欄桿力學(xué)計(jì)算書(shū)

1、.第一章設(shè)計(jì)計(jì)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(jiǎn)稱(chēng)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(jì)規(guī)范GB50176-93鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2001高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB/50045-95建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-20013 、性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：建筑幕墻空氣滲透性能檢測(cè)方法 GB/T15226 建筑幕墻風(fēng)壓變形性能檢測(cè)方法 GB/T15227 建筑幕墻雨水滲漏性能檢測(cè)方法 GB/T15228建筑外窗抗風(fēng)壓性

2、能分級(jí)及其檢測(cè)方法GB7106-864 、工程基本條件及設(shè)計(jì)依據(jù)： a 、粗糙度類(lèi)別： C類(lèi)b 、50 年一遇的基本風(fēng)壓： 0.45(kPa)c 、50 年一遇的基本雪壓： 0.4(kPa)d 、地震烈度： 8 度(0.15g)e 、年最大溫差 ( ) ： 80f 、幕墻平面內(nèi)變形性能： 1/267第二章設(shè)計(jì)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(fēng)載荷、雪荷載、自重、地震作用和溫度變化等，通常風(fēng)載荷引起的作用效應(yīng)最大。在進(jìn)行幕墻構(gòu)件、連接件和預(yù)埋件等的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必須考慮各種載荷和作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，即采用其設(shè)計(jì)值；在進(jìn)行位移和撓度設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，各分項(xiàng)系數(shù)均取1.0 ，即采用其標(biāo)準(zhǔn)值

3、。1、風(fēng)載荷根據(jù)規(guī)范，垂直于幕墻表面的風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算，并且不得小于1.0kN/m2：w k gz z sw 0式中wk作用在垂直幕墻上的風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值 (kN/m2) ；gz 陣風(fēng)風(fēng)壓系數(shù)；按建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范GB50009的規(guī)定采用；z 風(fēng)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；s大面風(fēng)載荷體型系數(shù)；0基本風(fēng)壓 (kN/m2) ，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定采用。w根據(jù)規(guī)范要求，在進(jìn)行建筑幕墻構(gòu)件、連接件和錨固件的承載力設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，風(fēng)載荷的分項(xiàng)系數(shù)取 w=1.4 ，即風(fēng)載荷的設(shè)計(jì)值為：.wwwk1.4wk2、雪載荷根據(jù)規(guī)范，玻璃采光頂（或雨篷）水平投影面上

4、的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：skr s02式中sk 雪載荷標(biāo)準(zhǔn)值 (kN/m ) ；s0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(jìn)行玻璃采光頂（或雨篷）的承載力設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，雪載荷的分項(xiàng)系數(shù)取 s=1.4 ，即雪載荷的設(shè)計(jì)值為：ss sk1.4sk3、地震作用垂直于幕墻平面水平分布地震作用力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：q Ek Em ax q Gk式中q 垂直于幕墻平面水平分布地震作用力標(biāo)準(zhǔn)值2(kN/m ) ；Ek5.0 ； 動(dòng)力放大系數(shù)，可取Emax水平地震影響系數(shù)最大值；q 幕墻構(gòu)件單位面積的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值2(kN/m ) 。Gk根據(jù)規(guī)范要求，地震

5、載荷的分項(xiàng)系數(shù)取E=1.3 ，即地震作用的設(shè)計(jì)值為：q E E q Ek1 .3q Ek4、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(xiàng)系數(shù)一般取G =1.2 ，當(dāng)自重荷載的效應(yīng)對(duì)構(gòu)件有利時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)的取值不應(yīng)大于1.0，重力荷載的設(shè)計(jì)值為：qGG qGk1.2 qGk5、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(jì)時(shí)，其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下式規(guī)定：SSG 1.0w 0.5qEG2式中 S 永久荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值(kN/m ) ；S 作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值(kN/m2 ) 。.第三章玻璃圍欄計(jì)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(jiàn)高

6、度950mm，玻璃采用10+1.52PVB+10mm夾膠鋼化玻璃 , 本計(jì)算分別對(duì)風(fēng)荷載和欄桿水平荷載進(jìn)行校核。§3.1、風(fēng)荷載校核1、部位基本設(shè)計(jì)參數(shù)玻璃圍欄最大標(biāo)高點(diǎn)為100m。2、風(fēng)荷載確定根據(jù)建筑荷載規(guī)范，對(duì)于粗糙度為C類(lèi)地區(qū)，該處的風(fēng)壓高度變化系數(shù)為z =1.7，陣風(fēng)風(fēng)壓系數(shù) z =1.6，風(fēng)荷載體型系數(shù)s =1.5 。根據(jù)荷載確定的有關(guān)公式可得：w k zzs w 0= 1.6 x 1.7 x 1.5 x 0.45= 1.836 (KN/m2)S = 1.4 x 1.836 = 2.57 (KN/m2)3、玻璃圍欄的強(qiáng)度計(jì)算（ a）、1500mm寬， 10+1.52+10

7、mm夾膠鋼化玻璃的截面參數(shù)計(jì)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：1341501I1012= 12.5 cmW10I= 25 cm3C（b）、風(fēng)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(dān)風(fēng)荷載的作用為:S分 St13=1.285(KN/ m2)t13t 2 3.（c）、風(fēng)荷載在玻璃欄桿單片玻璃上產(chǎn)生的彎矩：MS分BHH2S 分 風(fēng)載荷設(shè)計(jì)值 (KN/m2), 取 1.285 ；H 玻璃欄桿可見(jiàn)高度(mm)，取 950mm；B 玻璃欄桿寬度

8、 (mm)，取 1500mm；計(jì)算結(jié)果：M = 869.78 Nm（d）、玻璃欄桿內(nèi)、外片強(qiáng)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(jì)算式：M / W (N/ mm 2)10mm外片玻璃強(qiáng)度校核：M / W10= 34.79MPa 綜合以上分析可見(jiàn)，玻璃欄桿強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。4、玻璃圍欄的剛度計(jì)算（a）、1500mm寬， 10+1.52+10mm夾膠鋼化玻璃剛度校核截面參數(shù)計(jì)算：按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003 規(guī)定（ 6.1.4條），10+1.52+10mm夾膠鋼化玻璃等效截面：t3 t13t 2 3= 310310

9、3=12.6 (mm)12.6mm等效玻璃慣性矩、抗彎截面模量：1150 1. 2634I12 12=25 cm（ b）、玻璃剛度校核：玻璃頂端的撓度由下式計(jì)算：WBH 4f MAXE(m)8I式中W風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值 (KN/m2), 取 1.836 ；H 玻璃欄桿高度，取0.95m；B 玻璃欄桿寬度，取1.5mm；I 12 -玻璃欄桿抗彎慣性矩.計(jì)算結(jié)果：f MAX15.5mm < 1/60H = 15.83mm玻璃撓度合格。§3.2、陽(yáng)臺(tái)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(qiáng)度計(jì)算（ a）、1500mm寬，

10、 10+1.52+10mm夾膠鋼化玻璃的截面參數(shù)計(jì)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：I1341012150 1= 12.5 cmI= 25 cm3W10C（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 JGJ102-2003 要求，夾膠玻璃內(nèi)、外片玻璃分別承擔(dān)風(fēng)荷載的作用為 :P分Pt13=250(N/ m)3t 2 3t1（c）、水平荷載在玻璃欄桿單片玻璃上產(chǎn)生的彎矩：M p分 B HP分 水平載荷 , 取 250(N/ m) ；H 玻璃欄桿可見(jiàn)高度(mm)，取 950mm；B 玻璃欄

11、桿寬度 (mm)，取 1500mm；計(jì)算結(jié)果：M = 356.25 Nm（d）、玻璃欄桿單片玻璃強(qiáng)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(jì)算式：M / W (N/ mm 2).10mm外片玻璃強(qiáng)度校核：M / W10= 14.25MPa 綜合以上分析可見(jiàn)，玻璃欄桿強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。4、玻璃圍欄的剛度計(jì)算（ a）、1500mm寬， 10+1.52+10mm夾膠鋼化玻璃剛度校核截面參數(shù)計(jì)算：按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003 規(guī)定（ 6.1.4 條），8+0.76+6mm夾膠鋼化玻璃等效截面：t3 t13t 2 3= 31

12、0310 3=12.6 (mm)12.6mm等效玻璃慣性矩、抗彎截面模量：1150 1. 2634I12 12= 25 cm（ b）、玻璃剛度校核：玻璃頂端的撓度由下式計(jì)算：PBH3f MAXEI(m)3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；I 12 -玻璃欄桿抗彎慣性矩計(jì)算結(jié)果：f MAX11.9mm < 1/60H = 15.83mm玻璃撓度合格。§3.3、陽(yáng)臺(tái)玻璃欄桿根部鋼槽連接構(gòu)件強(qiáng)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

13、部鋼槽的最大水平剪力( 跨距 1400mm)為：F=3418N2、構(gòu)成鋼槽的角鋼L125x125x8 強(qiáng)度校核計(jì)算式：2 2MF215MPa.M 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；I1140 0.83= 5.97cm412WI= 14.925 cm3C- 塑性發(fā)展系數(shù)，取 1.05計(jì)算得：M103 .57 MPaF F / A (N/ mm2)式中， F水平剪切力 (N) ，取 3418 N ；2A 1400mm跨距內(nèi) 8mm鋼板的截面積， A=11200mm；計(jì)算得 :F 0.31 MPa因此，綜合以上計(jì)算得：103.57 MPa角鋼強(qiáng)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(diǎn)焊縫長(zhǎng)度不小于400mm，焊縫間隔不大于 1400mm，計(jì)算焊腳高度不小于8mm。作用于根部焊縫的最大彎矩為：M = 1623 Nm作用于根部焊縫的最大水平剪力為：F =3418 N