防护棚计算书.docx
《防护棚计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《防护棚计算书.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
防护棚计算书
防护棚计算书
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)
6000
立杆步距h(mm)
1200
防护棚高度H(mm)
5500
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)
3000
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)
2500
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=0.59×106/4490=131.311N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=5.356mm≤[ν]=min[max(l1-a1,lb,a1)/150,10]=min[max(2500-400,6000,400)/150,10]=10mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载力使用极限状态
Rmax=3.081kN
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=3.081kN≤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(2500/(5500-3000))=45°
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=2.125kN
横向斜撑轴向力:
N21=R2max/cosα1=2.125/cos45°=3.006kN
N=N21=3.006kN
斜撑自由长度:
h=h1/cosα1=0.8/cos45°=1.131m
斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×1.131=1.471m
长细比λ=l0/i=1470.782/15.9=92.502≤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*1.131=1.699m
长细比λ=l0/i=1699/15.9=106.84
查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ=0.544
σ=N/(φA)=3005.701/(0.544×424)=13.031N/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=2.062kN
横向斜撑轴向力:
N22=R2max/cosα1=2.062/cos45°=2.917kN
N=N21+N22=5.922kN
斜撑自由长度:
h=(H-(n-1)h1-h2)/cosα1=(5.5-(2-1)×0.8-3)/cos45°=2.404m
斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×2.404=3.125m
长细比λ=l0/i=3125.412/15.9=196.567≤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*2.404=3.610m
长细比λ=l0/i=3610/15.9=227.03
查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ=0.141
σ=N/(φA)=5922.427/(0.141×424)=99.064N/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)×((6+2×0.4)/0.4+1)/2+6]+2×(2.52+(5.5-3)2)0.5+4×5.5=75.271m
扣件数量:
m=2n[((lb+2a1)/a-3)/2+1×4]=2×2×[((6+2×0.4)/0.4-3)/2+1×4]=44个
NG1k=0.033L+0.015m=0.033×75.271+0.015×44=3.167kN
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)×(6+2×0.4)/2=6.46kN
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=6.46+0.209+0.38=7.049kN
经计算得到,静荷载标准值:
NGk=NG1k+NG2k=3.167+7.049=10.216kN
3、冲击荷载标准值NQk
NQk=Pk=1kN
立杆荷载设计值:
N=1.2NGk+1.4NQk=1.2×10.216+1.4×1=13.659kN
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)=13658.632/4/(0.496×424)=16.237N/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=10.216+1=11.216
立杆底垫板平均压力P=N/(kcA)=11.216/(1×0.25)=44.862kPa
P≤fg=140kPa
满足要求!