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》GB 50068-2001《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001《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》JGJ 102-2003《浮法玻璃》GB 11614-1999《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)=-1.20 W(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JGJ102-2003 5.2.9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/mm2<215N/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)=4.0mm<9mm<2714/250=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/mm2<160N/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/mm<215N/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=5.66mm<10.9mm<2714/250=10.9mm扰度可以满足要求！（５)边框焊缝验算焊缝抵抗矩：W w =(25.66×55.663/12-20×503/12)/(55.66/2)=5759.8mm 3焊缝面积：Ａw =25.66×55.66-20×50=428.0mm 2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/mm 2<160N/mm 2在剪力作用下其最大应力为σ2=V/A w =2.1N/mm 2<160Nmm 2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＝1000mm2 I=208333mm 4W=8333mm 3 i=A I /=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JGJ102-2003 6.3.7得到竖边框在压弯作用下的强度计算公式为A N ＋WM ≤∮ 1.42×1000/1000+1.312×106 /(1.05×8333)=151.4N/mm 2<215/mm 2稳定计算：根据ＪＧＪ１０２－２００３ 6.3.8-1,得到竖边框在压弯作用下的承载力计算公式为 ￠N +NE N W M /8.01(-γ≤f,N E =　２E λπ1.14长细比λ＝２×０.975/0.0144=135.4查表得ψ＝０．３７λ＝1.05N E = 3.14×2.06×105×1000/(1.1×135.42)32.08kNK φN +Ｅ）Ｗ（１－０．８Ｎ／ＮＭλ＝1420/(0.37×1000)+1.312×106/(1.05×8333×1-0.8×1.42/32.08))=159.3N/mm 2<215N/mm 2剪力作用下：τ＝V/A=1.31N/mm 2<215N/mm 2弯剪共同作用下：σ＝（τ2+σ2）1/2=159.3N/mm 2<215N/mm 2强度满足要求！（４）竖边框扰度计算U(max):竖边＝5.4mm<9mm<2714/250=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)=5759.8mm 3焊缝面积：Ａw =25.66×55.66-20×50=428.0mm 2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/mm 2>160N/mm 2在剪力作用下其最大应力为σ2＝Ｖ/Ａw=6.5N/mm 2<160N/mm 2弯剪共同作用下应力为σ（σ12+σ22）1/2＝281.7Ｎ/mm 2＞160Ｎ/mm 2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：A w =(31.31×63.31-20×50=920.0mm 2在弯矩作用下其最大应力为σ＝Ｍ／Ｗw =102.4N/mm 2<160N/mm2 在剪力作用下其最大应力为σ＝V/Aw=3.0N/mm 2<160N/mm2 弯剪共同作用下应力为σ＝(σ12+σ22）1/2=102.4N/mm 2<160N/mm 2（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+35 M12，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,efkcuh f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f cu.k =20.1MPa,有效锚固深度h ef=70mmψN=ψs.Nψe.N A c,N/A c,N0ψs,N=0.8ψe,N=1/[1+(2e N/S cr,N)]Scr,N=3×hef=210mme N=0ψe,N=1参与受拉螺栓为2根对该工程中的螺栓锚固端的混凝土情况，大致可分为两类：水平栏杆锚固和竖直栏杆锚固对其有效面积为：Ａc,N=65100mm2A c,N0=44100mm2所以ψＮ＝ψＳ，ＮψＥ，ＮＡＣ，Ｎ／ＡＣ，Ｎ０＝0.8×1×65100/44100=1.181故N1c=2.8ψaψ5.1,efkcuhf =2.8×1.0×1.181×1.20×701.5=8682.3N=8.68kN对于竖直栏杆锚固，有效混凝土的投影面积分布如下图所示其有效面积为：Ａc ,N =48050mm 2A c ,N 0=44100mm 2所以ψＮ＝ψs .N ψe .N Ac.N /Ac.N 0=0.8×1×648050/44100=0.872故Ｎ1c=2.8ψa ψN 5.1,ef k cu h f =2.8×1.0×1.181×1.20×701.5 =6410.9N=6.14kN 混凝土的受剪承载力设计值为Ｖc=0.18ψV 2.03.005.11.ef k cu h d c f平行于剪力方向的边距Ｃ1=50mm锚栓外径d 0=12mm有效锚固深度h ef =70mmΨs .y =1Ψh .y =1Ψa .y =1Ψu .y =1A c .y 0=4.5×C 12A c .y =4A c .y 0所以ψv =ψs .v ψh ,v ψa .v ψe .v ψu .v /A cy 0 =1×1×1×1×4=4Vc=0.18Ψv 2.03.005.11.ef k cu h d c f =0.18×4×1.20 ×501.5×120.3×700.2=5.63kN 以上计算了锚固混凝土的抗拉强度和抗剪强度 对于侧面扶手栏的预埋件，其混凝土受拉部分所受拉力为M/0.1=5.74kN<8.68k Ｎ混凝土锚固能力满足其所受剪力为Ｖ＝1.538kN<5.63kN拉剪复合作用下混凝土承载力验算：()()122<+V N ββ()()151.0263.554.1268.874.5<++ 单个膨胀螺丝拉力为:M/d=0.574/0.1/2=2.87kN<Nrk,s/γms=36/1.2=30kN单个膨胀螺丝爱到的剪力为:1.538/2/4=0.192kN<Vrk,s/γms=14.1kN帮侧面的膨胀螺丝满足要求对于底面竖边框的预理件,其混凝土受拉部分所受拉力为$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$M/0.1=13.12kN>6.41kN,混凝土锚固能力无法满足$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$其所受剪力为V=2.80kN<5.63kN单个膨胀螺丝受到拉力为:M/d=1.312/0.1/2=5.56kN<Nrk,s/γms=36/1.2=30kN单个膨胀螺丝受到的拉力为2.795/2/4=0.349kN< Vrk,s/γms=14.1kN故底面的螺丝满足要求2TA-WL24计算选取洞宽尺寸为16800mm内的扶手栏杆作为对象,假设共有10榀,则每榀宽1675mm,高1025mm.2.1玻璃的选用与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JGJ102-2003 5.2.9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/mm2<215N/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)=4.0mm<9mm<2714/250=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/mm2<160N/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（2）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/mm<215N/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=5.66mm<10.9mm<2714/250=10.9mm扰度可以满足要求！（５)边框焊缝验算焊缝抵抗矩：W w=(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/mm2<160N/mm2在剪力作用下其最大应力为σ2=V/A w=2.1N/mm2<160Nmm2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/=14.4mmi=A(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JGJ102-2003 6.3.7得到竖边框在压弯作用下的强度计算公式为A N ＋WM γ≤∮ 1.42×1000/1000+1.312×106/(1.05×8333)=151.4N/mm 2<215/mm 2稳定计算：根据ＪＧＪ１０２－２００３ 6.3.8-1,得到竖边框在压弯作用下的承载力计算公式为￠N+NE N W M/8.01(-γ≤f,N E =　２E λπ1.14长细比λ＝２×０.975/0.0144=135.4 查表得ψ＝０．３７ λ＝1.05N E = 3.14×2.06×105×1000/(1.1×135.42)32.08kNKφN +Ｅ）Ｗ（１－０．８Ｎ／ＮＭλ＝1420/(0.37×1000)+1.312×106/(1.05×8333×1-0.8×1.42/32.08))=159.3N/mm 2<215N/mm 2剪力作用下：τ＝V/A=1.31N/mm 2<215N/mm 2弯剪共同作用下：σ＝（τ2+σ2）1/2=159.3N/mm 2<215N/mm 2强度满足要求！（４）竖边框扰度计算 U(max):竖边＝5.4mm<9mm<2714/250=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)=5759.8mm 3焊缝面积：Ａw =25.66×55.66-20×50=428.0mm 2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/mm2>160N/mm2在剪力作用下其最大应力为σ2＝Ｖ/Ａw=6.5N/mm2<160N/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：A w=(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/mm2<160N/mm2在剪力作用下其最大应力为σ＝V/Aw=3.0N/mm2<160N/mm2弯剪共同作用下应力为σ＝(σ12+σ22）1/2=102.4N/mm2<160N/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故螺栓满足要求竖边框剪力:V:荷载作用产生弯矩(kN·m)V=1.235 kN(3)横边框强度计算弯矩作用下:σ=M/γ/w=55.3N/mm2 < 215 N/mm2剪力作用下:τ=V/A=1.24 N/mm2 < 215 N/mm2弯剪满足要求2.5预埋件计算对于侧面扶手栏的预埋件,其混凝土受拉部分所爱拉力为M/0.1=3.37kN<8.68 kN<8.68 kN,混凝土锚固能力满足其所受剪力为V=0.85kN<5.63 kN拉剪复合作用下混凝土承载力验算:(βN)2+(βV)2 <1单个膨胀螺丝受到拉力为:M/d=0.337/0.1/2=1.69 kN< Nrk, s/γms=36/1.2=30kN单个膨胀螺丝受到的剪力为:0.749/2/4=0.11 kN< Vrk,s/γms=14.1kN故侧面的膨胀螺丝满足要求对于底面竖边框的预埋的件,其混凝土受拉部分所受拉力为M/0.1=6.18kN<6.41kN,混凝土锚固能力满足其所受剪力为V=0.704kN<6.41kN拉剪复合作用下混凝土承载力验算:(βN)2+(βV)2 <1单个膨胀螺丝受到拉力为:M/d=6.18/0.1/2=3.09kN<Nrk, s/γms=36/1.2=30kN单个膨胀螺丝受到拉力为:0.704/2/4=0.08kN<Vrk, s/γms=14.1kN故底面的螺丝满足要求3TA-WL23V=2.3kN<5.63kN单个膨胀螺丝受到拉力为:M/d=0.932/0.1/2=4.66kN<Nrk, s/γms=36/1.2=30kN单个膨胀螺丝受到剪力为:2.34/2/4=0.29kN<Vrk, s/γms=14.1kN故底面的螺丝满足要求百页栏杆计算:4TA-ML10每榀宽1750mm,高1800mm构件截面钢材为Q235;截面为:25×100×3钜形管;25×50×2矩形管;50×10扁铁;4.1荷载计算栏杆标高为92.65m,近似取标高为100.0m处风荷载计算(1).风荷载标准值计算:W(J):基本风压W(J)=0.55kN/m2β:100.0m高处阵风系数(按C类区计算)β=1.62μ(B):100.0m高处风压高度系数(按C类区计算) GB50009-2001) μ=1.68μ(T):风荷载体型系数μ=-1.20W(k)= β×μ(B) ×μ×W(J)=1.62 ×1.68×1.2×0.550=1.80kN/m2挡风系数φ=An/A栏杆条宽度:10mm栏杆条间距:50mmφ=10/50=0.2<0.92W(k)= φ×2.80=0.56kN/mm2(2).风荷载设计值:W:风荷载设计值(kN/m2)γ(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》中规定取W=0.56×1.4=0.78 kN/m2(3)地震作用计算E(K)= β×α×Gβ:动力放大系数,取5.0α：水平地震影响系数最大值，计算模型如下图G：百叶构件的自重，0.981kN/m2故E＝0.392 kN/m2以下利用有限元软件sap进行计算，计算模型如下图4.2竖边框计算：对于楼面对栏杆部分区域，其上主要作用为：风荷载：W＝0.784 kN/m2地震作用：E（K）＝0.392 kN/m2活载：q(L)=1.0 kN/m2参照《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虑组合Q＝1.4q(L)+0.6×1.4×W(k)=2.06 kN/m2用于挠度计算时，荷载取为Q（k）= q(L)+0.6×W(k)=1.47 kN/m2(1)竖这框由25×60×3矩开钢管组合而成，其截面特性如：A=284mm2I=90000 mm4W=3630mm3i=17.8根据JGJ102－20036.3.1说明，矩形钢管厚度应大于3mm，故建议为25×50×3，其截面特性如下：A=414mm2I=125542mm4W=5021.68mm3i=17.4(2)栏杆条线分布荷载设计值（矩形分布）Q（1）：线分布荷载设计值B：栏杆条间距：0.05mQ（1）＝Q×B＝0.103 kN/m2(3)竖边框弯矩和剪力：竖边框底部弯矩和剪力均最大，其值为M＝0.553 kN·mV＝1.486 kNN＝0.75×1.4×1.75＝1.84 kN(7)若改为可拆卸栏杆,计算如下:焊接计算:采用角焊疑缝,宽4mm焊缝抵抗矩:W W=(25.66×45.663/12-10×403/12)/45.66/2)=6580mm3焊缝面积:A W=25.66×45.66-20×40=372mm2焊缝承受弯矩:M=0.553 kN·m剪力:V=1.485 kN在弯矩作用下其最大应力为σ1=M/W W=84.0N/mm2<160N/mm2在剪力作用下其最大应力为σ2=V/A w=4.0N/mm2<160N/mm2弯剪共同作用下应力为σ=（σ12+σ22）1/2=84.1N/mm2 <160N/mm2故焊缝满足要求.20×40×2矩形管强度计算:A=224 mm2I=533504 mm4W=2667.2 mm3在弯剪力作用下:σ1=M/W W=207.3N/mm2<215N/mm2强度要求!螺丝计算:竖向作用力:N=1.84kN两螺丝受弯矩产生的剪力:0.533×103/50=10.66 kN所以一个螺丝的剪力为:(10.662+0.922)1/2=10.7kN螺丝计算:竖向作用力:N=1.84kN两螺丝承受弯矩产生的剪力:0.533×103/50=10.66 kN所以一个螺丝承受的剪力为:(10.662+0.922)1/2=10.7 kN螺丝截面:75.53mm3剪力作用下的剪应力: τ=V/A W=136.25N/mm24.3栏杆条计算:(1)栏杆条由50×10扁铁组合而成,其截面特性如下:A=500mm2I=1.4200mm4W=4170mm3(2)荷载线分布荷载设计值同前(3)栏杆条弯矩:M=0.042 kN·m(4)栏杆条挠度计算σ=M/γ/w=10.1N/mm2<215N/mm2强度满足要求.(5)栏杆条挠条焊缝验算U(max):栏杆条最大挠度U(max)=4.2mm<9mm<1800/250=7.2mm挠度可以满足要求！(6)拦杆条焊缝验算焊缝抵抗矩:W W=(15.66×55.663/12-10×503/12)/(55.66/2)=4340.2mm3焊缝面积：A W=15.66×55.66-10×50=371.4mm2栏杆条端部焊缝承受弯矩：M＝0.042 kN·m剪力：V＝0.062 kN采用角焊缝，宽4mm,在弯矩作用下其最大应力为σ1=M/W W=9.68N/mm2<160N/mm2在剪力作用下其最大应力为σ2=V/A W=0.16N/mm2<160N/mm2弯剪共同作用下应力为σ=（σ12+σ22）1/2=9.68N/mm2<160N/mm2故焊缝满足要求。