栏杆力学计算书

1、第一章设计计算依据1 、建筑及结构施工图。2 、规：玻璃幕墙工程技术规 JGJ102-2003 (以下简称规)金属与石材幕墙工程技术规JGJ133-2001建筑结构载荷规 GB50009-2001民用建筑热工设计规GB50176-93钢结构设计规GB50017-2003 建筑设计防火规 GB50016-2001高层民用建筑设计防火规GB/50045-95建筑抗震设计规GB50011-20013 、性能检测标准：建筑幕墙空气渗透性能检测方法GB/T15226建筑幕墙风压变形性能检测方法GB/T15227建筑幕墙雨水渗漏性能检测方法GB/T15228建筑外窗抗风压性能分级及其检测方法GB7106-

2、864 、工程基本条件及设计依据：a、粗糙度类别：C类b 、50年一遇的基本风压：0.45(kPa)c 、50年一遇的基本雪压：0.4(kPa)d 、地震烈度：8度(0.15g)e、年最大温差C): 80f、幕墙平面变形性能：1/267第二章设计载荷确定原则施加于幕墙和采光顶上的荷载和作用主要有风载荷、雪荷载、自重、地震作用和温 度变化等，通常风载荷引起的作用效应最大。在进行幕墙构件、连接件和预埋件等的设计计算时，必须考虑各种载荷和作用效应的分项系数，即采用其设计值；在进行位移和挠度设计计算时，各分项系数均取1.0 ,即采用其标准值。1、风载荷根据规，垂直于幕墙表面的风载荷标准值可按下式计算，

3、并且不得小于1.0kN/m2：Wk卩gz卩z卩sW0式中 w作用在垂直幕墙上的风载荷标准值 (kN/m2);Bgz阵风风压系数；按建筑结构载荷规GB50009的规定采用；口 z风压高度变化系数，按建筑结构载荷规GB50009的规定采用；大面风载荷体型系数；w基本风压(kN/m2)，按建筑结构荷载规 GB50009的规定采用。根据规要求，在进行建筑幕墙构件、连接件和锚固件的承载力设计计算时，风载荷 的分项系数取yw=1.4，即风载荷的设计值为：wWk1.4Wk2、雪载荷根据规，玻璃采光顶(或雨篷)水平投影面上的雪荷载标准值可按下式计算：Sk吐rSo式中 Sk雪载荷标准值(kN/m2);口 r屋面

4、积雪分布系数；so基本雪压(kN/m2)，按建筑结构荷载规GB50009的规定采用。根据规要求，在进行玻璃采光顶(或雨篷)的承载力设计计算时，雪载荷的分项系 数取ys=1.4，即雪载荷的设计值为：SsSk 1.4s<3、地震作用垂直于幕墙平面水平分布地震作用力标准值可按下式计算：q Ek 卩 Ea m axq Gk. 2 式中qEk垂直于幕墙平面水平分布地震作用力标准值(kN/m );Be动力放大系数，可取 5.0 ;a max 水平地震影响系数最大值；q g幕墙构件单位面积的重力荷载标准值(kN/m2)。根据规要求，地震载荷的分项系数取y e=1.3，即地震作用的设计值为：q e y

5、Eq Ek 1.3q Ek4 、幕墙结构重力荷载根据规，幕墙结构重力荷载的分项系数一般取Y G =1.2，当自重荷载的效应对构件有利时，其分项系数的取值不应大于1.0，重力荷载的设计值为：qG 丫 G qGk 1 .2 q Gk5、载荷组合根据规，幕墙构件按承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下式规定：S Sg 1.0w 0.5qE式中 Sg 永久荷载效应设计值(kN/m2)S作用效应组合的设计值(kN/m2)。第三章玻璃围栏计算玻璃栏杆为下部支承，玻璃最大宽度1500mm玻璃栏杆埋件最大宽度间距 1400mm 玻璃可见高度950mm玻璃采用10+1.52PVB+10mr夹胶钢化玻璃,

6、本计算分别对风荷载和 栏杆水平荷载进行校核。§ 3.1、风荷载校核1、部位基本设计参数玻璃围栏最大标高点为100m.2、风荷载确定根据建筑荷载规，对于粗糙度为C类地区，该处的风压高度变化系数为口 z =1.7 ,阵风风压系数 头=1.6，风荷载体型系数 s=1.5 。根据荷载确定的有关公式可得：Wk卩 z卩 z%w°=1.6 x 1.7 x 1.5 x 0.452=1.836 (KN/ m)S = 1.4 x 1.836 = 2.57 (KN/ m2)3、玻璃围栏的强度计算(a) 、1500mn宽，10+1.52+10mm夹胶钢化玻璃的截面参数计算：按玻璃幕墙工程技术规JG

7、J102-2003要求，夹胶玻璃应分别校核、外片玻璃。10mm 外片玻璃惯性矩、抗弯截面模量：10吉150313 = 12.5 cmI3W10= 25 cmC(b) 、风荷载在、外片玻璃上作用分配：按玻璃幕墙工程技术规JGJ102-2003要求，夹胶玻璃、外片玻璃分别承担风荷载的作用为：t I23 =1.285(KN/ m 2)t13 t23(c) 、风荷载在玻璃栏杆单片玻璃上产生的弯矩:S分一风载荷设计值（KN/m2）,取1.285 ;H 玻璃栏杆可见高度（mm）,取950mmB 玻璃栏杆宽度（mm）,取1500mm计算结果：M = 869.78 Nm84 (N/ mm)（d）、玻璃栏杆、外

8、片强度校核:按玻璃幕墙工程技术规JGJ102-2003规定（表5.2.1 ）,计算式:2M /W (N/ mm)10mm外片玻璃强度校核:M /W10 = 34.79MPa <综合以上分析可见，玻璃栏杆强度满足设计要求。4、玻璃围栏的刚度计算（a）、1500mm宽，10+1.52+10mm夹胶钢化玻璃刚度校核截面参数计算:按玻璃幕墙工程技术规 JGJ102-2003规定（条），10+1.52+10mm夹胶钢化玻璃等效截面:t t13 t23 = 1 103103 =12.6 (mm) 12.6mm等效玻璃惯性矩、抗弯截面模量:I12 古 1501.263 = 25 cm 4（b）、玻璃刚

9、度校核:玻璃顶端的挠度由下式计算:W B H 4 _、MAX8E I (m)式中W风载荷标准值（KN/m2）,取1.836 ;H 玻璃栏杆高度，取 0.95m；B 玻璃栏杆宽度，取1.5mm；112 -玻璃栏杆抗弯惯性矩计算结果:MAX15.5mm < 1/60H = 15.83mm玻璃挠度合格。§ 3.2、阳台玻璃栏杆水平荷载校核1、栏杆水平荷载按建筑荷载规，栏杆水平荷载取固定值：P=500 N/m2、玻璃围栏的强度计算(a)、1500mm宽，10+1.52+10mm夹胶钢化玻璃的截面参数计算：按玻璃幕墙工程技术规JGJ102-2003要求，夹胶玻璃应分别校核、外片玻璃。10

10、mm 外片玻璃惯性矩、抗弯截面模量：10咅150313 = 12.5 cmW10= 25 cmC(b)、水平在、外片玻璃上作用分配：按玻璃幕墙工程技术规JGJ102-2003要求，夹胶玻璃、外片玻璃分别承担风荷载的作用为：.3 =250(N/ m)t13 t23(c) 、水平荷载在玻璃栏杆单片玻璃上产生的弯矩:Mp 分 B HP分 水平载荷，取250(N/ m)；H 玻璃栏杆可见高度(mm),取950mmB 玻璃栏杆宽度(mm),取1500mm计算结果：M = 356.25 Nm(d) 、玻璃栏杆单片玻璃强度校核：按玻璃幕墙工程技术规JGJ102-2003规定(表)，84 (N/ mrr)计算

11、式：2M /W (N/ mm)M /W10 = 14.25MPa <10mm外片玻璃强度校核:综合以上分析可见，玻璃栏杆强度满足设计要求。4、玻璃围栏的刚度计算(a)、1500mm宽，10+1.52+10mm夹胶钢化玻璃刚度校核截面参数计算:按玻璃幕墙工程技术规JGJ102-2003规定(条)，8+0.76+6mm夹胶钢化玻璃等效截面：t Itl3 t23 = 3、103103 =12.6 (mm)12.6mm等效玻璃惯性矩、抗弯截面模量：112# 1501.263 = 25 cm 4(b)、玻璃刚度校核：玻璃顶端的挠度由下式计算:1P B H 3 /、MAX3EI(m)式中P 栏杆水平

12、荷载,取500(N/ m)；H 玻璃栏杆高度，取 0.95m；B 玻璃栏杆宽度，取1.5mm；112 -玻璃栏杆抗弯惯性矩计算结果：fMAx11.9mm < 1/60H = 15.83mm玻璃挠度合格。§ 3.3、阳台玻璃栏杆根部钢槽连接构件强度校核1、作用于根部钢槽的荷载作用于根部钢槽的最大弯矩为 (跨距1400mm) M = 1623 Nm作用于根部钢槽的最大水平剪力(跨距1400mm为:F = 3418 N2、构成钢槽的角钢L125x125x8强度校核计算式：215MPa2M M / W (N/ mm )式中，M根部弯距(Nmm，取1623NmmW 1400mm跨距8mm

13、i钢板的截面抵抗矩;12 14030.8 = 5.97cmI3=14.925 cmC塑性发展系数，取1.05计算得：M 103 .57 MPa2F / A (N/ mm )式中，F水平剪切力(N)，取3418 N ；. 2A 1400mm跨距8mmi钢板的截面积，A=11200mm计算得： f 0.31 MPa因此，综合以上计算得：103.57MPa角钢强度合格。3、钢槽的根部焊接校核400mm焊缝间隔如图纸所示，钢槽的根部同埋板满焊连接，单点焊缝长度不小于 不大于1400mm计算焊脚高度不小于 8mm作用于根部焊缝的最大弯矩为：M = 1623 Nm作用于根部焊缝的最大水平剪力为：F =3418 N? fW =