玻璃阳台栏杆设计计算书Calculatingreport

1、玻璃阳台栏杆设计计算书 1计算引用的规范、标准及资料依据: 1.1建筑设计规范： GB 17740-1999 地震震级的规定GB 50009-2001（2006版） 建筑结构荷载规范GB 50010-2002 混凝土结构设计规范GB 50011-2001 建筑抗震设计规范GB 50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范GB 50045-1995 高层民用建筑设计防火规范GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范（2000年版）GB 50068-2001 建筑结构可靠度设计统一标准GB 50176-1993 民用建筑热工设计规范GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准GB 50

2、222-1995 建筑内部装修设计防火规范GB 50223-2004 建筑工程抗震设防分类标准GB 50352-2005 民用建筑设计通则GB/T 17742-1999 中国地震烈度表GB/T 18229-2000 CAD工程制图规则GB/T 18622-2002 温室结构设计荷载GB/T 18883-2002 室内空气质量标准GB/T 50001-2001 房屋建筑制图统一标准GB/T 50103-2001 总图制图标准GB/T 50104-2001 建筑制图标准GB/T 50105-2001 建筑结构制图标准GBJ 16-87建筑设计防火规范JGJ 3-2002高层建筑混凝土结构技术规程

3、JGJ 101-96建筑抗震试验方法规程JGJ 26-95 民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分） JGJ/T 16-92 民用建筑电气设计规范 JGJ/T 97-95 工程抗震术语标准建筑结构静力计算手册（第2版） 1.2钢结构规范： GB 14907-2002 钢结构防火涂料GB 50017-2003 钢结构设计规范GB 50018-2002 冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范JGJ 81-2002 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 82-91 钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程JGJ 99-98 高层民用建筑钢结构技术规程CECS 7796

4、 钢结构加固技术规范CECS 8096 塔桅钢结构施工及验收规程CECS 10298 门式钢架轻型房屋钢结构技术规程CECS 1332002 包覆不饱和聚酯树脂复合材料的钢结构CECS 1482003 户外广告设施钢结构技术规程YB 9257-96 钢结构检测评定及加固技术规程01SG519 多高层民用建筑钢结构节点构造详图 1.4玻璃规范： GB 4871-95 普通平板玻璃GB 9962-99 夹层玻璃GB 9963-98 钢化玻璃GB 11614-99 浮法玻璃GB 15763.1-2001 建筑用安全玻璃、防火玻璃GB 17840-99 防弹玻璃GB 17841-99 幕墙用钢化玻璃与

5、半刚化玻璃GB/T 2680-94 建筑玻璃 可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定GB/T 11944-2002 中空玻璃GB/T 7697-1996 玻璃马赛克JGJ 113-2009建筑玻璃应用技术规程GB/T 18915-2002 镀膜玻璃JC 433-96 夹丝玻璃JC/T 511-2002 压花玻璃 1.5密封材料规范： GB146832003* 硅酮建筑密封胶JC/T8812001 混凝土接缝用密封胶JC/T8822001 幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T8832001 石材用建筑密封胶JC/T8842001 彩色钢板用建筑密封胶C/T88

6、52001 建筑用防霉密封胶 JC/T4862001 中空玻璃用弹性密封胶 1.6幕墙规范： JGJ102-2003玻璃幕墙工程技术规范JGJ133-2001 金属与石材幕墙工程技术规范CECS127:2001 点支式玻璃幕墙工程技术规范GB/T 21086-2007建筑幕墙JGJ113-2009建筑玻璃应用技术规范JG138-2001 点支式玻璃幕墙支承装置JGJ/139-2001 玻璃幕墙工程质量检验标准GB/T15227-2007 建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法GB/T18091-2000 玻璃幕墙光学性能GB/T18250-2000 建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T185

7、75-2001 建筑幕墙抗震性能振动台试验方法DBJ/CT014-2001 全玻璃幕墙工程技术规程 1.7紧固件规范：GB 3098.1-2000紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.2-2000紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹 GB 3098.5-2000紧固件机械性能 自攻螺钉 GB 3098.6-2000紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.15-2000紧固件机械性能 不锈钢螺母2基本参数依据 2.1栏杆所在地区 The balcony projects area海岛地区。 (Island area) 2.2地面粗糙度 (Grand roughness) 地

8、面粗糙度可分为A、B、C、D四类： -A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；A. island, land that near sea, or desert -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。 本工程按A类地区计算。This calculating will be using data of A. 2.3抗震烈度本工程为7(0.15g)度3栏杆载荷计算 3.1风载荷标准值计算方法 风荷载计算: 阳台栏杆属于外围护构件，根据建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版)规定

9、采用，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：1 当计算主要承重结构时Wk=zszW0 （GB50009 -1）2 当计算围护结构时 Wk=gzs1zW0 （GB50009 -2）式中： 其中: Wk-垂直作用在栏杆玻璃表面上的风荷载标准值(kN/m2)； gz-高度Z处的阵风系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第条取定。 根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=K(1+2f) 其中K为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数。经化简，得： A类场地: gz=0.921+35-0.072(Z/10)-0.12 B类场地: gz=0.891+(Z/10)-0.16 C类场地: g

10、z=0.851+350.108(Z/10)-0.22 D类场地: gz=0.801+350.252(Z/10)-0.30 z-风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第条取定。 根据不同场地类型,按以下公式计算: A类场地: z=1.379(Z/10)0.24 B类场地: z=1.000(Z/10)0.32 C类场地: z=0.616(Z/10)0.44 D类场地: z=0.318(Z/10)0.60 按建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版)第条 验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数s1：一、 外表面1. 正压区 按表采用；2.

11、负压区 对墙面， 取-1.0 对墙角边， 取-1.8二、 内表面 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。注：上述的局部体型系数s1（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s1（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s1（A）可按面积的对数线性插值，即s1（A）=s1（1）+s1（10）-s1（1） logA 本工程属于A类地区,故z=1.379(Z/10)0.24 W0-基本风压,按建筑结构荷载规范GB50009-2001附表D.4给出的50

12、年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2，175mph的抗风强度相当于1.25N/m2 175mph wind loading equales 1.25N/m2(3).地震作用计算: qEAk=EmaxGAK 其中: qEAk-水平地震作用标准值 E-动力放大系数,按 5.0 取定 max-水平地震影响系数最大值，按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定: max选择可按JGJ102-2003中的表进行。表 水平地震影响系数最大值max抗震设防烈度6度7度8度max0.040.08(0.12)0.16(0.24)注:7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震速度为0.15g和0.30g的地

13、区。 设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度： max=0.04 设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度： max=0.08 设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度： max=0.12 设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度： max=0.16 设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度： max=0.24 设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度： max=0.32 厦门设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度为7度，故取max=0.12 GAK-幕墙构件的自重(N/m2)(4).作用效应组合:一般规定，幕墙结构构件应按下列规定验算承

14、载力和挠度： a.无地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求： 0S R b.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求： SE R/RE式中 S-荷载效应按基本组合的设计值； SE-地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值； R-构件抗力设计值； 0-结构构件重要性系数，应取不小于1.0； RE-结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0； c.挠度应符合下式要求： df df,lim df-构件在风荷载标准值或永久荷载标准值作用下产生的挠度值； df,lim-构件挠度限值； d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合dfdf,lim的规定。幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应

15、符合下列规定： 1 有地震作用效应组合时，应按下式进行： S=GSGK+wwSWK+EESEK 2 无地震作用效应组合时，应按下式进行： S=GSGK+wwSWK S-作用效应组合的设计值； SGk-永久荷载效应标准值； SWk-风荷载效应标准值； SEk-地震作用效应标准值； G-永久荷载分项系数； W-风荷载分项系数； E-地震作用分项系数； W-风荷载的组合值系数； E-地震作用的组合值系数； 进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值： 一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数G、W、E应分别取1.2、1.4和1.3； 当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数G应

16、取1.35；此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应； 当永久荷载的效应对构件利时，其分项系数G的取值不应大于1.0。 可变作用的组合系数应按下列规定采用： 一般情况下，风荷载的组合系数W应取1.0，地震作用于的组合系数E应取0.5。 对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数W应取1.0（永久荷载的效应不起控制作用时）或0.6(永久荷载的效应起控制作用时)。幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数W和永久荷载分项系数均应取1.0，且可不考虑作用效应的组合。.材料力学性能: 材料力学性能，主要参考JGJ 102-2003 玻璃幕墙工程技术规范。(1).玻璃的强度设计值

17、应按表的规定采用。表 玻璃的强度设计值 fg(N/mm2)种 类厚度（mm）大 面侧 面普通玻璃528.019.5浮法玻璃51228.0 19.5151924.0 17.0 2020.0 14.0 钢化玻璃tempered glass51284.0 58.8151972.0 50.42059.0 41.3注：1. 夹层玻璃和中空玻璃的强度设计值可按所采用的玻璃类型确定；2. 当钢化玻璃的强度标准达不到浮法玻璃强度标准值的3倍时，表中数值 应根据实测结果予于调整；3. 半钢化玻璃强度设计值可取浮法玻璃强度设计值的2倍。当半钢化玻璃 的强度标准值达不到浮法玻璃强度标准值的2倍时，其设计值应根据实

18、测结果予于调整；4. 侧面玻璃切割后的断面，其宽度为玻璃厚度。(2).铝合金型材的强度设计值应按表的规定采用。表 铝合金型材的强度设计值fa（N/mm2）铝合金牌号状 态壁厚（mm）强度设计值fa抗拉、抗压抗剪局部承压6061T4不区分85.5 49.6 133.0 T6不区分190.5 110.5 199.0 6063T5不区分85.5 49.6 120.0 T6不区分140.0 81.2 161.0 6063AT510124.4 72.2 150.0 10116.6 67.6 141.5 T610147.7 85.7 172.0 10140.0 81.2 163.0 (3).热轧钢材的强度

19、设计值应按现行国家标准钢结构设计规范GB50017-2003的规定采用，也可按表5.2.3a采用。表5.2.3a 热轧钢材的强度设计值fs（N/mm2）钢材牌号厚度或直径d（mm）抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d1621512532516d4020512040d60200115Q345d1631018040016d3529517035d50265155注：表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度.(4).冷成型薄壁型钢的钢材的强度设计值应按现行国家标准钢结构设计规范GB50018-2002的规定，可按表b采用。 表 b 冷成型薄壁型钢的强度设计值钢材牌号抗拉、

20、抗压、抗弯 f ts抗剪 f vs端面承压（磨平顶紧） f csQ235205120310Q345300175400(5).不锈钢型材和棒材的强度设计值可按表5.2.3c采用。表5.2.3c 不锈钢型材和棒材的强度设计值牌号0.2抗拉强度f ts1抗剪强度 f vs1端面承压强度 f cs10Cr18Ni93042051781042470Cr19Ni9N304N27523913931600Cr19Ni10304L1771548922100Cr18Ni10N304LN2452131242820Cr17Ni12Mo23162051781042470Cr17Ni12Mo2N316N275239139

21、31600Cr17Ni14Mo2316L1771548922100Cr17Ni13Mo2N316LN245213124282(6).玻璃幕墙材料的弹性模量可按表的规定采用。表 材料的弹性模量 E（N/mm2）材 料E玻 璃0.72105铝合金0.70105钢、不锈钢2.06105消除应力的高强钢丝2.05105不锈钢绞线1.201051.50105高强钢绞线1.95105钢丝绳0.801051.00105 注：钢绞线弹性模量可按实测值采用。(7).玻璃幕墙材料的泊松比可按表的规定采用。表 材料的泊松比材 料材 料玻璃0.20钢、不锈钢0.30铝合金0.33高强钢丝、钢绞线0.30(8).玻璃幕

22、墙材料的线膨胀系数可按表的规定采用。表 材料的线膨胀系数(1/)材料材料 玻璃0.8010-51.0010-5不锈钢板1.8010-5钢材1.2010-5混凝土1.0010-5铝材2.3510-5砌砖体0.5010-5(9).玻璃栏杆材料的重力密度标准值可按表的规定采用。表 材料的重力密度g（kN/m3)材料g材料g普通玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃25.6矿棉1.21.5玻璃棉0.51.0钢材78.5岩棉0.52.5铝合金28.03.2计算栏杆的风荷载标准值 标高为90.0m处风荷载计算 W0:基本风压 W0=1.25 kN/m2 gz: 90.0m高处阵风系数(按A类区计算) gz=

23、0.921+35-0.072(Z/10)-0.12=1.467 z: 90.0m高处风压高度变化系数(按A类区计算): (GB50009-2001)(2006年版) z=1.379(Z/10)0.24 =1.379(90.0/10)0.24=2.337 sl:局部风压体型系数(墙面区) 板块（第1处） 970.00mm800.00mm=0.776m2 该处从属面积为：0.776m2 该处局部风压体型系数sl=1.200 风荷载标准值: Wk=gzzslW0 (GB50009-2001)（2006年版） =1.4672.3371.2001.200 =4.9365 kN/m2 风荷载设计值: W:

24、 风荷载设计值(kN/m2) w: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 规定采用 W=wWk=1.44.9365=6.911kN/m2 支承结构（第1处） 1020mm1066mm=1.09m2 该处从属面积为：1.09m2 sl (A)=sl (1)+sl (10)-sl (1)log(A) =-1.0+0.81.0-1.00.037 =-0.993 sl=-0.993+(-0.2)=-1.193 该处局部风压体型系数sl=1.193 风荷载标准值: Wk=gzzslW0 (GB50009-2001)（2006年版） =1.4672.3371.193

25、1.250 =5.113 kN/m2 风荷载设计值: W: 风荷载设计值(kN/m2) w: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 规定采用 W=wWk=1.43.225=4.515kN/m23.3玻璃计算 glass calculating1. 本处采用单层玻璃 (here using single decker glass) GAK: 玻璃板块自重: (the glass weight) 玻璃的重力密度为:(density of glass) 25.6(KN/m3) BT_w 玻璃厚度为: 8.0(mm) (glass thickness) GAK=

26、25.6Bt_L/1000 =25.68.0/1000 =0.205kN/m22. 该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用: (earthquake action analysis) max: 水平地震影响系数最大值: 0.120 (the horizon action) qEAk: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2) qEAk=5maxGAK =50.1200.205 =0.123kN/m2 E: 地震作用分项系数: 1.3 qEA: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2) qEA=rEqEAk =1.3qEAK =1.30.123 =0.160kN/m23. 玻璃的

27、强度计算: (the strength calculating) 玻璃校核依据: g=84.000 N/mm2 Wk: 垂直于玻璃平面的风荷载标准值(KN/m2) qEAk: 垂直于玻璃平面的地震作用标准值(KN/m2) 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/mm2) Ek: 在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm2) : 参数 : 折减系数，可由参数按JGJ102-2003表-2采用表 -2 折减系数reduction coefficient5.010.020.040.060.080.0100.01.000.960.920.840.780

28、.730.68120.0150.0200.0250.0300.0350.0400.00.650.610.570.540.520.510.50 a: 玻璃短边边长: 800.0mm b: 玻璃长边边长: 970.0mm BT_L 玻璃厚度为: 8.0(mm) m: 玻璃板的弯矩系数, 按边长比a/b查JGJ102-2003 表-1得: 0.0794表-1 四边支承玻璃板的弯矩系数bending moment ma/b0.000.250.330.400.500.550.600.65m0.12500.12300.11800.11150.10000.09340.08680.0804a/b0.700.7

29、50.800.850.900.951.00m0.07420.06830.06280.05760.05280.04830.0442 Wk1 玻璃的风荷载标准值 (KN/m2)Wk=4.9365 kN/m2 qEk1玻璃的地震作用标准值 (KN/m2) qEk1=0.246 (kN/m2) 在垂直于玻璃平面的风荷载和地震作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm2) 在风荷载作用下玻璃参数=(Wk1+0.5qEK1)a4/(Et4) =7.02 : 折减系数，按=7.02 查-2表得:=0.984 在风荷载作用下玻璃最大应力标准值Wk=6mWk1a2/t2 =17.543N/mm2 在地震作用下外侧玻璃参数=(Wk1+0.5qEK1)a4/(Et4) =7.02 : 折减系数reduction coefficient，按=7.02 查-2表得:=0.984 在地震作用下外侧玻璃最大应力标准值Ek=6mqEk1a2/t2 =0.874N/mm2 :玻璃所受应力: The force t