安全通道防护棚计算书

安全通道防护棚计算书

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) 立杆步距h(mm) 防护层层数n 斜撑与立杆连接点到地面的2500 距离h2(mm) 横向斜撑与顶层防护层连接点水平钢管间距a(mm) 400 到立杆的距离l1(mm) 纵向外侧防护布置方式 扣件连接方式 立杆布置 立杆计算长度系数μ1 剪刀撑 单扣件 格构柱 1.3 钢管类型 扣件抗滑移折减系数 格构柱截面边长a1(mm) 斜撑计算长度系数μ2 Ф48×3 0.8 400 1.3 2200 顶层水平钢管搭设方式 设 1500 1200 2 立杆横距lb(mm) 防护棚高度H(mm) 上下防护层间距h1(mm) 3600 4000 800 钢管沿纵向搭 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

防护层防护材料自重标准值防护层防护材料类型 脚手板 gk1(kN/m2) 0.5 栏杆与挡脚板自重标准值栏杆与挡脚板类型 竹串片脚手板 gk2(kN/m) 纵向外侧防护荷载标准值0.2 gk3(kN/m) Pk(kN) 高空坠落物最大荷载标准值1 0.11 三、纵向水平杆验算

钢管抗弯强度设计值[f](N/mm2) 钢管弹性模量E(N/mm2) 205 钢管截面惯性矩I(mm4) 107800 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 =1 kN

1、抗弯验算

Mmax=0.335 kN·m

σ=Mmax/W=0.335×106/4490=74.711N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算

νmax=1.363 mm

[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=1.637 kN

四、横向水平杆验算

钢管抗弯强度设计值[f](N/mm2) 钢管弹性模量E(N/mm2) 205 钢管截面惯性矩I(mm4) 107800 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=0.266 kN p=1.4Pk=1.4×1=1.4 kN 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=0.222 kN p1=Pk=1 kN 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=2.593 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 kN≤Rc =0.8×8=6.4 kN 满足要求！

六、斜撑稳定性验算

斜撑计算长度系数μ2 钢管抗弯强度设计值[f](N/mm2) 钢管弹性模量E(N/mm2) 205 钢管截面惯性矩I(mm4) 107800 1.3 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=0.266 kN p=1.4Pk=1.4×1=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/cosα1=2.022/cos55.713°=3.589 kN N=N21=3.589 kN

斜撑自由长度：h= h1/cosα1=0.8/cos55.713°=1.42 m 斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×1.42=1.846 m 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=0.266 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/cosα1=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)/cosα1=(4-(2-1)×0.8-2.5)/cos55.713°=1.243 m 斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×1.243=1.615 m 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 钢管截面惯性矩I(mm4) 钢管截面抵抗矩W(mm3) 钢管抗弯强度设计值[f](N/mm2) 205 立杆截面面积A(mm2) 424 格构柱 107800 4490 立杆计算长度系数μ1 立杆截面回转半径i(mm) 1.3 15.9 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=4.18 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=1.2×6.958+ 1.4×1=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=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)=31.833 kPa P≤fg=140 kPa 满足要求！