栏杆力学计算书文档格式.docx

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《建筑外窗抗风压性能分级及其检测方法》GB7106-86

4、工程基本条件及设计依据：

a、粗糙度类别：

C类

b、50年一遇的基本风压：

0.45（kPa）

c、50年一遇的基本雪压：

0.4（kPa）

d、地震烈度：

8度（0.15g）

e、年最大温差（℃）：

80

f、幕墙平面内变形性能：

1/267

第二章设计载荷确定原则

施加于幕墙和采光顶上的荷载和作用主要有风载荷、雪荷载、自重、地震作用和温度变化等，通常风载荷引起的作用效应最大。

在进行幕墙构件、连接件和预埋件等的设计计算时，必须考虑各种载荷和作用效应的分项系数，即采用其设计值；

在进行位移和挠度设计计算时，各分项系数均取1.0，即采用其标准值。

1、风载荷

根据规范，垂直于幕墙表面的风载荷标准值可按下式计算，并且不得小于1.0kN/m2：

式中wk—作用在垂直幕墙上的风载荷标准值（kN/m2）；

βgz—阵风风压系数；

按《建筑结构载荷规范》GB50009的规定采用；

μz—风压高度变化系数，按《建筑结构载荷规范》GB50009的规定采用；

μs—大面风载荷体型系数；

w0—基本风压（kN/m2），按《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。

根据规范要求，在进行建筑幕墙构件、连接件和锚固件的承载力设计计算时，风载荷的分项系数取γw=1.4，即风载荷的设计值为：

2、雪载荷

根据规范，玻璃采光顶（或雨篷）水平投影面上的雪荷载标准值可按下式计算：

式中sk—雪载荷标准值（kN/m2）；

μr—屋面积雪分布系数；

s0—基本雪压（kN/m2），按《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。

根据规范要求，在进行玻璃采光顶（或雨篷）的承载力设计计算时，雪载荷的分项系数取γs=1.4，即雪载荷的设计值为：

3、地震作用

垂直于幕墙平面水平分布地震作用力标准值可按下式计算：

式中qEk—垂直于幕墙平面水平分布地震作用力标准值（kN/m2）；

βE—动力放大系数，可取5.0；

αmax—水平地震影响系数最大值；

qGk—幕墙构件单位面积的重力荷载标准值（kN/m2）。

根据规范要求，地震载荷的分项系数取γE=1.3，即地震作用的设计值为：

4、幕墙结构重力荷载

根据规范，幕墙结构重力荷载的分项系数一般取γG=1.2，当自重荷载的效应对构件有利时，其分项系数的取值不应大于1.0，重力荷载的设计值为：

5、载荷组合

根据规范，幕墙构件按承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下式规定：

式中SG—永久荷载效应设计值（kN/m2）；

S—作用效应组合的设计值（kN/m2）。

第三章玻璃围栏计算

玻璃栏杆为下部支承，玻璃最大宽度1500mm，玻璃栏杆埋件最大宽度间距1400mm，玻璃可见高度950mm，玻璃采用10+1.52PVB+10mm夹胶钢化玻璃,本计算分别对风荷载和栏杆水平荷载进行校核。

§

3.1、风荷载校核

1、部位基本设计参数

玻璃围栏最大标高点为100m。

2、风荷载确定

根据建筑荷载规范，对于粗糙度为C类地区，该处的风压高度变化系数为μz=1.7，阵风风压系数βz=1.6，风荷载体型系数μs=1.5。

根据荷载确定的有关公式可得：

=1.6x1.7x1.5x0.45

=1.836（KN/m2）

S=1.4x1.836=2.57（KN/m2）

3、玻璃围栏的强度计算

（a）、1500mm宽，10+1.52+10mm夹胶钢化玻璃的截面参数计算：

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003要求，夹胶玻璃应分别校核内、外片玻璃。

10mm外片玻璃惯性矩、抗弯截面模量：

=12.5cm4

=25cm3

（b）、风荷载在内、外片玻璃上作用分配：

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003要求，夹胶玻璃内、外片玻璃分别承担风荷载的作用为:

=1.285（KN/m2）

（c）、风荷载在玻璃栏杆单片玻璃上产生的弯矩：

S分—风载荷设计值（KN/m2）,取1.285；

H—玻璃栏杆可见高度（mm），取950mm；

B—玻璃栏杆宽度（mm），取1500mm；

计算结果：

M=869.78Nm

（d）、玻璃栏杆内、外片强度校核：

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003规定（表5.2.1），

（N/mm2）

计算式：

10mm外片玻璃强度校核：

=34.79MPa≤

综合以上分析可见，玻璃栏杆强度满足设计要求。

4、玻璃围栏的刚度计算

（a）、1500mm宽，10+1.52+10mm夹胶钢化玻璃刚度校核截面参数计算：

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003规定（6.1.4条），10+1.52+10mm夹胶钢化玻璃等效截面：

=

=12.6（mm）

12.6mm等效玻璃惯性矩、抗弯截面模量：

=25cm4

（b）、玻璃刚度校核：

玻璃顶端的挠度由下式计算：

（m）

式中W—风载荷标准值（KN/m2）,取1.836；

H—玻璃栏杆高度，取0.95m；

B—玻璃栏杆宽度，取1.5mm；

--玻璃栏杆抗弯惯性矩

计算结果：

15.5mm<

1/60H=15.83mm

玻璃挠度合格。

3.2、阳台玻璃栏杆水平荷载校核

1、栏杆水平荷载

按建筑荷载规范，栏杆水平荷载取固定值:

P=500N/m

2、玻璃围栏的强度计算

（b）、水平在内、外片玻璃上作用分配：

=250（N/m）

（c）、水平荷载在玻璃栏杆单片玻璃上产生的弯矩：

—水平载荷,取250（N/m）；

M=356.25Nm

（d）、玻璃栏杆单片玻璃强度校核：

=14.25MPa≤

按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003规定（6.1.4条），8+0.76+6mm夹胶钢化玻璃等效截面：

式中P—栏杆水平荷载,取500（N/m）；

11.9mm<

3.3、阳台玻璃栏杆根部钢槽连接构件强度校核

1、作用于根部钢槽的荷载

作用于根部钢槽的最大弯矩为（跨距1400mm）：

M=1623Nm

作用于根部钢槽的最大水平剪力（跨距1400mm）为：

F=3418N

2、构成钢槽的角钢L125x125x8强度校核

式中，M—根部弯距（Nmm），取1623Nmm；

W—1400mm跨距内8mm钢板的截面抵抗矩；

=5.97cm4

=14.925cm3

--塑性发展系数，取1.05

计算得：

式中，F—水平剪切力（N），取3418N；

A—1400mm跨距内8mm钢板的截面积，A=11200mm2；

计算得:

因此，综合以上计算得：

角钢强度合格。

3、钢槽的根部焊接校核

如图纸所示，钢槽的根部同埋板满焊连接，单点焊缝长度不小于400mm，焊缝间隔不大于1400mm，计算焊脚高度不小于8mm。

作用于根部焊缝的最大弯矩为：

作用于根部焊缝的最大水平剪力为：

F=3418N

ƒfW=160MPa

弯距作用下

σf=6MMAX/2he.lW2x1.22

剪力作用下

σV=FV/he.lW

ƒfW-----角焊缝的强度设计值；

he-----角焊缝的计算厚度，对直角角焊缝等于0.7hf;

lW-----角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去；

σf=44.54（N/mm2）

σV=1.53（N/mm2）

综合计算后

σ=44.56（N/mm2）≤ƒfW

焊缝校验合格。