栏杆结构的受力性能及设计方法研究

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1、齐玉军冯鹏叶列平(清华大学土木工程系工程结构与振动教育部重点实验室，北京100084)摘要:栏杆结构是房屋、桥梁等结构的重要附属构件，虽然并不影响主体结构的受力性能，但却对保障使用者的生命财产安全具有非常重要的作用。目前，对于栏杆结构受力性能和安全性的研究还较少，各国对于栏杆结构的设计指标和设计荷载也并不统一，我国规范中主要考虑均布荷载作用下的承载力，对于集中荷载和变形限值均未有规定。归纳比较了国内外相关规范中对栏杆结构的基本规定，基于理论分析和实际需求，提出栏杆结构的相对变形控制限值，为高度的1/100

2、;对不同设计参数的栏杆结构进行有限元计算，分析栏杆结构在均布荷载和集中荷载作用下的变形性能和安全性。基于上述研究，提出较为完整的栏杆结构设计方法。关键词:栏杆结构;荷载比例系数;位移限值;设计方法STUDYONMECHANICALPROPERTIESANDDESIGNOFRAILINGSTRUCTURESQiYujunFengPengYeLieping(MOEKeyLabofEngineeringStructureandVibration，DepartmentofCivilEngineering，Tsin

3、ghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract:Railingsystemastheimportantaccessoryofbuildingsandbridgesisveryimportantforensuringthesafetyoflivesandpropertiesofthepublicuserthoughitmaynotinfluencetheperformanceofmainstructure．Theexistingresearchonthestructu

4、ralperformanceofrailingsystemsandthesafetydesignofrailingsystemsislacked，andthedesigncriteriaandthedesignloadsinvariouscodesintheworldaredifferent．InChinesecodes，thebearingcapacityofrailingunderuniformloadisevaluatedbutthereisnoruleonconcentratedloadandde

5、formationlimit．Inthispaper，theloadrequirementsforrailingstructureinforeignanddomesticcodeswerecomparedandinvestigatedfirstly．Basedonthetheoreticalanalysisandthepracticalrequirements，adeformationlimitof1/100heightforrailingsystemswasproposed．Then，anumberof

6、railingstructureswiththevariousdesignparameterswereanalyzedwithfiniteelementmethod，theirdeformationandsafetywereinvestigatedundertheconcentratedloadanduniformloadseparately．Basedontheabove，acompletedesignapproachfortherailingstructure，inwhichthestrengthan

7、dthedeformationunderthevariousloadpatternswereconsidered，wasalsoproposed．Keywords:railingstructure;loadproportionfactor;deformationlimitvalue;designmethod栏杆是建筑物、构筑物以及桥梁结构中重要的附属构件，它虽不影响主体结构的受力性能，却是关系使用者生命安全的关键构件。我国曾多次发生过因栏杆破坏造成人员伤亡的重大事故［1－3］，因此，栏杆结构的安全性应受到

8、高度的重视，栏杆结构应具有较高的安全系数。常见的栏杆为木、石、钢或铸铁等材料制成，这些栏杆较容易发生锈蚀或腐烂，从而造成安全性的降低。近年来，在栏杆结构中有采用不锈钢或铝合金制成的，但价格相对较高，经常出现被盗的情况，也会造成安全隐患。随着纤维增强复合材料(简称为“FRP”)在土木工程中的广泛应用，近些年也出现了轻质、耐腐蚀、美观的FRP栏杆结构［4］。IndustrialConstructionVol.41，No.5，201