安全通道防护棚计算书.doc

安全通道防护棚计算书 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)3600立杆步距h(mm)1200防护棚高度H(mm)4000防护层层数n2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483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11.3斜撑计算长度系数21.3 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(gk1a+0.033) =1.2(0.50.4+0.033)=0.28kN/m p=1.4Pk=1.41=1.4kN 正常使用极限状态 格构柱 q1=gk1a+0.033 =0.50.4+0.033=0.233kN/m p1=Pk =1 kN 1、抗弯验算 Mmax=0.335 kNm =Mmax/W=0.335106/4490=74.711N/mm2f=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 max=1.363 mm minmaxa1，la，l2-a1/150，10 = minmax400，1500，800-400/150，10 =10mm max 满足要求！ 3、支座反力计算 承载力使用极限状态 Rmax=1.637 kN 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(0.50.4+0.033)(1.5+0.4)/2=0.266 kN p=1.4Pk=1.41=1.4 kN 正常使用极限状态 格构柱： F1=(gk1a+0.033)(la+ a1)/2=(0.50.4+0.033)(1.5+0.4)/2=0.222 kN p1=Pk=1 kN 计算简图如下： 1、抗弯验算 =Mmax/W=0.483106/4490=107.594N/mm2f=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 max=3.109mmminmax(l1-a1, lb, a1)/150，10 = minmax(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=2.593 kN 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 =2.593 kNRc =0.88=6.4 kN 满足要求！ 六、斜撑稳定性验算斜撑计算长度系数21.3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 1=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(0.50.4+0.033)(1.5+0.4)/2=0.266 kN p=1.4Pk=1.41=1.4 kN 横向斜撑计算简图如下： 横向斜撑最大支座反力：R2max =2.022 kN 横向斜撑轴向力： N21= R2max/cos1=2.022/cos55.713=3.589 kN N=N21=3.589 kN 斜撑自由长度：h= h1/cos1=0.8/cos55.713=1.42 m 斜撑计算长度l0=k2h=11.31.42=1.846 m 长细比= l0/i=1846.142/15.9=116.11250 满足要求！ 轴心受压构件的稳定系数计算： 斜撑计算长度l0=k2h=1.155*1.300*1.420=2.132m 长细比= l0/i =2132/15.9=134.11 查规范JGJ130-2011表A.0.6得，= 0.376 = N/(A) =3588.705/(0.376424)=22.51N/mm2 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(0.50.4+0.033)(1.5+0.4)/2=0.266 kN 横向斜撑计算简图如下： 横向斜撑最大支座反力：R2max =1.509 kN 横向斜撑轴向力： N22= R2max/cos1=1.509/cos55.713=2.679 kN N=N21+N22=6.268 kN 斜撑自由长度：h= (H-(n-1)h1-h2)/cos1=(4-(2-1)0.8-2.5)/cos55.713=1.243 m 斜撑计算长度l0=k2h=11.31.243=1.615 m 长细比= l0/i=1615.375/15.9=101.596250 满足要求！ 轴心受压构件的稳定系数计算： 斜撑计算长度l0=k2h=1.155*1.300*1.243=1.866m 长细比= l0/i =1866/15.9=117.34 查规范JGJ130-2011表A.0.6得，= 0.47 = N/(A) =6267.938/(0.47424)=31.453N/mm2 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11.3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+20.4)/0.4+1)/2+3.6+2(2.22+(4-2.5)2)0.5+44=51.325m 扣件数量： m=2n(lb+2a1)/a-3)/2+14=22(3.6+20.4)/0.4-3)/2+14=32个 NG1k=0.033L+0.015m=0.03351.325+0.01532=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=ngk1(la+ a1)(lb+ 2a1)/2=20.5(1.5+0.4)(3.6+20.4)/2=4.18 kN 栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2=gk2(la+ a1)=0.11(1.5+0.4)=0.209 kN 纵向外侧防护自重标准值NG2k3=gk3(la+ a1)=0.2(1.5+0.4)=0.38 kN NG2k= NG2k1+ NG2k2+ NG2k3=4.18+0.209+0.38=4.769 kN 经计算得到，静荷载标准值：NGk= NG1k + NG2k=2.189+4.769=6.958 kN 3、冲击荷载标准值NQk NQk=Pk=1 kN 立杆荷载设计值：N=1.2NGk+ 1.4NQk=1.26.958+ 1.41=9.75 kN 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=k1h=11.31.2=1.56m 长细比= l0/i=1560/15.9=98.113210 满足要求！ 轴心受压构件的稳定系数计算： 立杆计算长度l0=k2h=1.155*1.300*1.200=1.802m 长细比= l0/i =1802/15.9=113.32 查规范JGJ130-2011表A.0.6得，= 0.496 2、立杆稳定性验算 = N/4/(A) =9749.763/4/(0.4