防护棚计算书.doc

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》JGJ130-2023
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》GB50007-2023
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2023
5、《钢结构设计规范》GB50017-2023
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 =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
满足规定！
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]
满足规定！
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×(0.5×0.4+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=0.59×106/4490=131.311N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足规定！
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
满足规定！
3、支座反力计算
承载力使用极限状态
Rmax=3.081 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 =3.081 kN≤Rc =0.8×8=6.4 kN
满足规定！
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=0.266 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 =2.125 kN
横向斜撑轴向力：
N21= R2max/cosα1=2.125/cos59.036°=4.131 kN
N=N21=4.131 kN
斜撑自由长度：h= (H-(n-1)h1-h2)/cosα1=(3-(1-1)×0.8-1.5)/cos59.036°=2.915 m
斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×2.915=3.79 m
长细比λ= l0/i=3790.119/15.9=238.372≤250
满足规定！
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《规范》JGJ130-2023表A.0.6得，φ= 0.097
σ= N/(φA) =4130.941/(0.097×424)=100.655N/mm2
σ≤[f]=205N/mm2
满足规定！
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=3.23 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=3.23+0.209+0.38=3.819 kN
经计算得到，静荷载标准值：NGk= NG1k + NG2k=1.693+3.819=5.512 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=1.2×5.512+ 1.4×1=8.014 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
满足规定！
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》JGJ130-2023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
满足规定！
八、立杆地基承载力验算
地基土类型
素填土
地基承载力特性值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=6.512 kN
立杆底垫板平均压力P=N/(kcA)=6.512/(1×0.25)=26.048 kPa
P≤fg=140 kPa
满足规定！