定杆件材料类别：不锈钢选用杆件型材名称：FT80X60X3 型材强度设计值：180

10、N/mm2 型材弹性模量：E=206000N/mm2轴惯性矩：lx=70.0466cm 4轴惯性矩：Iy=44.8908cm 43轴上部抵抗矩：Wx仁17.5116cm3轴下部抵抗矩：Wx2=17.5116cm3轴左部抵抗矩：Wy仁14.9636cm3轴右部抵抗矩：Wy2=14.9636cm 型材截面积：A=7.80823cm 2型材计算校核处抗剪壁厚：t=3mm 型材截面面积矩：Ss=10.58cm 3 塑性发展系数：丫 =1.053.1杆件强度计算(1) 荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)q：荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)q =1kN/m(2) 荷载组合杆件节点及单兀编号图

11、如下：N0B0N5400雨篷横梁计算简图杆件所受组合荷载简图如下：Yq=1.000kN/m(3)杆件弯矩：通过有限元分析计算得到杆件的弯矩图如下X5400”J雨篷横梁弯矩图杆件弯矩分布如下表列表条目12345678910偏移(m)0.00C0.6081.2151.8222.4302.97(3.577'4.185i 4.7925400弯矩(kN.m)2.43C0.974-0.112-0.830-1.179-1.179-0.830-0.1120.9742.430最大弯矩发生在5.4m处M:幕墙杆件在组合荷载作用下产生弯矩(kN m)M=2.43kN m杆件在荷载作用下的支座反力信息如下表支

12、座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)N0-0.0002.7002.430N1-0.0002.700-2.430、八丄口M校核依据：Wf a (JGJ102-2003 6.2.4)yX wd :杆件计算强度(N/mnf)A:Wx:杆件型材截面积杆件截面抵抗矩:7.80823cm:17.5116cm丫 :塑性发展系数：1.05MX103b 1.05 >Wx3_2.43 X10=1.05 X17.51162=132.157N/mm2 2132.157N/mm <f a=180N/mm杆件强度满足要求3.2杆件剪力计算2 校核依据：t maxw t =105N/mm通

13、过有限元分析计算得到杆件的剪力图如下YQmax=2.700kNX5400雨篷横梁剪力图杆件剪力分布如下表列表条目丄12345678910偏移(m):0.00C0.6081.2151.8222.4302.9703.577'4.185i 4.7925400剪力(kN)2.70C2.0931.4850.8780.270-0.27C-0.877-1.485-2.09212.700最大剪力发生在0m处T :杆件剪应力：Q:杆件最大剪力：2.7kNSs:杆件型材截面面积矩：10.58cmIx: t:杆件型材截面惯性矩：70.0466cm 4杆件抗剪壁厚：3mmQxSsX100TIz xt2.7 X

14、10.58 X0070.0466 X3=13.5938N/mm2 213.5938N/mm< 105N/mm杆件抗剪强度可以满足3.3杆件刚度计算校核依据:Umax <L300Dfmax:杆件最大允许挠度：通过有限元分析计算得到杆件的挠度图如下 YX5400Dmax=15.346mm雨篷横梁位移图杆件挠度分布如下表列表条目12345678910偏移(m):0.00C0.6081.2151.8222.4302.97(3.577'4.185i 4.7925400挠度(mm)0.00C-2.448-7.46612.27515.04015.04012.275-7.466-2.448

15、0.000最大挠度发生在 2.7m处，最大挠度为15.3458mmHvmaxDfmax=x 10003005.4300x 1000=18mm杆件最大挠度 Umax为:15.3458mm < 18mm挠度满足要求4附录常用材料的力学及其它物理性能一、 玻璃的强度设计值 f g(MPa)JGJ102-2003 表 JGJ102-2003 表 钢材牌号厚度或直径d(mm)抗拉、抗压、抗 弯抗剪端面承压Q235dw 16215125325Q345dw 16310180400五、钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢)f s(MPa)GB50018-2002 表 421钢材牌号抗拉、抗压、抗弯抗剪端面

16、承压Q235205120310Q345300175400六、 材料的弹性模量 E(MPa)JGJ102-2003 表 、JGJ133-2001 表 材料E材料E玻璃50.72 X 10不锈钢绞线551.2 X 10 1.5 X 10铝合金、单层铝板0.70 X 105高强钢绞线1.95 X 105钢、不锈钢2.06 X 10钢丝绳550.8 X 10 1.0 X 10消除应力的高强钢丝2.05 X 10花岗石板50.8 X 10蜂窝铝板10mm50.35 X 10铝塑复合板4mm50.2 X 10蜂窝铝板15mm0.27 X 10铝塑复合板6mm50.3 X 10蜂窝铝板20mm0.21 X

17、105七、材料的泊松比UJGJ102-2003 表 、JGJ133-2001 表 、GB50429-2007 表 437材料U材料U玻璃0.2钢、不锈钢0.3铝合金0.3(按 GB50429)高强钢丝、钢绞线0.3铝塑复合板0.25蜂窝铝板0.25花岗岩0.125八、材料的膨胀系数a (1/ C )JGJ102-2003 表 、JGJ133-2001 表 、GB50429-2007 表 材料a材料a玻璃550.8 X 10-1.0 X 10-不锈钢板1.80X 10-5铝合金、单层铝板2.3 X 10-5(按 GB50429)混凝土1.00X 10-5钢材51.20 X 10-砖砌体0.50X

18、 10-5铝塑复合板5< 4.0 X 10蜂窝铝板2.4X 10-5花岗岩-50.8 X 10九、 材料的重力密度丫 g (KN/m3)JGJ102-2003 表 、GB50429-2007 表 材料丫 g材料丫 g普通玻璃、夹层玻璃 钢化、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2700kg/m (按 GB50429)十、板材单位面积重力标准值(MPaJGJ133-2001 表 板材厚度(mmqk(N/m2)板材厚度(mmqk(N/m2)单层铝板2.567.51.5117.83.081.0不锈4.0112.02.02.5157.0

19、196.3钢板铝塑复合板4.055.03.0235.56.073.6蜂窝铝板10.053.0花岗20.0500 560（铝箔芯）15.070.0石板25.062570020.074.030.0750840螺栓连接的强度设计值一 （MPa）JGJ102-2003 表 螺栓的性能等级 锚栓和构件钢材的牌号普通螺栓锚栓承压型连接高强 度螺栓C级螺栓A B级螺栓抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗拉抗剪承压ftbf b1 vf cbftbf b1 vfcbftbftbf b1 vfcb普通螺栓4.6、4.8 级1701405.6级-210190-8.8级-400320-锚栓Q235 钢-140-Q345 钢

20、-180-承压型连接高 强度螺栓8.8级-400250-10.9 级-500310-构件Q235 钢-305-405-470Q345 钢-385-510-590Q390 钢-400-530-615十二、螺栓连接的强度设计值二（MPa）GB50429-2007 表 435-1螺栓的材料、性能等级和构件铝合金牌号普通螺栓铝合金不锈钢钢抗拉ftv抗剪 fvb承压fcb抗拉 ftv抗剪 fvb承压fcb抗拉 ftv抗剪 fvb承压fcb普通螺栓铝合金2B11170160一一一一一一一2A90150145一一一一一一一不锈钢A2-50、A4-50一一一200190一一一一A2-70、A4-70一一一28

21、0265一一一一钢4.6、4.8 级一一一一一一170140一构 件6061-T4一一210一一210一一2106061-T6一一305一一305一一3056063-T5一一185一一185一一1856063-T6一一240一一240一一2406063A-T5一一220一一220一一2206063A-T6一一255一一255一一2555083-O/F/H112一一315一一315一一315十三、焊缝的强度设计值（MPa）JGJ102-2003 表 焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度或直径d （ mm抗压 fcw抗拉和抗弯受拉ft抗剪 fvw抗拉、:抗压和一级、二级三级抗剪ffw自

22、动焊、半自动焊 和E43型焊条的手工焊Q235钢dw 1621521518512516016v d< 4020520517512016040 v d< 60200200170115160自动焊、半自动焊 和E50型焊条的手工焊Q345钢d< 1631031026518020016v d< 3529529525017020035v d< 50265265225155200自动焊、半自动焊 和E55型焊条的手工焊Q390钢d< 1635035030020522016v d< 3533533528519022035v d< 50315315270180

23、220自动焊、半自动焊 和E55型焊条的手工焊Q420钢d< 1638038032022022016v d< 3536036030521022035v d< 50240240290195220十四、不锈钢螺栓连接的强度设计值（MPa）JGJ102-2003 表 类别组别性能等级(T b抗拉抗剪A（奥氏体）A1、A250500230175A3、A470700320245A580800370280C（马氏体）C150500230175707003202451001000460350C380800370280C45050023017570700320245F（铁素体）F14545021016060600275210卜五、楼层弹性层间位移角限值GB/T21086-2007 表 20_建筑高度结构类型建筑高度h（ mH< 150150 v H< 250H&g