防护棚计算书.docx
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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》JGJ130-2011
2、《建筑施工高处作业安全技术规》JGJ80-91
3、《建筑地基基础设计规》GB50007-2011
4、《建筑结构荷载规》GB50009-2012
5、《钢结构设计规》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）
3000
防护层层数n
1
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）
1500
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/（3000-1500））=59.036°
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/cos59.036°=4.131kN
N=N21=4.131kN
斜撑自由长度：
h=（H-（n-1）h1-h2）/cosα1=（3-（1-1）×0.8-1.5）/cos59.036°=2.915m
斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×2.915=3.79m
长细比λ=l0/i=3790.119/15.9=238.372≤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*2.915=4.378m
长细比λ=l0/i=4378/15.9=275.32
查《规》JGJ130-2011表A.0.6得，φ=0.097
σ=N/（φA）=4130.941/（0.097×424）=100.655N/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=1×[（1.5+0.4）×（（6+2×0.4）/0.4+1）/2+6]+2×（2.52+（3-1.5）2）0.5+4×3=40.931m
扣件数量：
m=2n[（（lb+2a1）/a-3）/2+1×4]=2×1×[（（6+2×0.4）/0.4-3）/2+1×4]=22个
NG1k=0.033L+0.015m=0.033×40.931+0.015×22=1.693kN
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=1×0.5×（1.5+0.4）×（6+2×0.4）/2=3.23kN
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=3.23+0.209+0.38=3.819kN
经计算得到，静荷载标准值：
NGk=NG1k+NG2k=1.693+3.819=5.512kN
3、冲击荷载标准值NQk
NQk=Pk=1kN
立杆荷载设计值：
N=1.2NGk+1.4NQk=1.2×5.512+1.4×1=8.014kN
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》JGJ130-2011表A.0.6得，φ=0.496
2、立杆稳定性验算
σ=N/4/（φA）=8014.401/4/（0.496×424）=9.527N/mm2
σ≤[f]=205N/mm2
满足要求！
八、立杆地基承载力验算
地基土类型
素填土
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=5.512+1=6.512kN
立杆底垫板平均压力P=N/（kcA）=6.512/（1×0.25）=26.048kPa
P≤fg=140kPa
满足要求！
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