广州番禺万达广场百货工程玻璃护栏设计计算书1112文档格式.docx
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广东省广州市
地面粗糙度分类等级
栏杆属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
A类：
指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
B类：
指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；
C类：
指有密集建筑群的城市市区；
D类：
指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；
依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。
抗震设防
按《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：
1.特殊设防类：
指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；
2.重点设防类：
指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；
3.标准设防类：
指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类；
4.适度设防类：
指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类；
在维护结构抗震设计计算中：
1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用；
2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；
3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；
4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；
根据国家规范《建筑抗震设计规范》（GB50011-20012008版），广州区地震基本烈度为：
7度，地震动峰值加速度为0.1g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：
αmax=0.08；
栏杆承受荷载计算
风荷载标准值的计算方法
栏杆属于外围护构件，按建筑结构荷载规范（GB50009-20012006年版）计算：
wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]
上式中：
wk：
作用在栏杆上的风荷载标准值（MPa）；
Z：
计算点标高；
βgz：
瞬时风压的阵风系数；
根据不同场地类型,按以下公式计算（高度不足5m按5m计算）：
βgz=K（1+2μf）
其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数
A类场地：
βgz=0.92×
（1+2μf）其中：
μf=0.387×
（Z/10）-0.12
B类场地：
βgz=0.89×
μf=0.5（Z/10）-0.16
C类场地：
βgz=0.85×
μf=0.734（Z/10）-0.22
D类场地：
βgz=0.80×
μf=1.2248（Z/10）-0.3
μz：
风压高度变化系数；
根据不同场地类型,按以下公式计算：
μz=1.379×
（Z/10）0.24
当Z>
300m时，取Z=300m，当Z<
5m时，取Z=5m；
μz=（Z/10）0.32
350m时，取Z=350m，当Z<
10m时，取Z=10m；
μz=0.616×
（Z/10）0.44
400m时，取Z=400m，当Z<
15m时，取Z=15m；
μz=0.318×
（Z/10）0.60
450m时，取Z=450m，当Z<
30m时，取Z=30m；
μz=1.000×
（Z/10）0.32=1
μs1：
局部风压体型系数；
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版），本处栏杆结构的体型系数μs1
（1）为1.3。
另注：
上述的局部体型系数μs1
（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1（10）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即：
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（10）-μs1
（1）]logA
在上式中：
当A≥10m2时取A=10m2；
当A≤1m2时取A=1m2；
w0：
基本风压值（MPa），根据现行<
<
建筑结构荷载规范>
>
GB50009-2001附表D.4（全国基本风压分布图）中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，广州地区取0.00050MPa；
垂直于栏杆平面的分布水平地震作用标准值
qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]
qEAk：
垂直于栏杆平面的分布水平地震作用标准值（MPa）；
βE：
动力放大系数,取5.0；
αmax：
水平地震影响系数最大值，取0.08；
Gk：
栏杆构件的重力荷载标准值（N）；
A：
栏杆构件的面积（mm2）；
作用效应组合
荷载和作用效应按下式进行组合：
S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]
S：
作用效应组合的设计值；
SGk：
重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；
Swk、SEk：
分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；
γG、γw、γE：
各效应的分项系数；
ψw、ψE：
分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。
上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：
进行栏杆构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：
重力荷载：
γG：
1.35；
风荷载：
γw：
1.4；
地震作用：
γE：
1.3；
进行挠度计算时；
1.0；
可不做组合考虑；
上式中，风荷载的组合系数ψw为0.4；
地震作用的组合系数ψE为1；
计算简图
1．栏河结构计算剖面图
2．栏河玻璃结构计算简图
3．栏柱结构计算简图
荷载计算
1、选用材料：
8+8+1.41夹胶玻璃，立柱为15×
80厚不锈钢板及实木扶手
2、玻璃自重
玻璃厚度8+8+1.41=17.4mm=0.017M
q15=25.6*0.0174=0.448KN/M2=0.448×
10-3N/mm2
3、风载（室内部分按B类21M计算）
βZ=2.25
μZ=1.31
wS=0.2
Wo=0.50
Wk=2.25*1.31*0.2*0.50=0.177×
10-3N/m㎡
4、地震荷载
广州7度αmax=0.08；
qEAk=βEαmaxGk/A
=5×
0.08×
0.448=0.18×
10-3N/mm2
5.水平动荷载
通过扶手传给立柱的水平荷载qk=1KN/M=11N/MM（GB50009—2001.4.5.2.2）
6、立柱及扶手传给立柱的自重
q25=0.08×
0.015×
78.5＋0.16×
0.075×
1.2×
8=0.094＋0.115
=0.209KN/M2=0.209×
10-3N/MM2
7、作用效应组合荷载（作用于玻璃上）
S=1.35×
0.448×
10-3+0.4×
1.4×
0.177×
10-3+1.3×
0.18×
10-3=0.605＋0.099＋0.234
0.94×
玻璃栏板的计算
计算条件
玻璃强度计算
采用8+8钢化夹胶玻璃
计算条件：
拦河玻璃按1.2M宽计算，b=1200mm，LO=1180mm
SX=0.94×
计算状态
按垂直简支梁计算
作用在夹层玻璃上的荷载计算
（1）等效厚度计算
（2）最大应力计算
MMAX=SXL2/8=0.94×
1.182/8=0.163KN.M=0.163×
10
N.mm2
WX=bt2/6=1000×
10.1
×
/6=1.7×
mm
0.163×
/（1.7×
）=9.4N/mm2<
f=34N/mm2合宜。
双层钢化玻璃强度验算达到要求。
玻璃拦板对上下端支点反力计算
上、下端：
Nax=Nbx=1.18×
0.94/2=0.555KN/M
下端：
Nby=0.605KN/M
支座反力计算
Rax=P+Nx=（1.4×
1＋0.555）×
1.2=2.35KN
Rby=q25×
1.2=0.209×
1.2=0.25KN
标准荷载计算值
Raxo=P+Nx=（1＋0.555/1.3）×
1.2=1.7KN
化作均布荷载=1.7/1.22=1.39KN/M
Mb=Pax×
1.22=2.35×
1.22=2.87KN.M
立柱支座端反力计算简图
立柱强度计算
本拦河立柱选用15×
80截面不锈钢立柱。
（1）选用15×
80不锈钢截面
，
i=23.09mm
N/mm2
式中λ=
，查表得ψ=0.452
=180N/mm2<
[f]=210N/mm2强度验算合宜。
1立柱挠度验算
υ/L=2×
5gxL3/384EI
=5*1.39*（2*1.22）3*109/（384*206*103*6.4*106
=0.00201=1/497<
[1/200]
挠度验算满足要求。
支座后置埋件强度验算
（1）支座埋件强度验算
受力分析
本埋件为直角形钢埋板，它由垂直埋板上4×
M12埋栓,在Rcx作用力上2个水平埋板上2×
M12（200mm长范围内）埋组成，受力情况较好传给埋件水平推力Rbx，直接由水平埋板2个M12螺栓受力。
（2）支座应力计算
Mo=Mc+Rby×
0.2=2.87+0.25*0.2=2.92KN·
M
Rmax=Rcx=Mo/[（0.22+0.3262）÷
0.326]=2.92/0.449=6.5KN
植筋强度验算
1）锚栓植筋最大拉力（在作用点E处）
Nsdh=RCX/2=3.25KN=325N
2）群锚爱剪内力计算（在平面埋件上）
Rby=1.4×
1×
1.2+0.98×
1.18×
1.2=1.68+1.388=3.08KN
Nax=1/2*Rbx=1.04KN=104N
3）锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力的计算：
Nrd.s=KNrk.s/vrs.N6.12-1[JGJ145-2004]
Nrk.s=Asfstk6.12-2[JGJ145-2004]
上面公式中:
Nrd.s:
锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力设计值；
Nrk.s:
锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力标准值；
K：
地震作用下锚固承载力降低系数，按表7.0.5[JGJ145-2004]选取；
As:
锚栓或植筋极限抗拉强度标准值；
VRS.N:
锚栓或植筋受拉破坏承载力分项系数；
Nrk.s=Asfstk=113.1*800=90480N
VRS.N=1.2fstk/fyk≥1.4表4.2.6[JGJ145-2004]
fyk：
锚栓屈服强度标准值;
VRS.N=1.2fstk/fyk=1.2*800/640=1.5
取VRS.N=1.5,Nrd.s=KNrk.s/vrs.N=1*90480/1.5=60320N≥Nsdh=1100N
锚栓或植筋受拉破坏承载力满足设计要求。
4）基材混凝土受拉承载力设计值计算
计算公式：
NtC=2.4Ψb.ΨN.fau.k1/2.heff
=2.4*0.95*0.537*23.40.5*1201.5
=7757N
=7.78KN
式中：
Ψb=0.95，hef=120
修正系数：
ΨN=ΨS.N.Ψe.N.ACN/ACNO
=0.8*1*3.481*105/5.184*105
=0.537
其中：
ΨS.N=0.8,Ψe.N=1
ACN=（1.5*120+230+1.5*120）2
=5902
=3.481*105
ACNO=4*（1.5*2*120）2
=5.184*105
NXC=7.78KN>
Ngdh=3.23KN
基材混凝土受拉承载力设计满足实际承载力要求。
5）基材混凝土受剪承载力设计值计算
VC=0.18ΨV.fCU.K0.5.C11.5.do0.3.hef0.2
式中：
ΨV=ΨSV.ΨHV.ΨAV.ΨEV.ΨUV.ACN/ACNO
=0.9*1.31*1*1*1.2*1.24/4.05
=0.433
ΨSV=0.7+0.2*150/150=0.9
ΨHV=（1.5*150/100）1/3=1.31
ΨAV=1
ΨEV=1
ΨUV=1.2
ACN=1.2
ACN=（1.5*150）*（1.5*150*2+100）
=1.24*105
ACNO=4*4.5*1502
=4.05*105
VC=0.18*0.433*23.40.5*1501.5*100.3*1000.2
=3.47KN
VC=3.47KN>
Vsdn=1.04KN
基材混凝土设计剪力满足实际承载剪力值要求。
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