栏杆结构设计

栏杆结构设计计算书一、工程概况1、工程名称:2、工程地点：3、工程内容:4、建设单位:5、施工单位:一、计算参考规范、标准及资料1、建筑设计规范《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）《建筑装饰工程施工质量验收规范》GB50210-2001《建筑钢结构焊接规程》GB/T8162《碳钢焊条》2、锌钢规范GB/T5117-19953、玻璃规范《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003《浮法玻璃》GB11614-1999《钢化玻璃》GB/T9963-1998《夹层玻璃》4、钢材规范GB9962-1999《碳素结构钢》GB/T700-1988《优质碳素结构钢》GB/T699《不锈钢和耐热钢冷轧带钢》GB/T4239《高耐候结构钢》GB/T4171-2000《焊接结构用耐候钢》GB/T4172-2000《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》5、胶类及密封材料规范GB/T13912-1992《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-2001《硅酮建筑密封胶》GB/14683-2003《工业用橡胶板》6、五金件规范GB/T9304GB/T5574-1994《紧固件螺栓和螺钉》GB/T5277《十字槽盘头螺钉》GB/T818《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB3098.2-2000《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》GB3098.4-2000《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.15-2000《紧固件机械性能不锈钢、螺母》GB/T16823.1-19977、《建筑结构静力计算手册》第二版8、木工程建筑与结构施工图纸三、栏杆承受何种计算1、水平荷载值：按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第4.5.2条规定住宅阳台栏杆顶部水平荷载取q=0.5kN/m。2、栏杆顶部到阳台地坪面高度为1250mm，栏杆靠阳台踢脚线内表面安装，锌钢栏杆净高度为L=650mm，立杆分格间距l=650mm。3、栏杆选用立杆型材的截面特性栏杆立杆采用锌钢栏杆型材：型材的抗弯强度设计值：f=215N/mm2a型材的抗剪强度设计值：T=125N/mm2a型材弹性模量：E=2.06X105N/m2惯性矩：Ix=65510mm4,I=172950mm4净截面抵抗矩：Wx1=3276mm3,Wx2=4346mm3型材净截面面积：A=244.3mm2型材线密度：P=N/mm塑性发展系数：Y=4、立杆顶部受水平力F=q・l=0.5kN/mX0.65m=0.325kN5、立杆所受的弯矩为Mmax=F-L=0.325kNX0.65m=0.21kN・m6、锌钢立杆强度验算：弯矩产生的应力：°1=Mmax/Wx1=0.325X106/3.276X103=99.21N/mm2水平作用力产生的剪应力：T=F/A=325/244.3=1.33N/mm2应力组合：。=(2。1+3t)/2=(99.21X2+3X1.33)=101.21N/mm2<fa=215N/mm2锌钢立杆强度满足设计要求。'四、玻璃承受荷载计算1、玻璃块规格：_分格尺寸为高700mmX宽740mm。玻璃采用6+0.76+6夹胶钢化玻璃。2、玻璃有效厚度：te=(t13+t23)l/3=(125+125)l/3=6.30mm3、玻璃板块挠度值计算：住宅阳台栏杆顶部水平荷载取q=0.5kN/m。F=q・l=0.5kN/mX0.65m=0.325kN=325N根据锌钢立杆挠度计算：d=Fh3/3EI=325X7003/(3X2.06X105X65510)=2.8mm4、玻璃板块的弯曲刚度：D=Ete3/(12(1-u2))=2.06X105X6.303/(12X(1-0.22))=4471327N-mm5、玻璃强度验算：n玻璃折减系数：取n=0.7；口玻璃挠度系数：按边长比a/b查《玻璃幕墙工程技术规范》[JGJ102-2003]表6.1.3得U=0.00449；m玻璃弯矩系数：按边长比a/b查《玻璃幕墙工程技术规范》[JGJ102-2003]表6.1.2得m=0.0483；由挠度公式：d=nuqa4/Dq=Dd/(nuqa4)=4471327X2.8/(0.7X0.00449X7004)=0.0165玻璃由立杆挠度弯曲产生应力：。=6mqa2n/t2……6.1.2[JGJ102-2003]=6X0.0483X0.0165X7002X0.7/6.32+=41.32N/mm2<fg=84.00N/mm2(夹胶钢化玻璃强度设计值)玻璃强度满足设计要求。五、栏杆立杆与建筑主体结构连接强度验算锌钢立杆采用2个ST4.8X10不锈钢沉头螺钉与钢连接件固定连接，钢连接件采用4个M8X100不锈钢螺栓与建筑主体结构连接固定；钢连接件采用110X110X6mm镀锌钢板。1、连接处水平剪切力设计值：N=F=q・l=0.5kN/mX0.65m=0.325kN=325N2、立杆型材壁抗承压能力计算：Nc1：立柱型材壁抗承压能力(N)：Nnum1:连接处螺钉个数；2个d1：螺钉公称直接：4.8mm；t1：连接部位立柱壁厚：1.2mm；fc1：型材的局部承压强度设计值，6063-T5取120N/mm2；Nc1=Nnum1Xd1Xt1Xfc1=2X4.8X1.2X120=1383N>325N立杆型材壁抗承压强度可以满足要求。3、螺钉承载力计算：Nv2：螺钉受剪承载能力设计值(N)nv2：剪切面数：取1；d2：螺钉公称直径：4.8mm；(计算值取3.8mm)fv2：螺钉连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢(C50)取175N/mm2；Nv2=nv2XnXd22Xfv2/4=1X3.14X14.44X175/4=1984NNnum2:螺钉个数：Nnum2=N/Nv2=325/1984=0.16个实际取2个4、钢连接件6mm厚钢板抗承压能力计算：Nc3：钢角码型材壁抗承压能力（N）：Nnum3:连接处螺栓个数；4个D3：连接螺栓公称直接：8mm；t3：钢连接件钢板壁厚：6mm；fc3：型材的局部承压强度设计值，对Q235取215N/mm2；Nc3=Nnum3Xd3Xt3Xfc3=4X8X6X215=41280N>325N钢连接件强度满足要求。5、不锈钢螺栓抗剪承力计算：Nv4:螺栓受剪承载能力设计值（N）nv4：剪切面数：取1；d4:螺栓公称直径：8mm；fv4：螺栓连接的抗剪强度设计值，对Q235取125N/mm2；Nv4=nv4XnXd42Xfv4/4=1X3.14X64X125/4=6280NNnum2:螺栓个数：Nnum2=N/Nv2=325/6280=0.05个实际取4个不锈钢螺栓抗剪强度满足要求。六、栏杆扶手与建筑主体结构连接强度验算栏杆扶手与建筑主体结构连接强度验算主要考虑为侧向抗剪受力，其受力力臂长度简约计算为1000mm，其水平荷载取q=0.5kN/m。扶手采用2个ST4.8X10不锈钢沉头螺钉与63X40X5镀锌角码固定连接，镀锌角码采用1个M8X100不锈钢螺栓与建筑主体结构连接固定。1、扶手水平力F=q・l=0.5kN/mX1m=0.5kNMmax=F・L=0.5kNX1m=0.5kN・m连接处水平剪切力值：N=F=q・l=0.5kN/mX1m=0.5kN=500N2、扶手型材壁抗承压能力计算：Nc1：立柱型材壁抗承压能力（N）：Nnum1:连接处螺钉个数；2个d1：螺钉公称直接：4.8mm；t1：连接部位立柱壁厚：1.2mm；fc1：型材的局部承压强度设计值，6063-T5取120N/mm2；Nc1=Nnum1Xd1Xt1Xfc1=2X4.8X1.2X120=1383N>325N扶手型材壁抗承压强度可以满足要求。3、螺钉承载力计算：Nv2:螺钉受剪承载能力设计值（N）nv2：剪切面数：取1;d2:螺钉公称直径：4.8mm；（计算值取3.8mm）fv2：螺钉连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（C50）取175N/mm2；Nv2=nv2XnXd22Xfv2/4=1X3.14X14.44X175/4=1984NNnum2:螺钉个数：Nnum2=N/Nv2=325/1984=0.16个实际取2个4、镀锌角码抗承压能力计算：Nc3:镀锌角码型材壁抗承压能力（N）：Nnum3:连接处螺栓个数；2个D3：连接螺栓公称直接：8mm；t3：镀锌角码壁厚：5mm；fc3：镀锌角码的局部承压强度设计值，对Q235取215N/mm2；Nc3=Nnum3Xd3Xt3Xfc3=2X8X5X215=17200N>325N镀锌角码强度满足要求。5、扶手处不锈钢螺栓抗剪承载力计算：Nv4:螺栓受剪承载能力设计值（N）nv4：剪切面数：取1；d4:螺栓公称直径：8mm；fv4：螺栓连接的抗剪强度设计值，对Q235取125N/mm2；Nv4=nv4XnXd42Xfv4/4=1X3.14X64X125/4=6280NNnum2:螺栓个数：Nnum2=N/Nv2=325/6280=0.05个实际取1个扶手处