欄桿力學(xué)計算書

1、第一章 設(shè)計計算依據(jù)1、建筑及結(jié)構(gòu)施工圖。2、 規(guī)范：玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003（以下簡稱規(guī)范）金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ133-2001 建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范 GB50009-2001 民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范 GB50176-93 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50017-2003 建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50016-2001高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB/50045-95 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB50011-20013、性能檢測標準：建筑幕墻空氣滲透性能檢測方法 GB/T15226 建筑幕墻風壓變形性能檢測方法 GB/T15227 建筑幕墻雨水滲漏性能檢測方法 GB/T15228 建筑

2、外窗抗風壓性能分級及其檢測方法 GB7106-864、工程基本條件及設(shè)計依據(jù)：a粗糙度類別：C類b、50 年一遇的基本風壓： （kPa）c、50 年一遇的基本雪壓： （kPa）d、地震烈度：8度（0.15g）e、年最大溫差C ）： 80f、 幕墻平面內(nèi)變形性能：1/267第二章 設(shè)計載荷確定原則施加于幕墻和采光頂上的荷載和作用主要有風載荷、雪荷載、自重、地震作用和溫 度變化等，通常風載荷引起的作用效應(yīng)最大。在進行幕墻構(gòu)件、 連接件和預(yù)埋件等的設(shè)計計算時， 必須考慮各種載荷和作用效應(yīng) 的分項系數(shù)，即采用其設(shè)計值；在進行位移和撓度設(shè)計計算時，各分項系數(shù)均取，即采 用其標準值。1、風載荷根據(jù)規(guī)范，垂

3、直于幕墻表面的風載荷標準值可按下式計算，并且不得小于m2：Wk卩gz卩z卩sW0式中 Wk作用在垂直幕墻上的風載荷標準值 （kN/m2）；卩gz陣風風壓系數(shù)；按建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范GB50009的規(guī)定采用；口 z風壓高度變化系數(shù)，按建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范GB50009的規(guī)定采用；e大面風載荷體型系數(shù)； wo基本風壓（kN/m2），按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定采用。根據(jù)規(guī)范要求，在進行建筑幕墻構(gòu)件、連接件和錨固件的承載力設(shè)計計算時，風載 荷的分項系數(shù)取y w=，即風載荷的設(shè)計值為：wwk 1.4wk2、雪載荷根據(jù)規(guī)范，玻璃采光頂(或雨篷)水平投影面上的雪荷載標準值可按下式計算：Sk U r So

4、式中 Sk雪載荷標準值(kN/m2);U r屋面積雪分布系數(shù)；so基本雪壓(kN/m2)，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009的規(guī)定采用。 根據(jù)規(guī)范要求，在進行玻璃采光頂(或雨篷)的承載力設(shè)計計算時，雪載荷的分項 系數(shù)取Y s=，即雪載荷的設(shè)計值為：S SSk 1.4Sk3、地震作用垂直于幕墻平面水平分布地震作用力標準值可按下式計算：q Ek 卩 Ea m axq Gk式中 qEk垂直于幕墻平面水平分布地震作用力標準值(kN/m2);卩e動力放大系數(shù)，可??；a max水平地震影響系數(shù)最大值；qGk幕墻構(gòu)件單位面積的重力荷載標準值 (kN/m2)。根據(jù)規(guī)范要求，地震載荷的分項系數(shù)取 y e=，即地

5、震作用的設(shè)計值為：qE YEqEk 1.3qEk4、幕墻結(jié)構(gòu)重力荷載根據(jù)規(guī)范，幕墻結(jié)構(gòu)重力荷載的分項系數(shù)一般取 Y G =，當自重荷載的效應(yīng)對構(gòu)件 有利時，其分項系數(shù)的取值不應(yīng)大于，重力荷載的設(shè)計值為：qG YG qGk1.2qGk5、載荷組合根據(jù)規(guī)范， 幕墻構(gòu)件按承載力極限狀態(tài)設(shè)計時， 其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下式規(guī)定：S SG 1.ow o.5qE式中SG 永久荷載效應(yīng)設(shè)計值 (kN/m 2)；S 作用效應(yīng)組合的設(shè)計值 (kN/m2)第三章玻璃圍欄計算玻璃欄桿為下部支承，玻璃最大寬度1500mm，玻璃欄桿埋件最大寬度間距1400mm，玻璃可見高度 950mm，玻璃采用10+10mm夾膠鋼化玻

6、璃，本計算分別對風 荷載和欄桿水平荷載進行校核。§風荷載校核1、部位基本設(shè)計參數(shù)玻璃圍欄最大標高點為 100m。2、風荷載確定根據(jù)建筑荷載規(guī)范，對于粗糙度為C類地區(qū)，該處的風壓高度變化系數(shù)為口 z =陣風風壓系數(shù)B z=，風荷載體型系數(shù) 貯=。根據(jù)荷載確定的有關(guān)公式可得：Wk 卩 z 卩 z%W°=x x x=(KN/ m2) S = x = (KN/ m2)3、玻璃圍欄的強度計算(a)、1500mm寬，10+10mm夾膠鋼化玻璃的截面參數(shù)計算：按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003要求，夾膠玻璃應(yīng)分別校核內(nèi)、外片玻璃。10mm外片玻璃慣性矩、抗彎截面模量：110 舟

7、 15013 = 12.5 cm4I3W10= 25 cm3C(b )、風荷載在內(nèi)、外片玻璃上作用分配：按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003要求，夾膠玻璃內(nèi)、外片玻璃分別承擔風荷載的作用為：t23=(KN/ m2)(c)、風荷載在玻璃欄桿單片玻璃上產(chǎn)生的彎矩:S 分 B H HM分2S分一風載荷設(shè)計值(KN/m2),??；H 玻璃欄桿可見高度(mm)，取950mm ；B 玻璃欄桿寬度(mm)，取1500mm ；計算結(jié)果： M = Nm(d)、玻璃欄桿內(nèi)、外片強度校核：按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003規(guī)定(表5.2.1),84 (N/ mm2)計算式：M /W (N/ mm2

8、)10mm外片玻璃強度校核：M /Wg = <綜合以上分析可見，玻璃欄桿強度滿足設(shè)計要求。4、玻璃圍欄的剛度計算(a) 、1500mm寬，10+10mm夾膠鋼化玻璃剛度校核截面參數(shù)計算：按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003規(guī)定(6.1.4條),10+10mm夾膠鋼化玻璃等效截面：t 3.t13 t23= 3.103103= (mm)12.6mm等效玻璃慣性矩、抗彎截面模量：丨12 吉 1501.263 = 25 cm4(b) 、玻璃剛度校核：玻璃頂端的撓度由下式計算：W B H 4f MAX8 E I(m)式中W 風載荷標準值(KN/m2),取;H 玻璃欄桿高度，取 0.95m

9、;B 玻璃欄桿寬度，取1.5mm;I 12 -玻璃欄桿抗彎慣性矩計算結(jié)果:MAX15.5mm < 1/60H = 15.83mm玻璃撓度合格。§陽臺玻璃欄桿水平荷載校核1、欄桿水平荷載按建筑荷載規(guī)范，欄桿水平荷載取固定值：P=500 N/m2、玻璃圍欄的強度計算(a)、1500mm寬，10+10mm夾膠鋼化玻璃的截面參數(shù)計算:按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003要求，夾膠玻璃應(yīng)分別校核內(nèi)、外片玻璃。10mm外片玻璃慣性矩、抗彎截面模量：I10 舟 15013 = 12.5 cm4I3W10= 25 cm3C(b)、水平在內(nèi)、外片玻璃上作用分配：按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JG

10、J102-2003要求，夾膠玻璃內(nèi)、外片玻璃分別承擔風荷載的作用為：t13t13 t23=250(N/ m)(c) 、水平荷載在玻璃欄桿單片玻璃上產(chǎn)生的彎矩:Mp 分B HP分 水平載荷,取250(N/ m)；H 玻璃欄桿可見高度(mm)，取950mm ；B 玻璃欄桿寬度(mm)，取1500mm ；計算結(jié)果：M = Nm(d) 、玻璃欄桿單片玻璃強度校核：按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003規(guī)定(表5.2.1),84 (N/ mm2)計算式：M /W (N/ mm2)10mm外片玻璃強度校核:M /W10綜合以上分析可見，玻璃欄桿強度滿足設(shè)計要求。4、玻璃圍欄的剛度計算（a）、1500

11、mm寬，10+10mm夾膠鋼化玻璃剛度校核截面參數(shù)計算：按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003規(guī)定（6.1.4條），8+6mm夾膠鋼化玻璃等效截面：t Vt13 t23= V103103= （mm）12.6mm等效玻璃慣性矩、抗彎截面模量：112 君 1501.263 =25 cm4（b）、玻璃剛度校核：玻璃頂端的撓度由下式計算：式中 P 欄桿水平荷載，取500（N/ m）；H 玻璃欄桿高度，取 0.95m ；B 玻璃欄桿寬度，取 1.5mm ；I12 -玻璃欄桿抗彎慣性矩計算結(jié)果：f max 11.9mm < 1/60H = 15.83mm玻璃撓度合格。§陽臺玻璃欄桿根

12、部鋼槽連接構(gòu)件強度校核1、作用于根部鋼槽的荷載作用于根部鋼槽的最大彎矩為（跨距1400mm）: M = 1623 Nm作用于根部鋼槽的最大水平剪力 （跨距1400mm）為：F = 3418 N2、構(gòu)成鋼槽的角鋼L125x125x8強度校核計算式：215MPaM M / W (N/ mm2)式中，M 根部彎距(Nmm)，取1623Nmm;W 1400mm跨距內(nèi)8mm鋼板的截面抵抗矩；I 君 1400.83 = 5.97cm4I3W= 14.925 cm3C-塑性發(fā)展系數(shù)，取計算得：m 103 .57 MPaF F / A (N/ mm2)式中，F(xiàn)水平剪切力(N)，取3418 N；A 1400mm跨距內(nèi)8mm鋼板的截面積，A=11200mm2；計算得： f 0.31MPa因此，綜合以上計算得：103.57MPa角鋼強度合格。3、鋼槽的根部焊接校核如圖紙所示，鋼槽的根部同埋板滿焊連接，單點焊縫長度不小于400mm，焊縫間隔不大于1400mm，計算焊腳高度不小于 8mm。作用于根部焊縫的最大彎矩為：M = 1623