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(biāo)準(zhǔn)：建筑幕墻空氣滲透性能檢測方法 GB/T15226建筑幕墻風(fēng)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/T1522

2、8建筑外窗抗風(fēng)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(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（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(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)計計算時， 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)計值；在進(jìn)行位移和撓度設(shè)計計算時，各分項(xiàng)系數(shù)均取 1.0 ， 即采用其標(biāo)

3、準(zhǔn)值。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)值可按下式計算， 并且不得小于 1.0kN/m2：Wk BgzUzUsWo式中 w作用在垂直幕墻上的風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）;%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；口 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；大面風(fēng)載荷體型系數(shù)；w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。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)計計算時，風(fēng)載荷的分項(xiàng)系數(shù)取y w=1.4，即風(fēng)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

4、載標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計算：Sk Ur S0式中 Sk雪載荷標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2);Ur 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(jìn)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(xiàng) 系數(shù)取y s=1.4，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(biāo)準(zhǔn)值可按下式計算：q Ek B EamaxqGk2式中qEk垂直于幕墻平面水平分布地震作用力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m );Be動力放大系數(shù)，可取 5.0 ;a max 水平地震影響系數(shù)最大值；q g幕墻構(gòu)件單位面積的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)。根

5、據(jù)規(guī)范要求，地震載荷的分項(xiàng)系數(shù)取y e=1.3，即地震作用的設(shè)計值為：qE y EqEk 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(xiàng)系數(shù)一般取 y G =1.2，當(dāng)自重荷載的效應(yīng)對構(gòu) 件有利時，其分項(xiàng)系數(shù)的取值不應(yīng)大于 1.0 ，重力荷載的設(shè)計值為：qG yG qGk 1.2qGk5、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 1.0w 0.5qE式中 Sg 永久荷載效應(yīng)設(shè)計值(kN/m2);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

6、1400mm 玻璃可見高度950mm玻璃采用10+1.52PVB+10mr夾膠鋼化玻璃,本計算分別對風(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，對于粗糙度為C類地區(qū)，該處的風(fēng)壓高度變化系數(shù)為口 z =1.7,陣風(fēng)風(fēng)壓系數(shù) 頭=1.6，風(fēng)荷載體型系數(shù)(is =1.5。根據(jù)荷載確定的有關(guān)公式可得：WkB zU zUsW。=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)度計算(a) 、1500mn寬

7、，10+1.52+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 吉 15013 = 12.5 cm4I3W10= 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：t132、S 分S ;3 =1.285(KN/ m2)t13 t23(c) 、風(fēng)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(fēng)載荷設(shè)計值(KN/m2),取1.285 ;H 玻璃欄桿可見高度(mm

8、),取950mmB 玻璃欄桿寬度(mm),取1500mm計算結(jié)果：M = 869.78 Nm(d) 、玻璃欄桿內(nèi)、外片強(qiáng)度校核：84 (N/ mm2)按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003規(guī)定(表),計算式：M /W (N/ mm2)10mm外片玻璃強(qiáng)度校核:M /W10 = 34.79MPa <綜合以上分析可見，玻璃欄桿強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。4、玻璃圍欄的剛度計算(a) 、1500mm寬，10+1.52+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(條)，10+1.52+10mm夾膠鋼化玻璃等效截面：t 3一 t13 t23 = 103

9、103=12.6 (mm)12.6mm等效玻璃慣性矩、抗彎截面模量：丨12 咅 1501.26= 25 cm4(b) 、玻璃剛度校核：玻璃頂端的撓度由下式計算：4W B H“、f MAX(m)8 E I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;112 -玻璃欄桿抗彎慣性矩計算結(jié)果：fMAx15.5mm < 1/60H = 15.83mm玻璃撓度合格。§3.2、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(qiáng)度計算（a）、1500mn寬，10

10、+1.52+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 咅 15013 = 12.5 cm4I3W10= 25 cmC（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：t13 P分P 33 =250（N/ m）t13 t23（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950mmB 玻璃欄桿寬度（mm）,取

11、1500mm計算結(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），84 （N/ mm2）計算式：M /W （N/ mm2）10mm外片玻璃強(qiáng)度校核:M /W10 = 14.25MPa <綜合以上分析可見，玻璃欄桿強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。4、玻璃圍欄的剛度計算（a）、1500mn寬，10+1.52+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（條），8+0.76+6mm夾膠鋼化玻璃等效截面：t 1t13 t23 = ； 103103=12.6 （mm）12.6mm等效玻璃慣性矩

12、、抗彎截面模量：112 秒 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；112 -玻璃欄桿抗彎慣性矩計算結(jié)果： fMAX 11.9mm < 1/60H = 15.83mm玻璃撓度合格。§3.3、陽臺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

13、強(qiáng)度校核計算式：215MPaM M / W (N/ mm2)式中，M根部彎距(Nmm,取1623NmmW 1400mm跨距內(nèi)8mmi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1.05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)8mmi鋼板的截面積，A=11200mii；計算得： f 0.31MPa因此，綜合以上計算得：103.57MPa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 Nm作用于根部焊縫的最大水平剪力為：F =3418 N?fW = 160 M