福宏小学外墙装饰工程建筑护栏设计计算书

福宏小学外墙装饰工程建筑护栏设计计算书设计：校对：审核：批准：

目录TOC\f\t"标题2,1,标题3,2"\h\z250881计算引用的规范、标准及资料 全金属栏杆设计计算书计算引用的规范、标准及资料围护结构相关设计规范：《铝合金结构设计规范》GB50429-2007《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《人造板材幕墙工程技术规范》JGJ336-2016《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2015《建筑幕墙》GB/T21086-2007《建筑玻璃采光顶技术要求》JG/T231-2018《建筑用玻璃与金属护栏》JG/T342-2012《建筑幕墙工程技术规范》DGJ08-56-2012建筑设计规范：《地震震级的规定》GB17740-2017《中国地震动参数区划图》GB18306-2015《钢结构设计标准》GB50017-2017《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010《高处作业吊篮》GB/T19155-2017《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2011《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)《混凝土用机械锚栓》JG/T160-2017《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154-2003《钢结构焊接规范》GB50661-2011《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002玻璃规范：《镀膜玻璃第1部分：阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2013《镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2013《防弹玻璃》GB17840-1999《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《建筑用安全玻璃第1部分：防火玻璃》GB15763.1-2009《半钢化玻璃》GB/T17841-2008《热弯玻璃》JC/T915-2003《压花玻璃》JC/T511-2002《中空玻璃》GB/T11944-2012钢材规范：《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005《不锈钢棒》GB/T1220-2007《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-2009《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280-2015《不锈钢热轧钢板和钢带》GB/T4237-2015《不锈钢丝》GB/T4240-2009《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000《彩色涂层钢板及钢带》GB/T12754-2006《热强钢焊条》GB/T5118-2012《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2018《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007《耐候结构钢》GB/T4171-2008《高碳铬不锈钢丝》YB/T096-2015《合金结构钢》GB/T3077-2015《冷拔异形钢管》GB/T3094-2012《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T5117-2012《碳素结构钢》GB/T700-2006《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板及钢带》GB/T3274-2017《优质碳素结构钢》GB/T699-2015《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017《建筑钢结构防腐蚀技术规程》JGJ/T251-2011《钢结构防腐蚀涂装技术规程》CECS343-2013《建筑用钢结构防腐涂料》JG/T224-2007胶类及密封材料规范：《丙烯酸酯建筑密封胶》JC/T484-2006《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001《金属板用建筑密封胶》JC/T884-2016《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004《工业用橡胶板》GB/T5574-2008《混凝土接缝用建筑密封胶》JC/T881-2017《建筑窗用弹性密封胶》JC/T485-2007《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2016《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005《建筑用岩棉绝热制品》GB/T19686-2015《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-2014《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB/T11835-2016《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-2008《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002《中空玻璃用弹性密封胶》GB/T29755-2013《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2014相关物理性能等级测试方法：《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《玻璃幕墙光热性能》GB/T18091-2015《彩色涂层钢板及钢带试验方法》GB/T13448-2006《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015《建筑防水材料老化试验方法》GB/T18244-2000《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2017《建筑幕墙层间变形性能分级及检测方法》GB/T18250-2015《建筑装饰装修工程质量验收标准》GB50210-2018《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》GB/T228.1-2010《建筑结构静力计算手册》(第二版)土建图纸：栏杆承受荷载计算按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第5.5.2条规定：（1）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；（2）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；按《中小学校设计规范》GB50099-2011第8.1.6条规定：中小学校防护栏杆最薄弱处承受的最小水平推力应不小于1.5KN/m；本处栏杆用途为：中小学；结合本计算的实际情况，考虑qkh=1.5KN/m的顶部水平均布荷载，以及qkv=1.2KN/m的顶部垂直均布荷载，忽略风荷载及抗震等其它作用。栏杆横杆计算基本参数：1：计算点标高：100m；2：力学模型：简支梁；3：横杆尺寸：W=120mm；L=1200mm；4：横杆材料及特性：杆件材料：Q235(热轧型钢),60×40×4钢矩管；抗弯强度：215MPa；荷载方向(水平)惯性矩：Iy=508000mm4；荷载方向(水平)抗弯矩：Wy=14500mm3；荷载方向(垂直)惯性矩：Ix=204000mm4；荷载方向(垂直)抗弯矩：Wx=10200mm3；本处栏杆结构示意图如下：栏杆横杆强度计算(1)横杆在顶部水平荷载作用下的弯矩设计值：qkh：作用在横杆顶部的水平均布荷载标准值(N/mm)；qh：作用在横杆顶端的水平均布荷载设计值(N/mm)；qh=1.5qkh=1.5×1.5=2.25N/mmMy：水平荷载作用下横杆的弯矩设计值(N·mm)；qh：作用在横杆顶部的水平均布荷载设计值(N/mm)；W：横杆跨度(mm)；My=qhW2/8=2.25×1202/8=4050N·mm(2)横杆在顶部垂直荷载作用下的弯矩设计值：qkv：作用在横杆顶部的垂直均布荷载标准值(N/mm)；qv：作用在横杆顶端的垂直均布荷载设计值(N/mm)；qv=1.5qkv=1.5×1.2=1.68N/mmMx：垂直荷载作用下横杆的弯矩设计值(N·mm)；qv：作用在横杆顶部的垂直均布荷载设计值(N/mm)；W：横杆跨度(mm)；Mx=qvW2/8=1.68×1202/8=3024N·mm(3)横杆在顶部水平荷载作用下的抗弯强度校核：按简支梁抗弯强度公式,应满足：My/γWy≤f上式中：My：作用方向的弯矩设计值(N·mm)；Wy：在弯矩作用方向的净截面抗弯矩(mm3)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；此处取：γ=1.05；f：横杆的抗弯强度设计值，取215MPa；则：My/γWy=4050/1.05/14500=0.266MPa≤215MPa横杆在水平荷载作用下的抗弯强度满足要求。(4)横杆在顶部垂直荷载作用下的抗弯强度校核：按简支梁抗弯强度公式,应满足：Mx/γWx≤f上式中：Mx：在作用方向的弯矩设计值(N·mm)；Wx：在弯矩作用方向的净截面抗弯矩(mm3)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；此处取：γ=1.05；f：横杆的抗弯强度设计值，取215MPa；则：Mx/γWx=3024/1.05/10200=0.282MPa≤215MPa横杆在垂直荷载作用下的抗弯强度满足要求。栏杆横杆挠度计算(1)横杆在顶部水平荷载作用下的挠度计算：Iy：作用方向的横杆惯性矩：508000mm4E：材料的弹性模量，为206000MPa；qkh：横杆上作用的水平均布荷载标准值(N/mm)；实际挠度计算值为：dfh=5qkhW4/384EIy=5×1.5×1204/384/206000/508000=0mm而df,lim=120/250=0.48mm所以横杆的水平挠度满足设计要求！(2)横杆在顶部垂直荷载作用下的挠度计算：Ix：作用方向的横杆惯性矩：204000mm4E：材料的弹性模量，为206000MPa；qkv：横杆上作用方向的均布荷载标准值(N/mm)；实际挠度计算值为：dfv=5qkvW4/384EIx=5×1.2×1204/384/206000/204000=0mm而df,lim=120/250=0.48mm所以横杆的垂直挠度满足设计要求！栏杆立杆计算基本参数：1：计算点标高：100m；2：力学模型：悬臂梁；3：立杆跨度：L=1200mm；4：立杆材料及特性：杆件材料：Q235(热轧型钢),50×30×4钢矩管抗弯强度：215MPa水平荷载方向惯性矩：Ix=345000mm4水平荷载方向抗弯矩：Wx=11500mm3本处立杆按悬臂梁力学模型进行设计计算。栏杆立杆强度计算(1)考虑横杆顶部水平荷载作用下的栏杆立杆荷载设计计算：P：横杆传递的水平作用力设计值(N)；q：横杆上作用的水平均布荷载设计值(N/mm)；W：横杆跨度(mm)；P=qW=2.25×120=270N(2)考虑横杆顶部水平荷载作用下在立杆根部产生的弯矩设计值：M：横杆力作用下在立杆根部产生的弯矩设计值(N·mm)；P：横杆传递的作用力设计值(N)；L：立杆跨度(mm)；M=PL=270×1200=324000N·mm(3)横杆顶部水平荷载作用下在立杆根部产生的剪力设计值：V：横杆力作用下在立杆根部产生的剪力设计值(N)；P：横杆传递的作用力设计值(N)；V=P=270N(4)水平荷载作用下立杆抗弯强度校核全金属栏杆立杆所受轴向荷载非常小，对强度的影响可完全忽略，计算时主要考虑弯矩作用对立柱的影响，按抗弯强度公式,应满足：M/γWn≤f上式中：M：弯矩设计值(N·mm)；Wx：在弯矩作用方向的净截面抗弯矩(mm3)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；此处取：γ=1.05；f：立杆的抗弯强度设计值，取215MPa；则：M/γWx=324000/1.05/11500=26.832MPa≤215MPa所以，在横杆水平荷载作用，立杆的抗弯强度满足要求。在横杆垂直荷载作用，立杆的抗弯强度非常微小，不需要进行计算；栏杆立杆挠度计算Pk：横杆传递的水平作用力标准值(N)；qk：横杆上作用的水平均布荷载标准值(N/mm)；W：横杆跨度(mm)；Pk=qkW=1.5×120=180Ndf：横杆水平荷载作用下在立杆悬臂端产生的挠度计算值(N·mm)；Ix：立杆惯性矩：345000mm4E：材料的弹性模量，为206000MPa；dfh=PkL3/3EIx带入各参数，得：dfh=PkL3/3EIx=180×12003/3/206000/345000=1.459mm而df,lim=2L/250=2×1200/250=9.6mm所以，横杆水平荷载作用对立杆产生的挠度满足设计要求！横杆在垂直荷载作用下对立杆不会产生挠度变形，不需要进行计算；

附录常用材料的力学及其它物理性能短期荷载作用下玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ102-2003表5.2.1种类厚度(mm)大面侧面普通玻璃528.019.5浮法玻璃5～1228.019.515～1924.017.0≥2020.014.0钢化玻璃5～1284.058.815～1972.050.4≥2059.041.3长期荷载作用下玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ113-2015表4.1.10种类厚度(mm)大面侧面平板玻璃4～129615～1975≥2064半钢化玻璃4～12282015～192417≥202014钢化玻璃4～12423015～193626≥203021铝合金型材的强度设计值(MPa)GB50429-2007表4.3.4铝合金牌号状态厚度强度设计值(mm)抗拉、抗压抗剪6061T4不区分9055T6不区分2001156063T5不区分9055T6不区分150856063AT5≤1013575T6≤1016090钢材的强度设计值(1-热轧钢材)fs(MPa)GB50017-2017表4.4.1钢材牌号厚度或直径d(mm)抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d≤16215125320Q355(GB/T1591-2018)d≤16315180400钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢)fs(MPa)GB50018-2002表4.2.1钢材牌号抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235205120310Q355(GB/T1591-2018)310180400不锈钢板材的强度设计值f(MPa)JGJ336-2016表5.2.4-2统一数字代号牌号规定非比例延伸强度RP0.2b抗拉强度ƒl抗剪强度ƒv端面承压强度ƒcsS3040806Cr19Ni10（0Cr18Ni9）205180100250S3160806Cr17Ni12Mo2（0Cr17Ni12Mo2）205180100250S3170806Cr19Ni13Mo3（0Cr19Ni13Mo3）205180100250材料的弹性模量E(MPa)JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9、JGJ336-2016表5.2.10材料E材料E玻璃0.72×105不锈钢绞线1.2×105～1.5×105铝合金、单层铝板0.70×105高强钢绞线1.95×105钢、不锈钢2.06×105钢丝绳0.8×105～1.0×105消除应力的高强钢丝2.05×105花岗石板0.8×105蜂窝铝板10mm0.35×105铝塑复合板4mm0.2×105蜂窝铝板15mm0.27×105铝塑复合板6mm0.3×105蜂窝铝板20mm0.21×105瓷板0.6×105陶板0.20×105砂岩石板0.55×105微晶玻璃0.81×105石灰石板0.46×105木纤维板0.09×105纤维水泥板0.14×105玻璃纤维板0.23～0.29×105材料的泊松比υJGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10GB50429-2007表4.3.7、JGJ336-2016表5.2.11材料υ材料υ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瓷板0.25微晶玻璃板0.20陶板0.13木纤维板0.30纤维水泥板0.25玻璃纤维板0.30石材蜂窝板0.30材料的膨胀系数α(1/℃)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7材料α材料α玻璃0.8×10-5～1.0×10-5不锈钢板1.80×10-5铝合金、单层铝板2.3×10-5(按GB50429)混凝土1.00×10-5钢材1.20×10-5砖砌体0.50×10-5铝塑复合板≤4.0×10-5蜂窝铝板2.4×10-5花岗岩0.8×10-5材料的重力密度γg(KN/m3)JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料γg材料γg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/m3(按GB50429)人造板材的强度设计值（MPa）JGJ336-2016表5.2.5材料种类抗弯强度设计值f抗剪强度设计值fv瓷板15.07.5陶板AⅠ类AⅡa类AⅡb类AⅠ类AⅡa类AⅡb类10.06.24.52.01.20.9微晶玻璃16.03.2木纤维板56.0——纤维水泥板11.52.3板材单位面积重力标准值（MPa）JGJ133-2001表5.2.2、JGJ336-2016表5.3.1板材厚度（mm）qk(N/m2)板材厚度（mm）qk(N/m2)单层铝板2.53.04.067.581.0112.0不锈钢板1.52.02.53.0117.8157.0196.3235.5铝塑复合板4.06.055.073.6蜂窝铝板（铝箔芯）10.015.020.053.070.074.0花岗石板20.025.030.0500～560625～700750～840瓷板kN/m322.5～23.5玻璃纤维板kN/m316.0～22.0陶板kN/m320.0～24.0花岗岩kN/m328.0微晶玻璃kN/m327.0砂岩kN/m324.0木纤维板kN/m312.7石灰岩kN/m326.0纤维水泥板kN/m314.7～16.7螺栓连接的强度设计值一(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-1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ftbfvbfcbftbfvbfcbftbftbfvbfcb普通螺栓4.6、4.8级1701405.6级2101908.8级400320锚栓Q235钢140Q355钢(GB/T1591-2018)180承压型连接高强度螺栓8.8级400250-10.9级500310-构件Q235钢--305--405470Q355钢(GB/T1591-2018)--385--510590Q390钢--400--530615不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.3类别组别性能等级σb抗拉抗剪A(奥氏体)A1、A250500230175A3、A470700320245A580800370280C(马氏体)C150500230175707003202451001000460350C380800370280C45050023017570700320245F(铁素体)F1