悬挑架水平防护棚计算

3.1计算模型简化

3.1.1本工程的防护棚主要起安全防护作用，防止高空附物直接落地，考虑施工荷载、自重及附物荷载。模型简化如图3.1.1：

图3.1.1 计算模型

3.1.2简化模型为主梁根部一个固定铰支座，垂直荷载为横向1500范围内的自重和活载，拉杆及钢丝绳仅考虑受拉。

3.1.3、构造参数:

防护棚高度H(m)：1.3；

上下防护层间距h1(m)：0.0 ；

水平钢管搭设方式：钢管沿纵向搭设；

纵水平钢管间距a(m)：1.5 ；

横向水平钢管b（m）：0.75；

钢管类型(mm)：Φ48 ×3 ；

扣件连接方式：单扣件,取扣件抗滑移承载力系数: 0.8

3.2计算荷载

3.2.1脚手板：竹串片脚手板，脚手板自重标准值(kN/m2)：0.30；

栏杆、挡杆：栏杆、挡板脚手板自重标准值(kN/m2)：0.11；

施工人员等活荷载(kN/m2)：1.0;

高空坠落物最大荷载标准值N(kN)：0.05 ；

模板自重标准值（KN/m2）：0.35

安全设施与安全网(kN/m2)：0.005；

钢管自重：33.3N/m。

扣件：14.6N/个。

3.2.2次梁上的简化荷载

计算单元的面积：A=1.5*0.75=1.125m2

恒荷载：脚手板G1=0.3*1.125=0.34kN

模板G2=0.35*1.125=0.39kN

安全网G3=0.01*1.125=0.011 kN

钢管G4=1.5*0.0333=0.05 kN

扣件G5=8*14.6=0.12 kN

3.2.3风荷载：

3.2.4本工程为B类场地，查《建筑结构荷载规范》该形式视为维护结构面积大于10 m2，故βgz =1.92，μs=0.8x-2=-1.6，Wa=0.25，μz=1.25，Wk=-1.93 KN有利荷载为向上的力不参与组合。

3.2.5冲击荷载冲击荷载按最不利情况作用于跨中，冲击荷载:

F=1.4×0.05=0.14 kN；

3.2.6主梁上集中荷载设计值，主梁上每根次梁的简化集中荷载，

P=1.2*(0.34+0.39+0.011+0.05+0.12) +1.4*1*1.5*0.75= 2.67KN或

P=1.2*(0.34+0.39+0.011+0.05+0.12) +1.4*0.7*1*1.5*0.75=2.2KN

取最大值F=2.67KN。

主梁上均布荷载为q=0.067KN/m

3.3材料计算参数

3.3.1钢管：外径d=48mm；壁厚t=3mm；截面积A=424mm2；惯性矩I=107830mm4；截面模量W=4491mm3；回转半径i=15.9mm；每米长质量=33.3N/m。

3.4防护棚主梁按双钢管受力考虑。

3.5 防护棚受力计算

3.5.1受荷载总图如下

3.5.2荷载统计

根据钢梁的计算简图和荷载情况，利用基本力学原理求解最大弯矩、最大剪力计算。

承载能力极限状态最大弯矩：

弯矩图（KN·m）

M max=-1.34KN·m；

承载能力极限状态下的最大剪力：

剪力图（单位:KN）Q max=-3.75kN；

支座反力：

;457.6;

126.2;

389.2;

053.04321KN R KN R KN R KN R ====

钢丝绳拉力KN F 132.9=钢丝绳

3.5.3 抗弯强度验算

σ=M max /W n =1.34×103/141=9.504N/mm 2≤

f=205N/mm 2

满足要求。

3.5.4 抗剪强度验算

m ax V =Qmax/[(I:S)t w ]=3.75×1000/(139.851×6)=4.469N/mm 2≤f v =120N/mm 2

满足要求。

3.5.4 钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力我们均取最大值进行计算，为

9.132kN ；

如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN)；

F g -- 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；

计算中可以近似计算F g =0.5d 2，d 为钢丝绳直径(mm)；

α --钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19钢丝绳分别取0.82； K --钢丝绳使用安全系数。

计算中[Fg]取10.76kN ，α=0.820,K=10.000，得到：d=13.6mm 。

钢丝绳最小直径须大于14mm才能满足要求！采用6X19φ14钢丝绳(钢丝绳公称抗拉抗拉强度1700MPa)。

本道水平防护钢丝绳吊环与悬挑外架连墙件共用，本项目悬挑外架连墙杆件的轴向拉力为N1=9.133KN,钢丝绳轴力RU取最大值N=RU=9.132KN。连墙杆采用φ48*3.0钢管，连墙杆钢管的最大抗剪力为120×（45×3.14×2.5）=42.39KN＞N+N1,满足受力要求