广州番禺万达广场百货工程玻璃护栏--设计计算书2013.11.12

汇宝软件 广州番禺万达广场百货工程玻璃护栏 设计计算书 玻璃护栏设计计算书 计算引用的规范、标准及资料 幕墙设计规范： 《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2009 《建筑幕墙》 GB/T21086-2007 建筑设计规范： 《地震震级的规定》 GB/T17740-1999 《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ145-2004 《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81-2002 《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2008 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001(2006年版、局部修订) 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001(2008年版) 《民用建筑设计通则》 GB50352-2005 玻璃规范： 《平板玻璃》 GB11614-2009 《建筑用安全玻璃 第2部分：钢化玻璃》 GB15763.2-2005 《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB17841-2008 钢材规范： 《碳钢焊条》 GB/T5117-1999 《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 胶类及密封材料规范： 《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T882-2001 《混凝土建筑接缝用密封胶》 JC/T881-2001 《建筑用硅酮结构密封胶》 GB16776-2005 《建筑结构静力计算手册》(第二版) 工程图纸 基本参数 栏杆所在地区 广东省广州市 地面粗糙度分类等级 栏杆属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001) A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； 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； 依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。 抗震设防 按《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别： 1.特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类； 2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类； 3.标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类； 4.适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类； 在维护结构抗震设计计算中： 1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用； 2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用； 3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用； 4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用； 根据国家规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008版)，广州区地震基本烈度为：7度，地震动峰值加速度为0.1g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：αmax=0.08； 栏杆承受荷载计算 风荷载标准值的计算方法 栏杆属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算： wk=βgzμzμs1w0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中： wk：作用在栏杆上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高； βgz：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下计算(高度不足5m按5m计算)： βgz=K(1+2μf) 其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数 A类场地： βgz=0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12 B类场地： βgz=0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16 C类场地： βgz=0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22 D类场地： βgz=0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3 μz：风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： A类场地： μz=1.379×(Z/10)0.24 当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m； B类场地： μz=(Z/10)0.32 当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m； C类场地： μz=0.616×(Z/10)0.44 当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m； D类场地： μz=0.318×(Z/10)0.60 当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m； μz=1.000×(Z/10)0.32=1 μs1：局部风压体型系数； 按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)，本处栏杆结构的体型系数μs1(1)为1.3。 另注：上述的局部体型系数μs1(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μs1(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μs1(A)可按面积的对数线性插值，即： μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA 在上式中：当A≥10m2时取A=10m2；当A≤1m2时取A=1m2； w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，广州地区取0.00050MPa； 垂直于栏杆平面的分布水平地震作用标准值 qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003] qEAk：垂直于栏杆平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； βE：动力放大系数,取5.0； αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08； Gk：栏杆构件的重力荷载标准值(N)； A：栏杆构件的面积(mm2)； 作用效应组合 荷载和作用效应按下式进行组合： S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk ……5.4.1[JGJ102-2003] 上式中： S：作用效应组合的设计值； SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值； Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； γG、γw、γE：各效应的分项系数； ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。 上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下： 进行栏杆构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载：γG：1.35； 风 荷 载：γw：1.4； 地震作用：γE：1.3； 进行挠度计算时； 重力荷载：γG：1.0； 风 荷 载：γw：1.0； 地震作用：可不做组合考虑； 上式中，风荷载的组合系数ψw为0.4； 地震作用的组合系数ψE为1； 计算简图 1．栏河结构计算剖面图 2．栏河玻璃结构计算简图 3．栏柱结构计算简图 荷载计算 1、选用材料： 8+8+1.41夹胶玻璃，立柱为15×80厚不锈钢板及实木扶手 2、玻璃自重 玻璃厚度8+8+1.41=17.4mm =0.017M q15=25.6*0.0174=0.448KN/M2=0.448×10-3 N/mm2 3、风载（室内部分按B类21M计算） βZ=2.25 μZ=1.31 w S=0.2 W o=0.50 W k=2.25*1.31*0.2*0.50=0.177×10-3N/m㎡ 4、地震荷载 广州7度αmax=0.08； qEAk=βEαmaxGk/A =5×0.08×0.448=0.18 ×10-3N/ mm2 5.水平动荷载 通过扶手传给立柱的水平荷载qk=1KN/M=11N/MM（GB 50009—2001.4.5.2.2） 6、立柱及扶手传给立柱的自重 q25=0.08×0.015×78.5＋0.16×0.075×1.2×8=0.094＋0.115 = 0.209KN/M2= 0.209×10-3N/MM2 7、作用效应组合荷载（作用于玻璃上） S=1.35×0.448×10-3+0.4×1.4×0.177×10-3+1.3×0.18×10-3=0.605＋0.099＋0.234 0.94×10-3 N/mm2 玻璃栏板的计算 计算条件 玻璃强度计算 采用8+8钢化夹胶玻璃 计算条件：拦河玻璃按1.2M宽计算，b=1200mm，LO=1180mm SX=0.94×10-3 N/mm2 计算状态 按垂直简支梁计算 作用在夹层玻璃上的荷载计算 (1)等效厚度计算 (2)最大应力计算 MMAX=SXL2/8=0.94×1.182/8=0.163KN.M =0.163×10 N.mm2 WX=bt2/6=1000×10.1 ×/6=1.7×mm 0.163×10 /(1.7×10 )=9.4 N/mm2Ngdh=3.23KN 基材混凝土受拉承载力设计满足实际承载力要求。 5)基材混凝土受剪承载力设计值计算 计算公式： VC=0.18ΨV.fCU.K0.5.C11.5.do0.3 .hef0.2 式中：ΨV=ΨSV. ΨHV. ΨAV. ΨEV. ΨUV.ACN/ACNO =0.9*1.31*1*1*1.2*1.24/4.05 =0.433 ΨSV=0.7+0.2*150/150=0.9 ΨHV=(1.5*150/100)1/3=1.31 ΨAV=1 ΨEV=1 ΨUV=1.2 ACN=1.2 ACN=(1.5*150)*(1.5*150*2+100) =1.24*105 ACNO=4*4.5*1502 =4.05*105 VC=0.18*0.433*23.40.5*1501.5*100.3*1000.2 =3.47KN VC=3.47KN>Vsdn=1.04KN 基材混凝土设计剪力满足实际承载剪力值要求。