栏杆计算书123

栏杆计算书基本参数:重庆地区基本风压0.300kN/m2抗震7度(0.10g)设防《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《钢结构设计规范》GB50017-2003《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《浮法玻璃》GB11614-1999《钢化玻璃》GB/T9963-1998《建筑结构静力计算手册》《本工程设计要求总则》《混凝土结构加固设计规范》玻璃栏杆计算1TA-WL19假设共有10榀,则每榀宽1357mm,高975mm.1.1、荷载计算(1)、风荷载标准计算：标高为96.0m处风荷载,按维护结构计算,按C类区计算风压W(J):基本风压W(J)=0.55kN/㎡β:96.0m高处阵风系数(按C类区计算)β=1.60-0.02X4/10=1.608μ(B):96.0m高处风压高度变化系数(按C类计算):(GB50009-2001)μ=1.62+0.08×6/10=1.668μ(T):风荷载载体型系数按《建筑结构荷载规范》GB2009-2001第7.3.3条取μ(T)=-1.20W(J)=β×μ(B)×μ(T)×W(J)=1.608×1.668×1.2×0.550=1.770kN/㎡(2)、风荷载设计值：W：风荷载设计值（kN/㎡）（W）：风荷载作用效应的分项系数：1.4按该工程《设计要求总》则中的规定取W=1.4×2.80=3.92kN/㎡(3)、地震作用计算E(K)=β×a×Gβ:动力放大系数,取5.0a:水平地震影响系数最大值,取0.08G:幕墙构件的自重,0.307kN/㎡故E(K)=0.123kN/㎡1.2玻璃的选用校核本处选用玻璃种类为:钢化夹胶玻璃1.21、玻璃面积:B:该处玻璃栏杆分格宽:1.267mH:该处玻璃栏杆公格高:0.895mA:该处玻璃板块面积:A×B×H=1.267×0.895=1.134㎡1.2.2、该处玻璃板块自重:G玻璃板块自重T:玻璃板块厚度:12.0㎡玻璃的重力密度为:25.6KN/㎡G=25.6×t/1000=25.6×12/1000=0.307kN/㎡1.2.3该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用：(E):地震作用分项系数：1.3Ｅ：垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值（kN／㎡）E=γ(E)×E(K)=1.3×E(K)=1.3×0.123=0.160kN/㎡1.2.4作用于楼面与栏杆顶之间的均匀分布荷载1kN/㎡:设计值q(L)=1.4×1=1.4kN/m作用于栏杆顶的均匀分布线荷载0.75kN/㎡设计值q(L)=1.4×0.75=1.05kM/㎡1.2.5荷载组合参照《建筑结构荷载规范》ＧＢ2009-2001，用于强度计算时采用以下组合：1.4q(L)+0.6×1.4×W(k)1.4W(k)+0.6×1.4×q(L)1.3E(K)+0.2×1.4×W(k)+0.5×1.4×q(L)综合以上荷载的大小，本处强度计算可仅考试组合Ｑ＝1.4W(k)+0.6×1.4×q(L)=4.76kN/㎡1.2.6玻璃的强度、扰度计算：校核依据：o≤f(g)=84.000N/m㎡W(k):垂直于玻璃平面的风荷载标准值(M/m㎡)E(k):垂直于玻璃平面的地震作用标准值（Ｎ/m㎡）q(L):作用于楼面与标杆顶之间的均匀分布荷载（Ｎ/m㎡）σ(WK):在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值（Ｎ/m㎡）σ(EK):在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截的最大应力标准值（Ｎ/m㎡）θ：参数η折减系数,可由参数θ按表６．１．２－２采用a：玻璃短边边长：８９５mmb:玻璃长边边长１２６７mmt1,t2：玻璃的厚度：t1＝t2=6.0mmm:玻璃板的弯矩系数，按边长比a/b查表6.1.2-1得：m=0.0742+0.064/0.05×(0.0683-0.0742)=0.0734在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值计算（Ｎ/m㎡）θ＝（Ｗ（k）+0.5×q(EK))×a4/(E×t4)=2.13η：折减系数，按0＝2.13查表得：100风荷载作用应力：σ(Ｗk）=σ2(Wk)=6×m×W(k)×a2×η/t2=6×0.0734×2.8/2/103×8952×1.00/62=13.72N/m㎡活荷载作用应力：σ1(EK)=σ2(Ek)=6×m×E(K)×a2×η/t2=6×0.0734×1/2/103×9302×1.00/62=4.9N/m㎡玻璃最大应力设计值：采用组合：1.4Ｗ（k）+0.6×1.4×q(L)σ=1.4σ(Wk)+0.6×1.4×σ1(Wk)=23.32N/m㎡f(g)=84.000N/m㎡玻璃强度满足要求！D(f):在风荷载标准值作用下扰度最大值（mm）D:玻璃的刚度（Ｎ·mm）Te:玻璃等效厚度：te=（t13+t23）=7.56mmV:泊松比，按JGJ102-20035.2.9条采用,取值为0.20u:扰度系数:0.0073η：1.00D=(E×te3)/12(1-v2)=2700.5(N·m)D(f)=u×(W(k)+0.6×q(L)×a4×η/D=5.82(mm)由于玻璃的最大扰度d(f)=5.82mm,小于玻璃短边边长的60分一12.917(mm)玻璃的扰度满足要求!以下利用有限元软件sap进行计算,计算模型如下图1.3无玻璃扶手栏杆计算对强度和跨中扰度按照横边框两端固接计算，故两端弯矩最大（１）扶手栏杆采用２５×５０×２镀锌矩开管组合而成，其截面特性如下：Ａ＝284㎡Ix=29604mm4,Iy=9079mm4Wx=2368.293mm3,Wy=3603.147mm3(2)作用有均匀分布活荷载q（L）:分布活荷载标准值0.75kN/m活荷载作用方向分沿竖向和水平方向（3）扶手栏框弯矩（剪力产生作用较小，可忽略）由于打手栏长度较大，在与墙嵌固外弯矩最大荷载在端部产生弯矩Ｍ（Ｌ）（kN·m）M(L)=0.254N·m(4)扶手栏强度计算活载沿竖向：σ＝Ｍ/r/Wx=0.254×106/1.05/2368=79.5N/mm2215N/mm2活载沿水平方向：σ＝Ｍ（Ｌ）//Ｗy=0.318×106/1.05/3603+0.004×106/1.05/2368强度满足要求（５）扶手栏扰度计算仅计算活荷载沿竖向：Ｕ(max):扶手栏杆沿竖向最大扰度U(max)=4.0mm9mm2714/250=10.9mm扰度满足要求（６）扶手扶手栏焊缝抵抗矩：Ｗw=(15.66×55.663/12-10×503/12)/(55.66/2)=17603.1mm3焊缝承受弯矩：Ｍ＝0.254kN·m剪力：Ｖ＝0.825kN采用角焊缝，宽4mm，在弯矩作用下其最大应力为σ1＝Ｍ/Ｗw=58.5N/mm2160N/mm2在剪力作用下其最大应力为σ2＝V/Aw=2.2N/m㎡160/m㎡弯剪共同作用下应力为σ＝σ12+σ222)1/2=58.6N/m㎡160N/m㎡故焊缝满足要求．1．4玻璃横边框计算：强度和跨中扰度按照横边框两端固接计算，故两端弯矩最大（1）横边框采用两根50×10方铁拼成，故其截面特性如下：Ａ=1000m㎡I=208333m㎡W=8333㎜2(2)横边框弯矩：Ｍ：荷载作用在跨中产生弯矩最大（kＮ·m）M=0.285kN·m(3)横边框强度计算σ＝Ｍ/γ/w==34.2N/mm215N/mm2强度满足要求！（４）横边框扰度计算Ｕ（max）:横边框最大扰度Ｕ（max）=Q(1)4/384/E/1=5.66mm10.9mm2714/250=10.9mm扰度可以满足要求！（５)边框焊缝验算焊缝抵抗矩：Ww=(25.66×55.663/12-20×503/12)/(55.66/2)=5759.8mm3焊缝面积：Ａw=25.66×55.66-20×50=428.0mm2栏杆条端部焊缝承受弯矩：Ｍ＝0.105kN·m剪力：Ｖ＝0.878kN采用角焊缝，宽4kN,在弯矩作用下其最大应力为σ＝Ｍ/Ｗw=18.2N/mm2160N/mm2在剪力作用下其最大应力为σ2=V/Aw=2.1N/mm2160Nmm2弯剪共同作用下应力为σ＝（σ12＋σ22）1/2＝18.3Ｎ/2故焊缝满足要求．1.5玻璃竖边框计算：（1）竖边框采用两块50×10的扁铁在一起，其截面特性如下：Ａ＝1000mm2I=208333mm4W=8333mm3i=AI/=14.4mm(2)竖边框弯矩：Ｍ：荷载作用产生剪力（kN·m）M=1.312kN·mV:荷载作用产生弯矩（kN）V=1.312kN·mN:活载作用下的竖向力：Ｎ＝0.75×1.4×1.357＝1.42kN(3)竖边框强度计算强度计算：根据JGJ102-20036.3.7得到竖边框在压弯作用下的强度计算公式为AN＋WM≤∮1.42×1000/1000+1.312×106/(1.05×8333)=151.4N/mm2215/mm2稳定计算：根据ＪＧＪ１０２－２００３6.3.8-1,得到竖边框在压弯作用下的承载力计算公式为￠N+NENWM/8.01(≤f,NE=　２E1.14长细比λ＝２×０.975/0.0144=135.4查表得ψ＝０．３７λ＝1.05NE=3.14×2.06×105×1000/(1.1×135.42)32.08kNN+Ｅ）Ｗ（１－０．８Ｎ／ＮＭ＝1420/(0.37×1000)+1.312×106/(1.05×8333×1-0.8×1.42/32.08))=159.3N/mm2215N/mm2剪力作用下：τ＝V/A=1.31N/mm2215N/mm2弯剪共同作用下：σ＝（τ2+σ2）1/2=159.3N/mm2215N/mm2强度满足要求！（４）竖边框扰度计算U(max):竖边＝5.4mm9mm2714/250=10.9mm扰度可以满足要求！（５）边框焊缝又验算焊缝抵抗矩：Ｗw=25.66×55.663/12-2×503/12/(55.66/2)=5759.8mm3焊缝面积：Ａw=25.66×55.66-20×50=428.0mm2栏杆条端部焊缝承受弯矩：Ｍ＝1.312kN·m剪力：Ｖ＝2.8kN采用角焊缝，宽4mm，在弯矩作用下其最大应力为σ＝Ｍ/Ｗw=227.8N/mm2160N/mm2在剪力作用下其最大应力为σ2＝Ｖ/Ａw=6.5N/mm2160N/mm2弯剪共同作用下应力为σ（σ12+σ22）1/2＝281.7Ｎ/mm2＞160Ｎ/mm2故焊缝无法满足要求，换成８mm后的焊缝重新计算．焊缝抵抗矩：Ｗw=(31.31×61.313/12-20×503/12)/(61.31/2)=12824.3mm3焊缝面积：Aw=(31.31×63.31-20×50=920.0mm2在弯矩作用下其最大应力为σ＝Ｍ／Ｗw=102.4N/mm2160N/mm2在剪力作用下其最大应力为σ＝V/Aw=3.0N/mm2160N/mm2弯剪共同作用下应力为σ＝(σ12+σ22）1/2=102.4N/mm2160N/mm2（6）边框内六角螺栓的连接验算取螺栓直径4mm，已知螺栓每隔300mm布置一只，故300mm内两只螺栓的需抵抗的力为4.76×0.3×1.267=1.81kN螺栓承载剪力为：V=Afv=1.40×π×42/4×2=3.52kN〉1.81kN故螺栓满足要求1.6预埋件计算预埋件采用膨胀螺栓固定，膨胀螺栓取慧鱼FBN12/15+35M12，监测得其极限拉力值约为36kN，剪力按Q235钢计算得125×π×122/4=14.1kN锚固区域的混凝土计算承载力为：根据《混凝土加固设计规范》13.3.2Ｎ1c=2.8ψaψN5.1,efkcuhf混凝土采用Ｃ30，故基材混凝强度等级对锚固承载力的影响系数ψa=1.0,混凝土立方体抗压强度标准fcu.k=20.1MPa,有效锚固深度hef=70mmψN=ψs.Nψe.NAc,N/Ac,N0