安全通道防护棚计算书.docx

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安全通道防护棚计算书

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计算依据：

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

2、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91

3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

5、《钢结构设计规范》GB50017-2003

一、搭设参数

立杆纵距la（mm）

1500

立杆横距lb（mm）

3600

立杆步距h（mm）

1200

防护棚高度H（mm）

4000

防护层层数n

2

上下防护层间距h1（mm）

800

斜撑与立杆连接点到地面的距离h2（mm）

2500

顶层水平钢管搭设方式

钢管沿纵向搭设

水平钢管间距a（mm）

400

横向斜撑与顶层防护层连接点到立杆的距离l1（mm）

2200

纵向外侧防护布置方式

剪刀撑

钢管类型

Ф48×3

扣件连接方式

单扣件

扣件抗滑移折减系数

0.8

立杆布置

格构柱

格构柱截面边长a1（mm）

400

立杆计算长度系数μ1

1.3

斜撑计算长度系数μ2

1.3

计算简图：

扣件钢管防护棚_正面图

扣件钢管防护棚_侧面图

二、荷载设计

防护层防护材料类型

脚手板

防护层防护材料自重标准值gk1（kN/m2）

0.5

栏杆与挡脚板类型

竹串片脚手板

栏杆与挡脚板自重标准值gk2（kN/m）

0.11

纵向外侧防护荷载标准值gk3（kN/m）

0.2

高空坠落物最大荷载标准值Pk（kN）

1

三、纵向水平杆验算

钢管抗弯强度设计值[f]（N/mm2）

205

钢管截面惯性矩I（mm4）

107800

钢管弹性模量E（N/mm2）

206000

钢管截面抵抗矩W（mm3）

4490

承载力使用极限状态:

格构柱

q=1.2（gk1×a+0.033）=1.2×（0.5×0.4+0.033）=0.28kN/m

p=1.4Pk=1.4×1=1.4kN

正常使用极限状态

格构柱

q1=gk1×a+0.033=0.5×0.4+0.033=0.233kN/m

p1=Pk=1kN

1、抗弯验算

Mmax=0.335kN·m

σ=Mmax/W=0.335×106/4490=74.711N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

νmax=1.363mm

[ν]＝min[max{a1，la，l2-a1}/150，10]=min[max{400，1500，800-400}/150，10]=10mm

νmax≤[ν]

满足要求！

3、支座反力计算

承载力使用极限状态

Rmax=1.637kN

四、横向水平杆验算

钢管抗弯强度设计值[f]（N/mm2）

205

钢管截面惯性矩I（mm4）

107800

钢管弹性模量E（N/mm2）

206000

钢管截面抵抗矩W（mm3）

4490

承载力使用极限状态

格构柱：

F=1.2（gk1a+0.033）（la+a1）/2=1.2×（0.5×0.4+0.033）×（1.5+0.4）/2=0.266kN

p=1.4Pk=1.4×1=1.4kN

正常使用极限状态

格构柱：

F1=（gk1a+0.033）（la+a1）/2=（0.5×0.4+0.033）×（1.5+0.4）/2=0.222kN

p1=Pk=1kN

计算简图如下：

1、抗弯验算

σ=Mmax/W=0.483×106/4490=107.594N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

νmax=3.109mm≤[ν]＝min[max（l1-a1,lb,a1）/150，10]=min[max（2200-400,3600,400）/150，10]=10mm

满足要求！

3、支座反力计算

承载力使用极限状态

Rmax=2.593kN

五、扣件抗滑承载力验算

扣件连接方式

单扣件

扣件抗滑移折减系数

0.8

Rmax=2.593kN≤Rc=0.8×8=6.4kN

满足要求！

六、斜撑稳定性验算

斜撑计算长度系数μ2

1.3

钢管抗弯强度设计值[f]（N/mm2）

205

钢管截面惯性矩I（mm4）

107800

钢管弹性模量E（N/mm2）

206000

钢管截面抵抗矩W（mm3）

4490

α1=arctan（l1/（H-h2））=arctan（2200/（4000-2500））=55.713°

第1层防护层传递给斜撑荷载计算

（1）横向斜撑验算

承载力使用极限状态

格构柱：

F=1.2（gk1a+0.033）（la+a1）/2=1.2×（0.5×0.4+0.033）×（1.5+0.4）/2=0.266kN

p=1.4Pk=1.4×1=1.4kN

横向斜撑计算简图如下：

横向斜撑最大支座反力：

R2max=2.022kN

横向斜撑轴向力：

N21=R2max/cosα1=2.022/cos55.713°=3.589kN

N=N21=3.589kN

斜撑自由长度：

h=h1/cosα1=0.8/cos55.713°=1.42m

斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×1.42=1.846m

长细比λ=l0/i=1846.142/15.9=116.11≤250

满足要求！

轴心受压构件的稳定系数计算：

斜撑计算长度l0=kμ2h=1.155*1.300*1.420=2.132m

长细比λ=l0/i=2132/15.9=134.11

查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得，φ=0.376

σ=N/（φA）=3588.705/（0.376×424）=22.51N/mm2

σ≤[f]=205N/mm2

满足要求！

第2层防护层传递给斜撑荷载计算

（1）横向斜撑验算

承载力使用极限状态

格构柱：

F=1.2（gk1a+0.033）（la+a1）/2=1.2×（0.5×0.4+0.033）×（1.5+0.4）/2=0.266kN

横向斜撑计算简图如下：

横向斜撑最大支座反力：

R2max=1.509kN

横向斜撑轴向力：

N22=R2max/cosα1=1.509/cos55.713°=2.679kN

N=N21+N22=6.268kN

斜撑自由长度：

h=（H-（n-1）h1-h2）/cosα1=（4-（2-1）×0.8-2.5）/cos55.713°=1.243m

斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×1.243=1.615m

长细比λ=l0/i=1615.375/15.9=101.596≤250

满足要求！

轴心受压构件的稳定系数计算：

斜撑计算长度l0=kμ2h=1.155*1.300*1.243=1.866m

长细比λ=l0/i=1866/15.9=117.34

查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得，φ=0.47

σ=N/（φA）=6267.938/（0.47×424）=31.453N/mm2

σ≤[f]=205N/mm2

满足要求！

七、立杆稳定性验算

立杆布置

格构柱

钢管截面惯性矩I（mm4）

107800

立杆计算长度系数μ1

1.3

钢管截面抵抗矩W（mm3）

4490

立杆截面回转半径i（mm）

15.9

钢管抗弯强度设计值[f]（N/mm2）

205

立杆截面面积A（mm2）

424

立杆荷载计算

1、防护棚结构自重NG1k

钢管长度：

L=n[（la+a1）（（lb+2a1）/a+1）/2+lb]+2（l12+（H-h2）2）0.5+4H=2×[（1.5+0.4）×（（3.6+2×0.4）/0.4+1）/2+3.6]+2×（2.22+（4-2.5）2）0.5+4×4=51.325m

扣件数量：

m=2n[（（lb+2a1）/a-3）/2+1×4]=2×2×[（（3.6+2×0.4）/0.4-3）/2+1×4]=32个

NG1k=0.033L+0.015m=0.033×51.325+0.015×32=2.189kN

2、防护棚构配件自重NG2k

防护层防护材料自重标准值NG2k1=n×gk1×（la+a1）×（lb+2a1）/2=2×0.5×（1.5+0.4）×（3.6+2×0.4）/2=4.18kN

栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2=gk2×（la+a1）=0.11×（1.5+0.4）=0.209kN

纵向外侧防护自重标准值NG2k3=gk3×（la+a1）=0.2×（1.5+0.4）=0.38kN

NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=4.18+0.209+0.38=4.769kN

经计算得到，静荷载标准值：

NGk=NG1k+NG2k=2.189+4.769=6.958kN

3、冲击荷载标准值NQk

NQk=Pk=1kN

立杆荷载设计值：

N=1.2NGk+1.4NQk=1.2×6.958+1.4×1=9.75kN

立杆的稳定性验算

1、立杆长细比验算

立杆自由长度h取立杆步距1.2m

立杆计算长度l0=kμ1h=1×1.3×1.2=1.56m

长细比λ=l0/i=1560/15.9=98.113≤210

满足要求！

轴心受压构件的稳定系数计算：

立杆计算长度l0=kμ2h=1.155*1.300*1.200=1.802m

长细比λ=l0/i=1802/15.9=113.32

查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得，φ=0.496

2、立杆稳定性验算

σ=N/4/（φA）=9749.763/4/（0.496×424）=11.59N/mm2

σ≤[f]=205N/mm2

满足要求！

八、立杆地基承载力验算

地基土类型

粘性土

地基承载力特征值fg（kPa）

140

地基承载力调整系数kc

1

垫板底面积A（m2）

0.25

立杆荷载标准值：

N=NGk+NQk=6.958+1=7.958

立杆底垫板平均压力P=N/（kcA）=7.958/（1×0.25）=31.833kPa

P≤fg=140kPa

满足要求！