不锈钢建筑栏杆设计计算书Word下载.docx
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《防弹玻璃》GB17840-1999
《平板玻璃》GB11614-2009
《建筑用安全玻璃第3部分：
夹层玻璃》GB15763.3-2009
《建筑用安全玻璃第2部分：
钢化玻璃》GB15763.2-2005
《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2009
《半钢化玻璃》GB/T17841-2008
《热弯玻璃》JC/T915-2003
《压花玻璃》JC/T511-2002
《中空玻璃》GB/T11944-2002
11.4钢材规范：
《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005
《不锈钢棒》GB/T1220-2007
《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-2009
《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007
《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007
《不锈钢丝》GB/T4240-2009
《建筑用不锈钢绞线》JG/T200-2007
《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000
《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006
《低合金钢焊条》GB/T5118-1995
《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008
《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007
《耐候结构钢》GB/T4171-2008
《高碳铬不锈钢丝》YB/T096—1997
《合金结构钢》GB/T3077-1999
《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002
《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000
《碳钢焊条》GB/T5117-1995
《碳素结构钢》GB/T700-2006
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007
《优质碳素结构钢》GB/T699-1999
11.5胶类及密封材料规范：
《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006
《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001
《彩色涂层钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001
《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004
《工业用橡胶板》GB/T5574-2008
《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881-2001
《建筑窗用弹性密封剂》JC485-2007
《建筑密封材料试验方法》GB/T13477.1～20-2002
《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2001
《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005
《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686-2005
《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005
《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003
《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006
《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-2007
《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-2008
《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999
《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002
《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001
《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003
11.6相关物理性能等级测试方法：
《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001
《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000
《彩色涂层钢板和钢带试验方法》GB/T13448-2006
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011版）
《建筑防水材料老化试验方法》GB/T18244-2000
《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000
《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001
《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-2002
11.7《建筑结构静力计算手册》（第二版）
11.8土建图纸：
12栏杆承受荷载计算
本处栏杆为全金属杆结构，这种结构自身在风压和地震作用下的荷载非常小，主要承受的是规范GB50009-2012第5.5.2条规定要求的人为荷载，这个荷载是均布在横杆上并由横杆传到竖杆的，规范的要求如下：
住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园，栏杆顶部的水平荷载应取1.0KN/m；
学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆、体育场，栏杆顶部的水平荷载应取1.0KN/m，竖向荷载应取1.2KN/m，水平荷载和竖向荷载应分别考虑；
结合本计算的实际情况，考虑qk=1.0KN/m的顶部水平均布荷载标准值，忽略风荷载及抗震等其它作用。
13栏杆横杆计算
选定杆件材料类别:
不锈钢
选用杆件型材名称:
FT80X60X3
型材强度设计值:
180N/mm2
型材弹性模量:
E=206000N/mm2
X轴惯性矩:
Ix=70.0466cm4
Y轴惯性矩:
Iy=44.8908cm4
X轴上部抵抗矩:
Wx1=17.5116cm3
X轴下部抵抗矩:
Wx2=17.5116cm3
Y轴左部抵抗矩:
Wy1=14.9636cm3
Y轴右部抵抗矩:
Wy2=14.9636cm3
型材截面积:
A=7.80823cm2
型材计算校核处抗剪壁厚:
t=3mm
型材截面面积矩:
Ss=10.58cm3
塑性发展系数:
γ=1.05
13.1杆件强度计算
（1）荷载线分布最大荷载集度设计值（矩形分布）
q:
荷载线分布最大荷载集度设计值（kN/m）
q=1kN/m
（2）荷载组合
杆件节点及单元编号图如下:
杆件所受组合荷载简图如下:
（3）杆件弯矩:
通过有限元分析计算得到杆件的弯矩图如下:
杆件弯矩分布如下表:
列表条目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
偏移（m）
0.000
0.608
1.215
1.822
2.430
2.970
3.577
4.185
4.792
5.400
弯矩（kN.m）
0.974
-0.112
-0.830
-1.179
最大弯矩发生在5.4m处
M:
幕墙杆件在组合荷载作用下产生弯矩（kN·
m）
M=2.43kN·
m
杆件在荷载作用下的支座反力信息如下表:
支座编号
X向反力（kN）
Y向反力（kN）
转角反力（kN.m）
N0
-0.000
2.700
N1
-2.430
（4）校核依据:
≤ｆa（JGJ102-20036.2.4）
σ:
杆件计算强度（N/mm2）
A:
杆件型材截面积:
7.80823cm2
Wx:
杆件截面抵抗矩:
17.5116cm3
γ:
1.05
σ=
=
=132.157N/mm2
132.157N/mm2≤ｆa=180N/mm2
杆件强度满足要求
13.2杆件剪力计算
校核依据:
τmax≤[τ]=105N/mm2
通过有限元分析计算得到杆件的剪力图如下:
杆件剪力分布如下表:
剪力（kN）
2.093
1.485
0.878
0.270
-0.270
-0.877
-1.485
-2.092
-2.700
最大剪力发生在0m处
τ:
杆件剪应力:
Q:
杆件最大剪力:
2.7kN
Ss:
杆件型材截面面积矩:
10.58cm3
Ix:
杆件型材截面惯性矩:
70.0466cm4
t:
杆件抗剪壁厚:
3mm
τ=
=13.5938N/mm2
13.5938N/mm2≤105N/mm2
杆件抗剪强度可以满足
13.3杆件刚度计算
Umax≤
Dfmax:
杆件最大允许挠度:
通过有限元分析计算得到杆件的挠度图如下:
杆件挠度分布如下表:
挠度（mm）
-2.448
-7.466
-12.275
-15.040
最大挠度发生在2.7m处,最大挠度为15.3458mm
Dfmax=
×
1000
=18mm
杆件最大挠度Umax为:
15.3458mm≤18mm
挠度满足要求
14
附录常用材料的力学及其它物理性能
一、玻璃的强度设计值fg（MPa）
JGJ102-2003表5.2.1
种类
厚度（mm）
大面
侧面
普通玻璃
28.0
19.5
浮法玻璃
5～12
15～19
24.0
17.0
≥20
20.0
14.0
钢化玻璃
84.0
58.8
72.0
50.4
59.0
41.3
二、长期荷载作用下玻璃的强度设计值fg（MPa）
JGJ113-2009表4.1.9
平板玻璃
9
7
5
4
半钢化玻璃
28
20
24
17
14
42
30
36
26
21
三、铝合金型材的强度设计值（MPa）
GB50429-2007表4.3.4
铝合金牌号
状态
厚度
强度设计值
（mm）
抗拉、抗压
抗剪
6061
T4
不区分
90
55
T6
200
115
6063
T5
150
85
6063A
≤10
135
75
160
四、钢材的强度设计值（1-热轧钢材）fs（MPa）
JGJ102-2003表5.2.3
钢材牌号
厚度或直径d（mm）
抗拉、抗压、抗弯
端面承压
Q235
d≤16
215
125
325
Q345
310
180
400
五、钢材的强度设计值（2-冷弯薄壁型钢）fs（MPa）
GB50018-2002表4.2.1
205
120
300
175
六、材料的弹性模量E（MPa）
JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9
材料
E
玻璃
0.72×
105
不锈钢绞线
1.2×
105～1.5×
铝合金、单层铝板
0.70×
高强钢绞线
1.95×
钢、不锈钢
2.06×
钢丝绳
0.8×
105～1.0×
消除应力的高强钢丝
2.05×
花岗石板
蜂窝铝板10mm
0.35×
铝塑复合板4mm
0.2×
蜂窝铝板15mm
0.27×
铝塑复合板6mm
0.3×
蜂窝铝板20mm
0.21×
七、材料的泊松比υ
JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7
υ
0.2
0.3
铝合金
0.3（按GB50429）
高强钢丝、钢绞线
铝塑复合板
0.25
蜂窝铝板
花岗岩
0.125
八、材料的膨胀系数α（1/℃）
JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7
α
10-5～1.0×
10-5
不锈钢板
1.80×
2.3×
10-5（按GB50429）
混凝土
1.00×
钢材
1.20×
砖砌体
0.50×
≤4.0×
2.4×
九、材料的重力密度γg（KN/m3）
JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7
γg
普通玻璃、夹层玻璃
钢化、半钢化玻璃
25．6
矿棉
1.2～1.5
玻璃棉
0.5～1.0
78．5
岩棉
0.5～2.5
2700kg/m3（按GB50429）
一十、板材单位面积重力标准值（MPa）
JGJ133-2001表5.2.2
板材
qk
（N/m2）
单层铝板
2.5
3.0
4.0
67.5
81.0
112.0
1.5
2.0
117.8
157.0
196.3
235.5
6.0
55.0
73.6
蜂窝铝板（铝箔芯）
10.0
15.0
20.0
53.0
70.0
74.0
25.0
30.0
500～560
625～700
750～840
一十一、螺栓连接的强度设计值一（MPa）
JGJ102-2003表B.0.1-1
螺栓的性能等级锚栓和构件钢材的牌号
普通螺栓
锚栓
承压型连接高强度螺栓
C级螺栓
A、B级螺栓
抗拉
承压
ftb
fvb
fcb
4.6、4.8级
170
140
-
5.6级
210
190
8.8级
400
320
Q235钢
Q345钢
180
250
10.9级
500
310
构件
305
405
470
385
510
590
Q390钢
530
615
一十二、螺栓连接的强度设计值二（MPa）
GB50429-2007表4.3.5-1
螺栓的材料、性能等级和构件铝合金牌号
不锈钢
钢
ftv
2B11
—
2A90
145
A2-50、A4-50
A2-70、A4-70
280
265
6061-T4
6061-T6
6063-T5
185
6063-T6
240
6063A-T5
220
6063A-T6
255
5083-O/F/H112
315
一十三、焊缝的强度设计值（MPa）
JGJ102-2003表B.0.1-3
焊接方法和焊条型号
构件钢材
对接焊缝
角焊缝
牌号
厚度或直径
d（mm）
抗压fcw
抗拉和抗弯受拉ftw
fvw
抗拉、
抗压和
一级、二级
三级
抗剪ffw
自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊
215
125
16＜d≤40
205
175
120
40＜d≤60
自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊
16＜d≤35
295
35＜d≤50
225
155
自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊
350
300
335
285
270
Q420钢
380
360
290
195
一十四、不锈钢螺栓连接的强度设计值（MPa）
JGJ102-2003表B.0.3
类别
组别
性能等级
σb
A（奥氏体）
A1、A2
50
230
A3、A4
70
700
245
A5
80
800
370
C（马氏体）
C1
100
460
C3
C4
F（铁素体）
F1
45
450
60
600
275
一十五、楼层弹性层间位移角限值
GB/T21086-2007表20
建筑高度
结构类型
建筑高度H（m）
H≤150
150＜H≤250
H＞250
框架
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