外脚手架架体外悬挑安全防护棚计算书.docx

外脚手架架体外悬挑安全防护棚计算书.docx

《外脚手架架体外悬挑安全防护棚计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《外脚手架架体外悬挑安全防护棚计算书.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

外脚手架架体外悬挑安全防护棚计算书

外脚手架架体外悬挑安全

防护棚计算书

编制单位：

编制人：

审核人：

日期：

防护棚受力计算书

一、防护棚搭设方案

防护棚搭设方法见下图：

二.防护棚受力计算

（一）、荷载取值

1、脚手板：

脚手板自重标准值（kN/m2）：

0.30；

2、安全网自重标准值（kN/m2）：

0.005；

3、高空坠落物最大荷载标准值N（kN）：

1；

4、每米脚手架钢管自重标准值（kN/m）:

0.038；

5、查《建筑结构荷载规范》风荷载，式中：

ωk——风荷载标准值（kN/m2）。

βz——风振系数，取1.0；

μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2001）规定采用。

地面高度为12m，取值为1.07。

μS——脚手架风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2001）规定取μS=1.3×ψ=1.3×0.089=0.116。

（其中ψ为挡风系数）

ω0——基本风压（kN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》采用。

清远三十年一遇取0.32kN/m2。

ωK=0.7×1×1.07×0.116×0.32=0.028kN/m2。

（二）、纵向水平支撑钢管计算

纵向钢管按照三跨连续梁计算，承受钢管自重、脚手板及安全网自重、坠落物冲击集中荷载、风荷载。

因坠落物冲击集中荷载、风荷载不会同时作用，因此按二者分别作用最大值计算。

因防护棚按照承载能力极限状态设计，不考虑正常使用极限状态。

截面几何参数如下：

钢管截面抵抗矩W=5.08cm3;

钢管截面惯性矩I=12.19cm4;

钢管净截面面积：

A=4.89cm2；

1.荷载的计算

（1）脚手板自重（kN/m）：

q1=0.30×0.8=0.24kN/m；

（2）钢管自重（kN/m）

q2=0.038

（3）安全网自重（kN/m）

q3=0.005×0.8=0.004

（4）风荷载（kN/m）

q4=0.028×0.8=0.022

（5）高空坠落物最大荷载标准值（kN）：

N=1kN；

2.纵向强度验算

1、纵向支撑钢管按三跨连续梁计算；

（1）坠落物冲击集中荷载作用下最大弯矩计算公式如下:

纵向钢管计算简图

M=0.08ql2+0.2Fl

均布恒载：

q=1.2×（0.24+0.038+0.004）=0.338kN/m；

冲击荷载：

F=1.4×1=1.4kN；

最大弯距M=0.08×0.338×1.52+0.2×1.4×1.5=0.481kN·m；

最大应力σ=M/W=0.481×106/（5.08×103）=94.583N/mm2；

支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的计算应力94.583N/mm2小于钢管的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！

（2）风荷载作用下最大弯矩计算公式如下:

纵向钢管计算简图

M=0.08ql2

当考虑风荷载为正荷载时

q=1.2×（0.24+0.038+0.004）+1.4×0.022=0.369kN/m；

最大弯距M=0.08×0.369×1.52=0.066kN·m；

最大应力σ=M/W=0.066×106/（5.08×103）=12.99N/mm2；

支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的计算应力12.99N/mm2小于钢管的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！

当考虑风荷载为负荷载时

q=1.2×（0.24+0.038+0.004）-1.4×0.022=0.308kN/m；

最大弯距M=0.08×0.308×1.52=0.055kN·m；

最大应力σ=M/W=0.055×106/（5.08×103）=10.83N/mm2；

支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的计算应力10.83N/mm2小于钢管的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！

（三）、悬挑横向支撑钢管计算

悬挑横向水平钢管按照承载能力极限状态设计，按照两跨连续梁计算；

1、坠落物冲击集中荷载作用下最大弯矩、及支座剪力计算公式如下:

冲击荷载按最不利情况作用于跨中，上部钢管传递的恒载按等间距步置。

冲击荷载:

F=1.4×1=1.4kN；

纵向钢管、脚手板、安全网传递恒载：

P=1.2×（0.24+0.038+0.004）×1.5=0.508kN；

横向钢管自重（kN/m）：

q=1.2*0.038=0.046kN/m

坠落物冲击集中荷载作用下支撑钢管计算简图

跨中最大弯矩Mmax=0.07*0.046*2.4*2.4+0.222*0.508*2.4+0.203*1.4*2.4=0.971kN·m；

最大应力σ=Mmax/W=0.971×106/（5.08×103）=191.14N/mm2；

支撑钢管的计算应力191.14N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

支座剪力：

VB左=-0.625*0.046*2.4-1.333*0.508-0.688*1.4=-1.709kN

VB右=0.625*0.046*2.4+1.333*0.508+0.688*1.4=1.709kN

VC=0.375*0.046*2.4+0.667*0.508+0.406*1.4=0.949kN

B支座最大反力为1.709+1.709+0.508=3.926kN

C支座最大反力为0.949+0.508=1.457kN

2、风荷载作用下最大弯矩、及支座剪力计算公式如下:

风荷载作用下支撑钢管计算简图

风荷载:

P1=1.4*0.022*1.5=0.031kN；

纵向钢管、脚手板、安全网传递恒载：

P2=1.2×（0.24+0.038+0.004）×1.5=0.508kN；

横向钢管自重（kN/m）：

q=1.2*0.038=0.046kN/m

当风荷载为正荷载是P=0.508+0.031=0.539kN

当风荷载为负荷载是P=0.508-0.031=0.477kN

（1）当风荷载为正荷载时

跨中最大弯矩Mmax=0.07*0.046*2.4*2.4+0.222*0.539*2.4=0.306kN·m；

最大应力σ=Mmax/W=0.306×106/（5.08×103）=60.24N/mm2；

支撑钢管的计算应力60.24N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

VB左=-0.625*0.046*2.4-1.333*0.539=-0.787kN

VB右=0.625*0.046*2.4+1.333*0.539=0.787kN

VC=0.375*0.046*2.4+0.667*0.539=0.401kN

B支座最大反力为0.787+0.787+0.539=2.113kN

C支座最大反力为0.401+0.539=0.94kN

（2）当风荷载为负荷载时

跨中最大弯矩Mmax=0.07*0.046*2.4*2.4+0.222*0.477*2.4=0.273kN·m；

最大应力σ=Mmax/W=0.273×106/（5.08×103）=53.74N/mm2；

支撑钢管的计算应力53.74N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

VB左=-0.625*0.046*2.4-1.333*0.477=-0.705kN

VB右=0.625*0.046*2.4+1.333*0.477=0.705kN

VC=0.375*0.046*2.4+0.667*0.477=0.360kN

B支座最大反力为0.705+0.705+0.477=1.887kN

C支座最大反力为0.360+0.477=0.837kN

（四）、斜拉钢管、钢丝绳计算

通过横向悬挑钢管计算，B、C支座反力在冲击荷载作用反力最大，分别为RB=3.926kN，RC=1.457kN，计算简图如下

斜拉钢管、钢丝绳计算简图

斜拉钢管轴向拉力F1=3.926/SIN41˚=5.985kN

钢丝绳轴向拉力F2=1.457/SIN45˚=2.08kN

钢管轴向拉应力σ=N/A=F1/A=5.985*1000/（4.89*100）=12.24N/mm2〈205N/mm2

钢管的计算拉应力12.24N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

（五）、斜拉钢管扣件抗滑力的计算

按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN，扣件抗滑移按下式：

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8kN；

水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=F1=5.985kN；

R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！

（六）、钢丝绳验算

钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

[Fg]=aFg/K

其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力（kN）；

Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN），

计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径（mm）；

α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，取1；

K--钢丝绳使用安全系数。

计算中[Fg]取2.08kN，α=1，K=7，得到：

选择卸荷钢丝绳的最小直径为：

d=（2×2.08×7.000/1.000）0.5=5.40mm。

出于安全余量考虑，采用φ16钢丝绳。

另再加上斜拉杆的斜拉力，该防护棚已满足安全要求。

（七）、吊环强度计算

吊环强度计算公式为：

σ=N/A≤[f]

其中

[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；

N--吊环上承受的荷载等于[Fg]；

A--吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算,A=0.5πd2；

选择吊环的最小直径要为：

d=（2×[Fg]/[f]/π）1/2=（2×2.08×103/50/3.142）1/2=5.15mm。

钢丝绳最小直径为5.15mm，必须拉紧至2.08kN，出于安全余量考虑，吊环直径为12mm。