1、.欄桿計算建筑護欄設計計算書設計： 校對： 審核： 批準： 目錄1 計算引用的規范、標準及資料11.1 幕墻及采光頂相關設計規范：11.2 建筑設計規范：11.3 玻璃規范：11.4 鋼材規范：21.5 膠類及密封材料規范：21.6 相關物理性能等級測試方法：31.7 建筑結構靜力計算手冊(第二版)31.8 土建圖紙：32 欄桿承受荷載計算33 欄桿橫桿計算33.1 桿件強度計算43.2 桿件剪力計算53.3 桿件剛度計算64 附錄常用材料的力學及其它物理性能7. v.全金屬欄桿設計計算書1 計算引用的規范、標準及資料1.1 幕墻及采光頂相關設計規范：鋁合金結構設計規范 GB50429-200

2、7玻璃幕墻工程技術規范 JGJ102-2003建筑玻璃應用技術規程 JGJ113-2009建筑幕墻 GB/T21086-2007建筑玻璃采光頂 JG/T231-2007建筑用玻璃與金屬護欄 JG/T342-2012 建筑幕墻工程技術規范 DGJ08-56-20121.2 建筑設計規范：地震震級的規定 GB/T17740-1999鋼結構設計規范 GB50017-2003高層建筑混凝土結構技術規程 JGJ3-2010高處作業吊藍 GB19155-2003工程抗震術語標準 JGJ/T97-2011混凝土結構后錨固技術規程 JGJ145-2004混凝土結構加固設計規范 GB50367-2006混凝土結

3、構設計規范 GB50010-2010混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓 JG160-2004建筑防火封堵應用技術規程 CECS154：2003建筑鋼結構焊接技術規程 JGJ81-2002建筑工程抗震設防分類標準 GB50223-2008建筑結構荷載規范 GB50009-2012建筑結構可靠度設計統一標準 GB50068-2001建筑抗震設計規范 GB50011-2010建筑設計防火規范 GB50016-2006建筑物防雷設計規范 GB50057-2010冷彎薄壁型鋼結構技術規范 GB50018-20021.3 玻璃規范：鍍膜玻璃 第1部分：陽光控制鍍膜玻璃 GB/T18915.1-2002鍍膜玻璃

4、 第2部分：低輻射鍍膜玻璃 GB/T18915.2-2002防彈玻璃 GB17840-1999平板玻璃 GB11614-2009建筑用安全玻璃 第3部分：夾層玻璃 GB15763.3-2009建筑用安全玻璃 第2部分：鋼化玻璃 GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2009半鋼化玻璃 GB/T17841-2008熱彎玻璃 JC/T915-2003壓花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-20021.4 鋼材規范：建筑結構用冷彎矩形鋼管 JG/T178-2005不銹鋼棒 GB/T1220-2007不銹鋼冷加工鋼棒 GB/T4226-200

5、9不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶 GB/T3280-2007不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶 GB/T4237-2007不銹鋼絲 GB/T4240-2009建筑用不銹鋼絞線 JG/T200-2007不銹鋼小直徑無縫鋼管 GB/T3090-2000彩色涂層鋼板和鋼帶 GB/T12754-2006低合金鋼焊條 GB/T5118-1995低合金高強度結構鋼 GB/T1591-2008建筑幕墻用鋼索壓管接頭 JG/T201-2007耐候結構鋼 GB/T4171-2008高碳鉻不銹鋼絲 YB/T0961997合金結構鋼 GB/T3077-1999金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術要求 GB/T13912-2002冷拔異形鋼管 G

6、B/T3094-2000碳鋼焊條 GB/T5117-1995碳素結構鋼 GB/T700-2006碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶GB/T912-2008碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶GB/T3274-2007優質碳素結構鋼 GB/T699-19991.5 膠類及密封材料規范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墻玻璃接縫用密封膠 JC/T882-2001彩色涂層鋼板用建筑密封膠 JC/T884-2001丁基橡膠防水密封膠粘帶 JC/T942-2004工業用橡膠板 GB/T5574-2008混凝土建筑接縫用密封膠 JC/T881-2001建筑窗用彈性密封劑 JC485-2

7、007建筑密封材料試驗方法 GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封膠 JC/T885-2001建筑用硅酮結構密封膠 GB16776-2005建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品 GB/T19686-2005建筑用硬質塑料隔熱條 JG/T174-2005聚氨酯建筑密封膠 JC/T482-2003聚硫建筑密封膠 JC/T483-2006絕熱用巖棉、礦棉及其制品 GB/T11835-2007硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定 GB/T529-2008橡膠袖珍硬度計壓入硬度試驗方法 GB/T531-1999修補用天然橡膠膠粘劑 HG/T3318-2002中空玻璃用彈性密封膠 JC/T486-2001

8、中空玻璃用丁基熱熔密封膠 JC/T914-20031.6 相關物理性能等級測試方法：玻璃幕墻工程質量檢驗標準 JGJ/T139-2001玻璃幕墻光學性能 GB/T18091-2000彩色涂層鋼板和鋼帶試驗方法 GB/T13448-2006鋼結構工程施工質量驗收規范 GB50205-2001混凝土結構工程施工質量驗收規范 GB50204-2002(2011版)建筑防水材料老化試驗方法 GB/T18244-2000建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法 GB/T15227-2007建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法 GB/T18575-2001建筑幕墻平面內變形性能檢測方法 GB/T18250-200

9、0建筑裝飾裝修工程質量驗收規范 GB50210-2001金屬材料室溫拉伸試驗方法 GB/T228-20021.7 建筑結構靜力計算手冊(第二版)1.8 土建圖紙：2 欄桿承受荷載計算 本處欄桿為全金屬桿結構，這種結構自身在風壓和地震作用下的荷載非常小，主要承受的是規范GB50009-2012第5.5.2條規定要求的人為荷載，這個荷載是均布在橫桿上并由橫桿傳到豎桿的，規范的要求如下： 住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫院、托兒所、幼兒園，欄桿頂部的水平荷載應取1.0KN/m； 學校、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館、體育場，欄桿頂部的水平荷載應取1.0KN/m，豎向荷載應取1.2KN/m，水平荷

10、載和豎向荷載應分別考慮；結合本計算的實際情況，考慮qk=1.0KN/m的頂部水平均布荷載標準值，忽略風荷載及抗震等其它作用。3 欄桿橫桿計算選定桿件材料類別: 不銹鋼選用桿件型材名稱: FT80X60X3型材強度設計值: 180N/mm2型材彈性模量: E=206000N/mm2 X軸慣性矩: Ix=70.0466cm4 Y軸慣性矩: Iy=44.8908cm4 X軸上部抵抗矩: Wx1=17.5116cm3 X軸下部抵抗矩: Wx2=17.5116cm3 Y軸左部抵抗矩: Wy1=14.9636cm3 Y軸右部抵抗矩: Wy2=14.9636cm3型材截面積: A=7.80823cm2型材計

11、算校核處抗剪壁厚: t=3mm型材截面面積矩: Ss=10.58cm3塑性發展系數: =1.05 3.1 桿件強度計算(1)荷載線分布最大荷載集度設計值(矩形分布) q: 荷載線分布最大荷載集度設計值(kN/m) q =1kN/m(2)荷載組合桿件節點及單元編號圖如下:桿件所受組合荷載簡圖如下:(3)桿件彎矩:通過有限元分析計算得到桿件的彎矩圖如下:桿件彎矩分布如下表:列表條目12345678910偏移(m)0.0000.6081.2151.8222.4302.9703.5774.1854.7925.400彎矩(kN.m)2.4300.974-0.112-0.830-1.179-1.179-0

12、.830-0.1120.9742.430最大彎矩發生在5.4m處 M: 幕墻桿件在組合荷載作用下產生彎矩(kN·m) M=2.43kN·m桿件在荷載作用下的支座反力信息如下表:支座編號X向反力(kN)Y向反力(kN)轉角反力(kN.m)N0-0.0002.7002.430N1-0.0002.700-2.430(4)校核依據: a (JGJ102-2003 6.2.4) : 桿件計算強度(N/mm2) A: 桿件型材截面積: 7.80823cm2 Wx: 桿件截面抵抗矩: 17.5116cm3: 塑性發展系數: 1.05= = =132.157N/mm2 132.157N/m

13、m2a=180N/mm2桿件強度滿足要求3.2 桿件剪力計算校核依據: max=105N/mm2通過有限元分析計算得到桿件的剪力圖如下:桿件剪力分布如下表:列表條目12345678910偏移(m)0.0000.6081.2151.8222.4302.9703.5774.1854.7925.400剪力(kN)2.7002.0931.4850.8780.270-0.270-0.877-1.485-2.092-2.700最大剪力發生在0m處: 桿件剪應力: Q: 桿件最大剪力: 2.7kN Ss: 桿件型材截面面積矩: 10.58cm3 Ix: 桿件型材截面慣性矩: 70.0466cm4 t: 桿件

14、抗剪壁厚: 3mm= = =13.5938N/mm2 13.5938N/mm2105N/mm2桿件抗剪強度可以滿足3.3 桿件剛度計算校核依據: Umax Dfmax: 桿件最大允許撓度:通過有限元分析計算得到桿件的撓度圖如下:桿件撓度分布如下表:列表條目12345678910偏移(m)0.0000.6081.2151.8222.4302.9703.5774.1854.7925.400撓度(mm)0.000-2.448-7.466-12.275-15.040-15.040-12.275-7.466-2.4480.000最大撓度發生在2.7m處,最大撓度為15.3458mm Dfmax=

15、5;1000 =×1000 =18mm桿件最大撓度Umax為: 15.3458mm18mm撓度滿足要求4 附錄 常用材料的力學及其它物理性能一、 玻璃的強度設計值 fg(MPa)JGJ102-2003表5.2.1種類厚度(mm)大面側面普通玻璃528.0 19.5 浮法玻璃51228.0 19.5 151924.0 17.0 2020.0 14.0 鋼化玻璃51284.0 58.8 151972.0 50.4 2059.0 41.3 二、 長期荷載作用下玻璃的強度設計值 fg(MPa)JGJ113-2009表4.1.9種類厚度(mm)大面側面平板玻璃5129 615197 5 206

16、4 半鋼化玻璃512282015192417202014半鋼化玻璃5124230151936 26203021三、 鋁合金型材的強度設計值 (MPa )GB50429-2007表4.3.4鋁合金牌號狀態厚度強度設計值(mm)抗拉、抗壓抗剪6061T4不區分9055T6不區分2001156063T5不區分9055T6不區分150856063AT51013575T61016090四、 鋼材的強度設計值(1-熱軋鋼材) fs(MPa)JGJ102-2003表5.2.3鋼材牌號厚度或直徑d(mm)抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235d16215 125 325 Q345d16310 180 400 五

17、、 鋼材的強度設計值(2-冷彎薄壁型鋼) fs(MPa)GB50018-2002表4.2.1鋼材牌號抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235205 120 310 Q345 300 175 400 六、 材料的彈性模量E(MPa)JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9材料E材料E玻璃0.72×105不銹鋼絞線1.2×1051.5×105鋁合金、單層鋁板0.70×105高強鋼絞線1.95×105鋼、不銹鋼2.06×105鋼絲繩0.8×1051.0×105消除應力的高強鋼絲2.05×

18、;105花崗石板0.8×105蜂窩鋁板 10mm0.35×105鋁塑復合板 4mm0.2×105蜂窩鋁板 15mm0.27×105鋁塑復合板 6mm0.3×105蜂窩鋁板 20mm0.21×105七、 材料的泊松比JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7材料材料玻璃0.2鋼、不銹鋼0.3鋁合金0.3(按GB50429)高強鋼絲、鋼絞線0.3鋁塑復合板0.25蜂窩鋁板0.25花崗巖0.125八、 材料的膨脹系數(1/)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133

19、-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7材料材料玻璃0.8×10-51.0×10-5不銹鋼板1.80×10-5鋁合金、單層鋁板2.3×10-5(按GB50429)混凝土1.00×10-5鋼材1.20×10-5磚砌體0.50×10-5鋁塑復合板4.0×10-5蜂窩鋁板2.4×10-5花崗巖0.8×10-5九、 材料的重力密度g (KN/m3)JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料g材料g普通玻璃、夾層玻璃鋼化、半鋼化玻璃256礦棉1.21

20、.5玻璃棉0.51.0鋼材785巖棉0.52.5鋁合金2700kg/m3(按GB50429)十、 板材單位面積重力標準值（MPa）JGJ133-2001表5.2.2板材厚度（mm）qk(N/m2)板材厚度（mm）qk(N/m2)單層鋁板2.53.04.067.581.0112.0不銹鋼板1.52.02.53.0117.8157.0196.3235.5鋁塑復合板4.06.055.073.6蜂窩鋁板（鋁箔芯）10.015.020.053.070.074.0花崗石板20.025.030.0500560625700750840十一、 螺栓連接的強度設計值一(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-

21、1螺栓的性能等級 錨栓和構件鋼材的牌號普通螺栓錨栓承壓型連接高強度螺栓C級螺栓A、B級螺栓抗拉抗剪承壓抗拉抗剪承壓抗拉抗拉抗剪承壓ftbfvbfcbftbfvbfcbftbftbfvbfcb普通螺栓4.6、4.8級170140-5.6級-210190-8.8級-400320-錨栓Q235鋼-140-Q345鋼-180-承壓型連接高強度螺栓8.8級-400250-10.9級-500310-構件Q235鋼-305-405-470Q345鋼-385-510-590Q390鋼-400-530-615十二、 螺栓連接的強度設計值二(MPa)GB50429-2007表4.3.5-1螺栓的材料、性能等級和構

22、件鋁合金牌號普通螺栓鋁合金不銹鋼鋼抗拉ftv抗剪fvb承壓fcb抗拉ftv抗剪fvb承壓fcb抗拉ftv抗剪fvb承壓fcb普通螺栓鋁合金2B111701602A90150145不銹鋼A2-50、A4-50200190A2-70、A4-70280265鋼4.6、4.8級170140構件6061-T42102102106061-T63053053056063-T51851851856063-T62402402406063A-T52202202206063A-T62552552555083-O/F/H112315315315十三、 焊縫的強度設計值(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-3焊

23、接方法和焊條型號構件鋼材對接焊縫 角焊縫牌號厚度或直徑d（mm）抗壓fcw抗拉和抗彎受拉ftw抗剪fvw抗拉、抗壓和一級、二級三級抗剪ffw自動焊、半自動焊和E43型焊條的手工焊Q235鋼d1621521518512516016d4020520517512016040d60200200170115160自動焊、半自動焊和E50型焊條的手工焊Q345鋼d1631031026518020016d3529529525017020035d50265265225155200自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊Q390鋼d1635035030020522016d3533533528519022035d5

24、0315315270180220自動焊、半自動焊和E55型焊條的手工焊Q420鋼d1638038032022022016d3536036030521022035d50240240290195220十四、 不銹鋼螺栓連接的強度設計值(MPa)JGJ102-2003表B.0.3類別組別性能等級b抗拉抗剪A(奧氏體)A1、A250500230175A3、A470700320245A580800370280C(馬氏體)C150500230175707003202451001000460350C380800370280C45050023017570700320245F(鐵素體)F14545021016060600275210十五、 樓層彈性層間位移角限值GB