防护棚计算书
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范》JGJ130-20112、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-20163、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20114、《建筑结构荷载规范》GB50009-20125、《钢结构设计规范》GB50017-2003一、搭设参数立杆纵距l a(mm) 1600 立杆横距l b(mm) 7200立杆步距h(mm) 1800 防护棚高度H(mm) 7500防护层层数n 2 上下防护层间距h1(mm) 500斜撑与立杆连接点到地面的距离6500 顶层水平钢管搭设方式钢管沿纵向搭设h2(mm)横向斜撑与顶层防护层连接点到立杆水平钢管间距a(mm) 4003000的距离l1(mm)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、荷载设计格构柱q=1.2(g k1×a+0.033) =1.2×(0.35×0.4+0.033)=0.208kN/m p=1.4P k=1.4×1=1.4kN正常使用极限状态格构柱q1=g k1×a+0.033 =0.35×0.4+0.033=0.173kN/mp1=Pk =1 kN1、抗弯验算M max=0.348 kN·mσ=M max/W=0.348×106/4490=77.49N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算νmax=1.574 mm[ν]=min[max{a1,l a,l2-a1}/150,10] = min[max{400,1600,800-400}/150,10] =10mmνmax≤[ν]满足要求!3、支座反力计算承载力使用极限状态R max=1.605 kN四、横向水平杆验算格构柱:F=1.2(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=1.2×(0.35×0.4+0.033)×(1.6+0.4)/2=0.208 kN p=1.4P k=1.4×1=1.4 kN正常使用极限状态格构柱:F1=(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=(0.35×0.4+0.033)×(1.6+0.4)/2=0.173 kNp1=P k=1 kN计算简图如下:1、抗弯验算σ=M max/W=0.751×106/4490=167.289N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!2、挠度验算νmax=9.895mm≤[ν]=min[max(l1-a1, l b, a1)/150,10] = min[max(3000-400, 7200, 400)/150,10] =10mm满足要求!3、支座反力计算承载力使用极限状态R max=3.458 kN五、扣件抗滑承载力验算max满足要求!六、斜撑稳定性验算112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(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=1.2×(0.35×0.4+0.033)×(1.6+0.4)/2=0.208 kNp=1.4P k=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 =1.992 kN横向斜撑轴向力:N21= R2max/cosα1=1.992/cos71.565°=6.299 kNN=N21=6.299 kN斜撑自由长度:h= h1/cosα1=0.5/cos71.565°=1.581 m 斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×1.581=2.055 m长细比λ= l0/i=2055.48/15.9=129.276≤250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*1.581=2.374m长细比λ= l0/i =2374/15.9=149.31查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ= 0.312σ= N/(φA) =6298.501/(0.312×424)=47.612N/mm2σ≤[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(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=1.2×(0.35×0.4+0.033)×(1.6+0.4)/2=0.208 kN横向斜撑计算简图如下:横向斜撑最大支座反力:R2max =2.742 kN横向斜撑轴向力:N22= R2max/cosα1=2.742/cos71.565°=8.67 kNN=N21+N22=14.969 kN斜撑自由长度:h= (H-(n-1)h1-h2)/cosα1=(7.5-(2-1)×0.5-6.5)/cos71.565°=1.581 m 斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×1.581=2.055 m长细比λ= l0/i=2055.48/15.9=129.276≤250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*1.581=2.374m长细比λ= l0/i =2374/15.9=149.31查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ= 0.312σ= N/(φA) =14968.799/(0.312×424)=113.153N/mm2σ≤[f]=205N/mm2满足要求!七、立杆稳定性验算1、防护棚结构自重N G1k钢管长度:L=n[(l a+ a1) ((l b+2a1)/a+1)/2+ l b]+2( l12+(H-h2)2)0.5+4H=2×[(1.6+0.4)×((7.2+2×0.4)/0.4+1)/2+7.2]+2×(32+(7.5-6.5)2)0.5+4×7.5=92.72 5m扣件数量:m=2n[((l b+2a1)/a-3)/2+1×4]=2×2×[((7.2+2×0.4)/0.4-3)/2+1×4]=50个N G1k=0.033L+0.015m=0.033×92.725+0.015×50=3.838kN2、防护棚构配件自重N G2k防护层防护材料自重标准值N G2k1=n×g k1×(l a+ a1)×(l b+2a1)/2=2×0.35×(1.6+0.4)×(7.2+2×0.4)/2=5.6 kN栏杆与挡脚板自重标准值N G2k2=g k2×(l a+ a1)=0.14×(1.6+0.4)=0.28 kN纵向外侧防护自重标准值N G2k3=g k3×(l a+ a1)=0.2×(1.6+0.4)=0.4 kNN G2k= N G2k1+ N G2k2+ N G2k3=5.6+0.28+0.4=6.28 kN经计算得到,静荷载标准值:N Gk= N G1k + N G2k=3.838+6.28=10.118 kN 3、冲击荷载标准值N QkN Qk=P k=1 kN立杆荷载设计值:N=1.2N Gk+ 1.4N Qk=1.2×10.118+ 1.4×1=13.541 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1.8m立杆计算长度l0=kμ1h=1×1.3×1.8=2.34m长细比λ= l0/i=2340/15.9=147.17≤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*1.800=2.703m长细比λ= l0/i =2703/15.9=169.98查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ= 0.2482、立杆稳定性验算σ= N/4/(φA) =13541.273/4/(0.248×424)=32.195N/mm2σ≤[f]=205N/mm2满足要求!八、立杆地基承载力验算Gk Qk立杆底垫板平均压力P=N/(k c A)=11.118/(1×0.25)=44.471 kPaP≤f g=140 kPa满足要求!。
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范》JGJ130-20112、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-913、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20114、《建筑结构荷载规范》GB50009-20125、《钢结构设计规范》GB50017-2003一、搭设参数计算简图: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g k1(kN/m2防护层防护材料类型脚手板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g k2(kN/m) 0.11纵向外侧防护荷载标准值g k3(kN/m) 0.2 高空坠落物最大荷载标准值P k(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(g k1×a+0.033) =1.2×(0.5×0.4+0.033)=0.28kN/mp=1.4P k=1.4×1=1.4kN正常使用极限状态格构柱q1=g k1×a+0.033 =0.5×0.4+0.033=0.233kN/mp1=Pk =1 kN1、抗弯验算M max=0.335 kN·mσ=M max/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,l a,l2-a1}/150,10] =min[max{400,1500,800-400}/150,10] =10mmνmax≤[ν]满足要求!3、支座反力计算承载力使用极限状态R max=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(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=1.2×(0.5×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.266 kN p=1.4P k=1.4×1=1.4 kN正常使用极限状态格构柱:F1=(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=(0.5×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.222 kNp1=P k=1 kN计算简图如下:1、抗弯验算σ=M max/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, l b, 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R max=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 R max=3.081 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 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(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=1.2×(0.5×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.266 kNp=1.4P k=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 kNN=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《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ= 0.097σ=N/(φA) =4130.941/(0.097×424)=100.655N/mm2σ≤[f]=205N/mm2满足要求!七、立杆稳定性验算立杆荷载计算1、防护棚结构自重N G1k钢管长度:L=n[(l a+ a1) ((l b+2a1)/a+1)/2+ l b]+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[((l b+2a1)/a-3)/2+1×4]=2×1×[((6+2×0.4)/0.4-3)/2+1×4]=22个N G1k=0.033L+0.015m=0.033×40.931+0.015×22=1.693kN2、防护棚构配件自重N G2k防护层防护材料自重标准值N G2k1=n×g k1×(l a+ a1)×(l b+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N G2k2=g k2×(l a+ a1)=0.11×(1.5+0.4)=0.209 kN纵向外侧防护自重标准值N G2k3=g k3×(l a+ a1)=0.2×(1.5+0.4)=0.38 kNN G2k= N G2k1+ N G2k2+ N G2k3=3.23+0.209+0.38=3.819 kN经计算得到,静荷载标准值:N Gk= N G1k + N G2k=1.693+3.819=5.512 kN3、冲击荷载标准值N QkN Qk=P k=1 kN立杆荷载设计值:N=1.2N Gk+ 1.4N Qk=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= 0.4962、立杆稳定性验算σ= N/4/(φA) =8014.401/4/(0.496×424)=9.527N/mm2σ≤[f]=205N/mm2满足要求!八、立杆地基承载力验算立杆荷载标准值:N=N Gk+ N Qk=5.512+1=6.512 kN立杆底垫板平均压力P=N/(k c A)=6.512/(1×0.25)=26.048 kPa P≤f g=140 kPa满足要求!。
某防护棚计算
某特大桥防护棚安全检算书1 防护棚横梁计算1.1 防护棚横向布置横梁为16号工字钢,横梁上顶板为4cm厚的木版,立柱采用立柱采用(d=300,t=7.5mm)的钢管.1.1 横梁截面特性横梁采用16工字钢,材料参数如下:单工字钢截面特性工字钢型号:16面积area=26.131(cm2)惯性矩Ix=1130(cm4)高度H=160(mm)Iy=93.1(cm4)1.2 横梁计算模型(按简支梁模型计算)按简支梁计算,计算模型如下图有关单元参数如下表。
1.2.1 横梁计算木板、铁皮及绝缘重量5kN/m3, 横梁间距为1.25m,木版厚度为0.04m,则横梁所受均布荷载为q=1.25*0.04*1*5=0.25kN/m。
小型机具、集中荷载按P=1.5kN考虑,冲击系数按2考虑,则考虑冲击系数的P=3kN。
1.2.2 计算结果弯矩图和最大正应力图(kNm)剪力图(kN)支座反力从以上计算结果可知:最大正应力σ=88MPa<[σ]=145MPa,满足强度要求。
刚度f=47/9600=1/204>[f]=1/400,刚度超限。
1.3横梁计算模型(按连续梁计算模型)有关单元参数如下表:1.3.1 横梁计算木板、铁皮及绝缘重量5kN/m3, 横梁间距为1.25m,木版厚度为0.04m,则横梁所受均布荷载为q=1.25*0.04*1*5=0.25kN/m。
小型机具、集中荷载按P=1.5kN考虑,冲击系数按2考虑,则考虑冲击系数的P=3kN。
1.2 计算结果弯矩图和最大正应力图(kNm)剪力图(kN)支座反力从以上计算结果可知:最大正应力σ=60MPa<[σ]=145MPa,满足强度要求。
刚度f=26.4/9600=1/363>[f]=1/400,刚度略超限,可用。
2 防护棚纵梁计算2.1 防护棚纵梁布置2.2 防护棚纵梁计算模型偏于安全计,可按简支梁计算纵梁,纵梁为20号槽钢,截面特性如下:工字钢型号:20b面积area=39.578(cm2)惯性矩Ix=2500(cm4)高度H=200(mm)计算模型如下:单元参数如下表2.2 防护棚纵梁外载2.2 防护棚纵梁计算结果弯力矩图(kNm)剪力图(kN)从以上计算结果可知:最大正应力σ=79MPa<[σ]=145MPa,满足强度要求。
(完整版)防护棚计算书
防护棚计算书编制依据:《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001。
由于防护棚有双层防护,故只按照承载能力极限状态设计,不考虑正常使用极限状态。
计算书中规定防护棚开间方向为横向,进深方向为纵向,简图如下:一、参数信息1、构造参数立杆横距l b(m):1.8 ;立杆纵距l a(m):2.1 ;防护棚高度H(m):5 ;上下防护层间距h1(m):0.6 ;立杆步距h(m):1.5 ;斜撑与立杆连接点与地面的距离h2(m):1.6 ;斜撑与立杆连接点到下防护层的距离h3(m): 1.5;水平钢管搭设方式:钢管沿纵向搭设;水平钢管间距a(m):0.3 ;钢管类型:Φ48 × 3.5 ;扣件连接方式:双扣件 ,双扣件抗滑承载力调整系数: 0.8 ;2.荷载参数高空坠落物最大荷载标准值N(kN):1 ;脚手板自重(kN/m2):0.35 ;栏杆及挡脚板自重(kN/m):0.15 ;3.地基参数地基土类型:素填土;地基承载力标准值(kPa): 120;立杆基础底面面积(m2): 0.25;地基承载力调整系数: 1。
二、纵向水平支撑钢管计算纵向钢管按照三跨连续梁计算,承受脚手板自重、坠落物冲击集中荷载。
由于防护棚有双层防护,故只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:截面抵抗矩 W = 5.08 cm3;截面惯性矩 I = 12.19 cm4;纵向钢管计算简图1.荷载的计算(1)脚手板自重(kN/m):q1 = 0.35×0.3 = 0.105 kN/m;(2) 高空坠落物最大荷载标准值(kN):N= 1 kN;2.强度验算纵向支撑钢管按三跨连续梁计算;最大弯矩计算公式如下:M = 0.08ql2 + 0.2Fl均布恒载:q = 1.2 ×0.105 = 0.126 kN/m;冲击荷载:F = 1.4×1 = 1.4 kN;最大弯距 M = 0.08×0.126×2.12 + 0.2×1.4×2.1= 0.632 kN.m;最大应力σ = M / W = 0.632×106 / (5.08×103) = 124.499 N/mm2;支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;支撑钢管的计算应力 124.499 N/mm2小于钢管的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!三、横向支撑钢管计算横向水平钢管按照承载能力极限状态设计,按照集中荷载作用下的简支梁计算;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。
防护棚架计算书
防护棚架设计计算书1、防护棚架设计防护棚架立柱采用边长200mm×200mm,壁厚18mm的方钢柱,方钢柱间距 1.5m顺公路方向布置,每个方钢柱柱顶焊接300mm×300mm钢板,作为纵梁平台,柱底焊接钢板连接接地螺栓。
防护棚架的方钢柱上面架设32a#工字钢纵梁,在纵梁上间隔0.5m 架设32a#工字钢横梁,方钢柱和纵梁之间、纵梁和横梁之间均采用点焊焊接。
棚架基础采用C25混凝土支墩,支墩沿公路方向长14.8m,宽0.8m,高1m。
为保证混凝土支墩足够的抗剪切能力,在原地面上按顺公路方向间距0.5m,横向间距0.4m布置锚杆,锚杆深入地面下2m,埋入支墩1m。
防护棚架正立面图:防护棚架侧立面图:2、工字钢承载力计算2.1横向工字钢受力计算永久荷载:木方及竹胶板自重 0.5 kPa ×0.5 m=0.250 kN/m 工32a 号型钢自重 52.7 kg/m ×9.8N/kg=0.517 kN/m 可变荷载:施工荷载 1 kn/m 2×0.5 m=0.5 kN/m荷载组合: q=1.2×(0.250+0.517) + 1.4×0.5 =1.621kN/m跨中弯矩计算公式:(l 为32a#工字钢长度,l=11m )M=0.5(q+g )l 2=98.07kn ·m跨中剪应力计算公式:V=-0.5(g+q )l =-0.892kn分别考虑1.1、1.2系数的安全贮备,Q235工字钢容许正应力、切应力分别为MPa 191][=σ、MPa 175][=τ;根据最大弯矩、剪力计算最大正应力、剪应力:MPa MPa W M x 191][2.71411092.6107.09843max max =>=⨯⨯==-σσ 满足要求 MPa MPa d I S V x x 175][4.30105.9105.271092.80323*max max =<=⨯⨯⨯⨯==--ττ 满足要求2.2 纵向工字钢受力计算根据荷载传递路径可知,纵梁工字钢所受荷载为集中力荷载,大小同横向工字钢受力。
防护棚计算书
防护棚界面参数表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》JGJ130-20112、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-913、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20114、《建筑结构荷载规范》GB50009-20125、《钢结构设计规范》GB50017-2003一、搭设参数计算简图:扣件钢管防护棚_正面图扣件钢管防护棚_侧面图二、荷载设计三、纵向水平杆验算承载力使用极限状态格构柱q=1.2(g k1×a+0.033) =1.2×(0.35×0.4+0.033)=0.208kN/mp=1.4P k=1.4×1=1.4kN正常使用极限状态格构柱q1=g k1×a+0.033 =0.35×0.4+0.033=0.173kN/m p1=Pk =1 kN1、抗弯验算M max=0.327 kN·mσ=M max/W=0.327×106/4490=72.855N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算νmax=1.305 mm[ν]=min[max{a1,l a,l2-a1}/150,10] = min[max{400,1500,800-400}/150,10] =10mmνmax≤[ν]满足要求!3、支座反力计算承载力使用极限状态R max=1.542 kN四、横向水平杆验算承载力使用极限状态格构柱:F=1.2(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=1.2×(0.35×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.198 kN p=1.4P k=1.4×1=1.4 kN正常使用极限状态格构柱:F1=(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=(0.35×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.165 kNp1=P k=1 kN计算简图如下:1、抗弯验算σ=M max/W=0.41×106/4490=91.424N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算νmax=2.04mm≤[ν]=min[max(l1-a1, l b, a1)/150,10] = min[max(2000-400, 4000, 400)/150,10] =10mm满足要求!3、支座反力计算承载力使用极限状态R max=2.113 kN五、扣件抗滑承载力验算R max=2.113 kN≤Rc =0.8×8=6.4 kN满足要求!六、斜撑稳定性验算α1=arctan( l1/(H-h2))=arctan(2000/(5500-2500))=33.69°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(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=1.2×(0.35×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.198 kN p=1.4P k=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 =1.545 kN横向斜撑轴向力:N21= R2max/cosα1=1.545/cos33.69°=1.856 kNN=N21=1.856 kN斜撑自由长度:h= h1/cosα1=0.8/cos33.69°=0.961 m斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×0.961=1.25 m长细比λ= l0/i=1249.92/15.9=78.612≤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*0.961=1.444m长细比λ= l0/i =1444/15.9=90.80查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ= 0.661σ= N/(φA) =1856.329/(0.661×424)=6.624N/mm2σ≤[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(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=1.2×(0.35×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.198 kN 横向斜撑计算简图如下:横向斜撑最大支座反力:R2max =0.831 kN横向斜撑轴向力:N22= R2max/cosα1=0.831/cos33.69°=0.998 kNN=N21+N22=2.855 kN斜撑自由长度:h= (H-(n-1)h1-h2)/cosα1=(5.5-(2-1)×0.8-2.5)/cos33.69°=2.644 m 斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×2.644=3.437 m长细比λ= l0/i=3437.29/15.9=216.182≤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*2.644=3.970m长细比λ= l0/i =3970/15.9=249.69查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ= 0.118σ= N/(φA) =2854.718/(0.118×424)=57.058N/mm2σ≤[f]=205N/mm2满足要求!七、立杆稳定性验算立杆荷载计算1、防护棚结构自重N G1k钢管长度:L=n[(l a+ a1) ((l b+2a1)/a+1)/2+ l b]+2( l12+(H-h2)2)0.5+4H=2×[(1.5+0.4)×((4+2×0.4)/0.4+1)/2+4]+2×(22+(5.5-2.5)2)0.5+4×5.5=61.911m 扣件数量:m=2n[((l b+2a1)/a-3)/2+1×4]=2×2×[((4+2×0.4)/0.4-3)/2+1×4]=34个N G1k=0.033L+0.015m=0.033×61.91+0.015×34=2.572kN2、防护棚构配件自重N G2k防护层防护材料自重标准值N G2k1=n×g k1×(l a+ a1)×(l b+2a1)/2=2×0.35×(1.5+0.4)×(4+2×0.4)/2=3.192 kN栏杆与挡脚板自重标准值N G2k2=g k2×(l a+ a1)=0.11×(1.5+0.4)=0.209 kN纵向外侧防护自重标准值N G2k3=g k3×(l a+ a1)=0.2×(1.5+0.4)=0.38 kNN G2k= N G2k1+ N G2k2+ N G2k3=3.192+0.209+0.38=3.781 kN经计算得到,静荷载标准值:N Gk= N G1k + N G2k=2.572+3.781=6.353 kN3、冲击荷载标准值N QkN Qk=P k=1 kN立杆荷载设计值:N=1.2N Gk+ 1.4N Qk=1.2×6.353+ 1.4×1=9.023 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= 0.4962、立杆稳定性验算σ= N/4/(φA) =9023.168/4/(0.496×424)=10.726N/mm2σ≤[f]=205N/mm2满足要求!八、立杆地基承载力验算立杆荷载标准值:N=N Gk+ N Qk=6.35+1=7.35立杆底垫板平均压力P=N/(k c A)=7.353/(1×0.25)=29.411 kPa P≤f g=140 kPa满足要求!。
防护棚计算书
防护棚计算书一、搭设参数计算简图:二、荷载设计格构柱q=1.2(g k1×a+0.033) =1.2×(0.5×0.4+0.033)=0.28kN/mp=1.4P k=1.4×1=1.4kN正常使用极限状态格构柱q1=g k1×a+0.033 =0.5×0.4+0.033=0.233kN/m p1=Pk =1 kN1、抗弯验算M max=0.335 kN·mσ=M max/W=0.335×106/4490=74.711N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求!2、挠度验算νmax=1.36 mm[ν]=min[max{a1,l a,l2-a1}/150,10] = min[max{400,1500,800-400}/150,10] =10mmνmax≤[ν]满足要求!3、支座反力计算承载力使用极限状态R max=1.637 kN四、横向水平杆验算格构柱:F=1.2(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=1.2×(0.5×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.266 kN p=1.4P k=1.4×1=1.4 kN正常使用极限状态格构柱:F1=(g k1a+0.033)(l a+ a1)/2=(0.5×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.222 kNp1=P k=1 kN计算简图如下:1、抗弯验算σ=M max/W=0.59×106/4490=131.392N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!2、挠度验算νmax =5.36mm≤[ν]=min[max(l 1-a 1, l b , a 1)/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 R max =3.083 kN五、扣件抗滑承载力验算max 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 205 钢管截面惯性矩I(mm 4) 107800 钢管弹性模量E(N/mm 2)206000钢管截面抵抗矩W(mm 3)4490α1=arctan( l 1/(H-h 2))=arctan(2500/(5500-3000))=45° 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(g k1a+0.033)(l a + a 1)/2=1.2×(0.5×0.4+0.033)×(1.5+0.4)/2=0.266 kNp=1.4P k=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 =2.124 kN横向斜撑轴向力:N21= R2max/cosα1=2.124/cos45°=3.004 kNN=N21=3.004 kN斜撑自由长度:h= h1/cosα1=0.8/cos45°=1.131 m 斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×1.131=1.471 m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*1.131=1.699m长细比λ= l0/i =1699/15.9=106.84查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ= 0.544σ= N/(φA) =3003.791/(0.544×424)=13.023N/mm2σ≤[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(g k1a+0.033)(l a+ 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 =2.066 kN横向斜撑轴向力:N22= R2max/cosα1=2.066/cos45°=2.921 kNN=N21+N22=5.925 kN斜撑自由长度:h= (H-(n-1)h1-h2)/cosα1=(5.5-(2-1)×0.8-3)/cos45°=2.404 m 斜撑计算长度l0=kμ2h=1×1.3×2.404=3.125 m0 满足要求!轴心受压构件的稳定系数计算:斜撑计算长度l 0=kμ2h=1.155*1.300*2.404=3.610m 长细比λ= l 0/i =3610/15.9=227.03查《规范》JGJ130-2011表A.0.6得,φ= 0.141 σ= N/(φA) =5924.897/(0.141×424)=99.105N/mm 2 σ≤[f]=205N/mm 2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(mm 4)107800 立杆计算长度系数μ1 1.3 钢管截面抵抗矩W(mm 3)4490 立杆截面回转半径i(mm) 15.9 钢管抗弯强度设计值 205 立杆截面面积A(mm 2) 424 立杆荷载计算1、防护棚结构自重N G1k钢管长度:L=n[(l a + a 1) ((l b +2a 1)/a+1)/2+ l b ]+2( l 12+(H- h 2)2)0.5+4H=2×[(1.5+0.4)×((6+2×0.4)/0.4+1)/2+6]+2×(2.52+(5.5-3)2)0.5+4×5.5=75.271m 扣件数量:m=2n[((l b +2a 1)/a-3)/2+1×4]=2×2×[((6+2×0.4)/0.4-3)/2+1×4]=44个 N G1k =0.033L+0.015m=0.033×75.27+0.015×44=3.167kN2、防护棚构配件自重N G2k防护层防护材料自重标准值N G2k1=n×g k1×(l a + a 1)×(l b + 2a 1)/2=2×0.5×(1.5+0.4)×(6+2×0.4)/2=6.46 kN栏杆与挡脚板自重标准值N G2k2=g k2×(l a + a 1)=0.11×(1.5+0.4)=0.209 kN 纵向外侧防护自重标准值N G2k3=g k3×(l a + a 1)=0.2×(1.5+0.4)=0.38 kN N G2k = N G2k1+ N G2k2+ N G2k3=6.46+0.209+0.38=7.049 kN经计算得到,静荷载标准值:N Gk= N G1k + N G2k=3.167+7.049=10.216 kN 3、冲击荷载标准值N QkN Qk=P k=1 kN立杆荷载设计值:N=1.2N Gk+ 1.4N Qk=1.2×10.216+ 1.4×1=13.659 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= 0.4962、立杆稳定性验算σ= N/4/(φA) =13658.632/4/(0.496×424)=16.237N/mm2σ≤[f]=205N/mm2满足要求!八、立杆地基承载力验算Gk Qk立杆底垫板平均压力P=N/(k c A)=11.216/(1×0.25)=44.862 kPaP≤f g=140 kPa满足要求!。
防护棚计算书
防护棚计算书一、荷载计算永久荷载标准值压型钢板(单板) 1.40kN/m2 820型4mm厚彩钢板 3.20kN/m2合计5.40 kN/m2可变荷载标准值不上人屋面荷载0.50kN/m2合计0.50 kN/m2梁自重70*70*3方管梁:1.42 kN/m二、构件承载力验算计算简图如下:屋面板传给梁的荷载(采取最不利荷载满跨计算):上层屋面荷载:(1.431.4+0.531.2)33.6+1.42=10.64 KN/m下层屋面荷载:(3.231.4+0.531.2)33.6+1.42=19.70 KN/m横梁自重:1.4231.433.6=7.2 KN由结构力学求解器建模有:得计算结果如下:杆端 1 杆端 2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1 -16.1157142 -0.74428571 -0.99238095 -16.1157142 -0.74428571 -2.480952382 0.74428571 -8.91571429 -2.48095238 0.74428571 30.4842857 19.08761903 -22.6503020 1.13030413 -8.40154145 -22.6503020 1.13030413 -7.836389384 1.90044516 15.3745805 -7.83638938 0.04345406 -5.85092482 1.699163525 -13.0414548 -0.33558109 1.69916352 -13.0414548 -0.33558109 0.89376891--------------------------------------------------------------------------------------------梁构件内力值校核:最大弯矩值为19.08 KN·m70*70*3方管构件截面特性:W x =28.84 cm 3;验算强度x x x W r M =461084.2805.11008.19⨯⨯⨯= 63.01N/mm 2<f=215N/mm 2 柱抗压承载力验算:取7轴与A 轴交点柱进行验算此柱压力最大截面为柱底,压力为16.11 KN柱截面特性: A=102.8 mm 2强度验算:A N =8.1021011.163⨯=156.7N/mm 2<f=310N/mm 2 故构件承载力符合要求。
防护棚设计计算书-1.
防护棚设计计算书一、计算依据1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20112、《建筑结构荷载规范》GB50009-20123、《钢结构设计规范》GB50017-20034、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-20135、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2011二、计算参数及简图基本参数名称防护棚-1防护棚长度L(m13.4防护棚高度H(m7 立杆纵距la(m 2 立杆横距l b(m 4 立杆步距h(m 2防护层层数n 2 防护层间距h1(m0.7防护层次梁方向纵向搭设防护层次梁间距a(m0.5是否设置斜撑是斜撑底端高度l1(m4斜撑水平宽度l2(m 1.333 立杆纵向防护方式斜撑立杆形式双立杆格构柱截面边长b(m/主梁与立杆扣接方式单扣件材料参数钢管类型Φ51×3脚手板类型木脚手板脚手板自重标准值g1k(kN/m20.35 地基基础类型混凝土楼板地基承载力特征值f ak(kPa/ 架体底部垫板面积A(m20.2搭设省份上海(省搭设城市上海(市基本风压值Wo(kN/m^20.4地面粗糙度类型C类指有密集建筑群的城市市区最大集中荷载标准值F k(kN 1.5 示意简图(图1)正立面图(图2)侧立面图三、防护层纵向水平钢管验算脚手板下为纵向搭设钢管时,钢管主要承受荷载为:恒荷载为钢管自重,脚手板自重;活荷载为高空坠物等产生最大集中荷载;强度验算采用荷载效应基本组合的设计值,按规范恒荷载分项系数取1.2,活荷载取1.4;挠度验算按正常使用极限状态验算变形,分项系数均为1.0。
按单跨简支梁模型计算,结果偏于安全。
1、强度验算恒荷载为:g1=1.2(g+g1k×a=1.2×(0.035+0.35×0.5=0.253kN/m活荷载为:F1=1.4F k=1.4×1.5=2.1kN受力简图如下:(图3)简支梁受力简图1(图4)承载能力极限状态下的应力图M max=0.811kN·mσ=M max/W=0.811×106/5130=158.047N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求2、挠度验算恒荷载:g k1=g+g1k×a=0.035+0.35×0.5=0.21kN/m活荷载:F k1=F k=1.5kN(图5)正常使用极限状态下的受力简图(图6)次梁变形图(mmνmax=6.013mm≤[ν]=10mm满足要求四、防护层横向水平钢管验算横向钢管主要承受纵向钢管传递的集中力及钢管自重,恒荷载为:纵向钢管传递的恒荷载及横向钢管自重,活荷载为纵向钢管传递下来的活荷载;分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行强度及挠度验算。
防护棚架构计算书
高层建筑临街底层悬挑长6米防护棚结构计算书一、防护棚架构受力分析1.1、简化模型详图1防护棚主梁采用工字钢,纵距1.5米,两道钢丝绳斜拉到以上两层边梁上,层高4.5米,简化为两跨连续梁计算主梁内力,BC跨搭设2层外加,P=4.35KN,设工字钢为工18#,q1=241N/m=0.24 KN/m,以下分析钢绳和主梁内力。
1.2、工字钢梁及钢丝绳内力计算设坠落物落在防护棚上,折算为均布活载q2=1 KN/㎡,化为线载q2=1.5 KN/m,竹架板q3=0.35×1.5=0.53 KN/m,钢管q4=0.04KN/m,组合后,q=1.2×0.81+1.4×1.5=3.1KN/m.查《建筑结构静力计算手册》,中国建筑工业出版社·1975.N B=-0.125×3.1×32-0.167×4.35×3=-5.7 KN·mM1=0.07×3.1×9+0.278×4.35×3=5.6 KN·mV B=0.625×3.1×3+1.167×4.35=10.9 KNN C=0.375×3.1×3+0.833×4.35=7.10 KNN B= V B=10.9 KNN A=0.375×3.1×3+0.167×4.35=4.20 KN由图(a),设分解到钢丝绳拉力为N1,N2N1= N A/sin57.2°=4.20/0.84=5.0 KNN2= N B /sin58.11°=10.9/ sin58.11°=12.8 KN设分解到主梁轴压力为N AB,N BCN AB= N1cos57.2°=5.0×0.54=2.7 KNN BC = N AB+ N2cos58.11°=2.70+12.8×cos58.11°=6.76 KN二、强度验算2.1、工字钢强度验算选Ⅰ14,A=2152㎜2,W=102000㎜2,按《钢结构设计规范》GB50017-2003,压弯公式.5.2.1,r=1.2,f=205MPa N/A±M/rw=12.8×103/2152±5.7×106/1.2×102000 =5.9±46.6=52.5(40.7)<f=205 MPa(满足)1.5Afv=1.5×2152×125=404 KN>V B=10.9 KN(满足)2.2、钢丝绳直径d选择Fg=12.8 KN,T=15.19 KN, n=1.667[Fg]/(zt)=0.7<3,Pg=9[Fg]/0.85=135.5 KN,d min=( Pg)/0.51/2=16㎜,选⊙16钢丝绳。
防护棚设计计算书-1
防护棚设计计算书-1防护棚设计计算书一、计算依据1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20112、《建筑结构荷载规范》GB50009-20123、《钢结构设计规范》GB50017-20034、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-20135、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2011二、计算参数及简图示意简图(图1)正立面图(图2)侧立面图三、防护层纵向水平钢管验算脚手板下为纵向搭设钢管时,钢管主要承受荷载为:恒荷载为钢管自重,脚手板自重;活荷载为高空坠物等产生最大集中荷载;强度验算采用荷载效应基本组合的设计值,按规范恒荷载分项系数取1.2,活荷载取1.4;挠度验算按正常使用极限状态验算变形,分项系数均为1.0。
按单跨简支梁模型计算,结果偏于安全。
1、强度验算恒荷载为:g1=1.2(g+g1k×a)=1.2×(0.035+0.35×0.5)=0.253kN/m活荷载为:F1=1.4F k=1.4×1.5=2.1kN受力简图如下:(图3)简支梁受力简图1(图4)承载能力极限状态下的应力图M max=0.811kN·mσ=M max/W=0.811×106/5130=158.047N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求2、挠度验算恒荷载:g k1=g+g1k×a=0.035+0.35×0.5=0.21kN/m活荷载:F k1=F k=1.5kN(图5)正常使用极限状态下的受力简图(图6)次梁变形图(mm)νmax=6.013mm≤[ν]=10mm满足要求四、防护层横向水平钢管验算横向钢管主要承受纵向钢管传递的集中力及钢管自重,恒荷载为:纵向钢管传递的恒荷载及横向钢管自重,活荷载为纵向钢管传递下来的活荷载;分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行强度及挠度验算。
1、强度验算恒荷载:g2=1.2g=1.2×0.035=0.043kN/mF21=1.2(g+g1k×a)×l a=1.2×(0.035+0.35×0.5)×2=0.505kN活荷载:F22=1.4F k=1.4×1.5=2.1kN受力简图如下:(图7)横向钢管受力简图(图8)承载能力极限状态下的应力图M max=0.615kN·m;σ=M max/W=0.615×106/5130=119.825N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求2、挠度验算恒荷载:g k2=g=0.035kN/mF k21=(g+g1k×a)×l a=(0.035+0.35×0.5)×2=0.421kN/m活荷载:F k22=F k=1.5kN简图如下:(图9)正常使用极限状态下的受力简图(图10)横向钢管变形图(mm) νmax=2.172mm≤[ν]=10mm满足要求3、支座反力计算承载能力极限状态下支座反力为:R=3.941kN正常使用极限状态下支座反力为:R k=2.996kN五、扣件抗滑移计算由上知最大扣件滑移力为R max==3.941kN≤[R]=8N/mm2满足要求六、立柱验算1、长细比验算防护棚立杆一般只在纵向有水平支撑杆,横向只有地面、斜撑(存在时)及防护层约束,故一般为横向失稳。
防护棚架计算书
田家坪舞水特大桥(80+128+80)m连续梁跨320国道防护棚架计算书一、材料选择:1、1.8cm厚竹胶板:抗弯强度:15N/mm2,弹性模量:5200N/mm22、分布横梁[14a槽钢:惯性矩I=564cm4,截面模量W=80.5cm3,截面积A=18.52cm2,型钢自重14.5kg/m3、纵梁及横梁I32a工字钢:惯性矩I=11080cm4,截面模量W=692.5cm3,截面积A=67.1cm2,型钢自重52.7kg/m4、Φ600 δ=8mm钢管:外径600cm,壁厚8mm,惯性矩I=6.5×104cm4,截面积A=148.7cm2,自重116.7kg/mQ235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值[σ]=215N/mm2,抗剪强度设计值[τ]=125 N/mm2,弹性模量E=2.06×105N/mm2二、防护棚架设计防护棚架基础采用100×50×2100cm的混凝土条形基础,强度等级C35,基础两端设混凝土防撞墩,宽度与基础宽度相同。
立柱采用υ600mm钢管,下端与基础顶预埋钢板焊接。
钢管柱顶部设置I32a工字钢横梁,纵梁为I32a工字钢,间距2米布置,纵梁顶上铺[14a槽钢做分配梁,间距为1.0m,由纵梁上的υ16定位钢筋定位。
其上铺2cm厚竹胶板封顶,竹胶板用铁丝连接固定。
竹胶板上再满铺白铁皮(防水和防火功能)。
防护棚顶部顺国道两侧设置防护栏,防护栏采用υ50mm短钢管与[14a槽钢分配梁焊接,高度50cm,布置间距1m,并立彩钢瓦进行全封闭,彩钢瓦与短钢管之间采用铁丝固定牢固。
防护棚采用与320国道斜交方式搭设,防护棚顶部距离施工挂篮底部的间距不小于1m,棚架净跨为9m、净高为5.5m,横向宽度为21m,满足安全行车要求。
防护棚上设置限高及禁止超车、禁止调头各种等反光标志。
在防护棚前后10米范围内设置混凝土防撞墩并设置警示标志,并在防护棚前后500米、100米、50米处设置前方施工减速慢行及限速标志。
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:目录一、防护棚搭设方案 (1)二.防护棚受力计算 (2)(一)、荷载取值 (2)(二)、纵向水平支撑钢管计算 (2)(三)、悬挑横向支撑钢管计算 (4)(四)、斜拉钢管、钢丝绳计算 (6)(五)、斜拉钢管扣件抗滑力的计算 (7)(六)、钢丝绳验算 (7)(七)、吊环强度计算 (7)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=5.08 cm3;钢管截面惯性矩 I=12.19 cm4;钢管净截面面积: A=4.89 cm2;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=0.369 kN/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=0.308 kN/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。
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防护棚计算书
编制依据:《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001。
由于防护棚有双层防护,故只按照承载能力极限状态设计,不考虑正常使用极限状态。
计算书中规定防护棚开间方向为横向,进深方向为纵向,简图如下:
一、参数信息
1、构造参数
立杆横距l b(m):1.8 ;
立杆纵距l a(m):2.1 ;
防护棚高度H(m):5 ;
上下防护层间距h1(m):0.6 ;
立杆步距h(m):1.5 ;
斜撑与立杆连接点与地面的距离h2(m):1.6 ;
斜撑与立杆连接点到下防护层的距离h3(m): 1.5;
水平钢管搭设方式:钢管沿纵向搭设;
水平钢管间距a(m):0.3 ;
钢管类型:Φ48 × 3.5 ;
扣件连接方式:双扣件 ,双扣件抗滑承载力调整系数: 0.8 ;
2.荷载参数
高空坠落物最大荷载标准值N(kN):1 ;
脚手板自重(kN/m2):0.35 ;
栏杆及挡脚板自重(kN/m):0.15 ;
3.地基参数
地基土类型:素填土;
地基承载力标准值(kPa): 120;
立杆基础底面面积(m2): 0.25;
地基承载力调整系数: 1。
二、纵向水平支撑钢管计算
纵向钢管按照三跨连续梁计算,承受脚手板自重、坠落物冲击集中荷载。
由于防护棚有双层防护,故只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:
截面抵抗矩 W = 5.08 cm3;
截面惯性矩 I = 12.19 cm4;
纵向钢管计算简图
1.荷载的计算
(1)脚手板自重(kN/m):
q1 = 0.35×0.3 = 0.105 kN/m;
(2) 高空坠落物最大荷载标准值(kN):
N= 1 kN;
2.强度验算
纵向支撑钢管按三跨连续梁计算;
最大弯矩计算公式如下:
M = 0.08ql2 + 0.2Fl
均布恒载:q = 1.2 ×0.105 = 0.126 kN/m;
冲击荷载:F = 1.4×1 = 1.4 kN;
最大弯距 M = 0.08×0.126×2.12 + 0.2×1.4×2.1= 0.632 kN.m;
最大应力σ = M / W = 0.632×106 / (5.08×103) = 124.499 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
支撑钢管的计算应力 124.499 N/mm2小于钢管的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
三、横向支撑钢管计算
横向水平钢管按照承载能力极限状态设计,按照集中荷载作用下的简支梁计算;
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 kN;
上部钢管传递恒载:P=1.2×0.35×0.3×2.1 = 0.265 kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
最大弯矩 M max = 0.987 kN·m ;
最大应力σ= M max / W = 0.987×106 / (5.08×103) = 194.265 N/mm2;
支撑钢管的计算应力 194.265 N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值 205
N/mm2,满足要求!
四、扣件抗滑移计算
水平钢管传递最大支座力N=1.4+ 1.8 / 0.3×0.265/2=2.194;
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN,扣件抗滑移按下式:
R ≤Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取12.8 kN;
水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 2.194 kN;
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、立杆的稳定性验算
(一)立杆荷载计算
作用于立杆的荷载包括防护棚结构自重、构配件自重、冲击荷载。
1、防护棚结构自重N G1:
钢管自重取0.04kN/m,扣件自重取0.015kN/个;
钢管长度:L=[1.8/2+2.1×1.8/(2×0.3)] ×2+(5-0.6)/1.5 ×2.1+5= 25.7 m ;
扣件数量:n=2×2+(5-0.6)/1.5= 7 个;
N G1=0.04×25.7 + 0.015×7 = 1.133 kN;
2、防护棚构配件自重(kN):
栏杆、挡脚板自重:0.15×2.1= 0.315 kN;
脚手板自重:0.35×1.8×2.1/2= 0.662 kN;
N G2=0.315+0.662=0.977 kN;
经计算得到,静荷载标准值 N G = 1.133+ 0.977 = 2.11 kN;
3、冲击荷载N Q (kN):
N Q = 1 kN ;
立杆荷载设计值 N = 1.2N G + 1.4N Q = 1.2×2.11 + 1.4×1 = 3.931 kN;
(二)立杆的稳定性验算
立杆的稳定性计算公式:
σ = N/φA ≤ [f]
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN):N =3.931 kN;
φ ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到;
i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.58 cm;
A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2;
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W= 5.08 cm3;
σ ------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2);
[f] ---- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205 N/mm2;
l0 ---- 计算长度 (m);
参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001) : l0 = kμh ;
k ---- 计算长度附加系数,取值为1.155;
μ---- 计算长度系数,参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3;取μ= 1.8;
h ---- 立杆自由长度;
防护棚不同于落地脚手架,一般的落地架在主节点处有横向水平杆支撑,故立杆自由长度取立杆步距;而防护棚在主节点处大多无横向水平杆支撑,立杆自由长度h取值如下;
斜撑与立杆的连接点到地面的距离为1.6 m,;斜撑与立杆的连接点到下层防护层的距离为1.5 m;
h取上述两者的最大值 1.6 m。
立杆计算长度 l0 = kμh = 1.155×1.8×1.6 = 3.326 m;
λ=l0/i =3.326×103 / (1.58×10) = 211 ;
由长细比λ查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.163 ;
钢管立杆受压应力计算值;σ =3.931 ×103/( 0.163×4.89×102 )= 49.323 N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ = 49.323 N/mm2小于抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
六、立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求:
p ≤ f g
地基承载力设计值:
f g = f gk×k c = 120×1 = 120 kPa ;
其中,地基承载力标准值:f gk= 120 kPa ;
脚手架地基承载力调整系数:k c = 1 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =3.931 / 0.25 = 15.726 kPa ;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:N =3.931 kN;
基础底面扩展面积:A = 0.25 m2。
p= 15.726 kPa≤ f g= 120 kPa 。
地基承载力满足要求!。