四川建筑工程脚手架钢管防护棚安全计算书

'防护棚计算书*******************888工程工程；工程建设地点:仁寿文宫镇观寺乡；属于砖混-框架结构；地上6层；地下0层；建筑高度：16.75m；标准层层高：2.8m；总建筑面积：64710.16平方米；总工期：0天。本工程由******投资有限公司投资建设，中**************公司设计，地质勘察，**************8有限公司监理，*************有限公司组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。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lb(m)：1.8；立杆纵距la(m)：2.1；防护棚高度H(m)：3；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：Φ48.3×3.6；扣件连接方式：单扣件； 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=5.26cm3;截面惯性矩I=12.71cm4;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=0.105kN/m；(2)高空坠落物最大荷载标准值(kN)：N=1kN；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=0.126kN/m；冲击荷载：F=1.4×1=1.4kN；最大弯距M=0.08×0.126×2.12+0.2×1.4×2.1=0.632kN·m；最大应力σ=M/W=0.632×106/(5.26×103)=120.238N/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120.238N/mm2小于钢管的抗弯强度设计值205N/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=1.4kN；上部钢管传递恒载：P=1.2×0.35×0.3×2.1=0.265kN；支撑钢管计算简图支撑钢管计算弯矩图(kN·m) 最大弯矩Mmax=0.987kN·m；最大应力σ=Mmax/W=0.987×106/(5.26×103)=187.677N/mm2；支撑钢管的计算应力187.677N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/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；按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN，扣件抗滑移按下式：R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8kN；水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=2.194kN；R<8.00kN,单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NG1：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+(3－0.6)/1.5×2.1+3=21.6m；扣件数量：n=2×2+(3－0.6)/1.5=6个；NG1=0.04×21.6+0.015×6=0.954kN；2、防护棚构配件自重(kN)：栏杆、挡脚板自重：0.15×2.1=0.315kN；脚手板自重：0.35×1.8×2.1/2=0.662kN；NG2=0.315+0.662=0.977kN；经计算得到，静荷载标准值NG=0.954+0.977=1.931kN；3、冲击荷载NQ(kN)： NQ=1kN；立杆荷载设计值N=1.2NG+1.4NQ=1.2×1.931+1.4×1=3.717kN；(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=3.717kN；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=1.59cm；A----立杆净截面面积(cm2)：A=5.06cm2；W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.26cm3；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]=205N/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1.6m，；斜撑与立杆的连接点到下层防护层的距离为1.5m；h取上述两者的最大值1.6m。立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.8×1.6=3.326m；λ＝l0/i=3.326×103/(1.59×10)=209；由长细比λ查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.166；钢管立杆受压应力计算值；σ=3.717×103/(0.166×5.06×102)=44.247N/mm2； 钢管立杆稳定性验算σ=44.247N/mm2小于抗压强度设计值[f]=205N/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≤fg地基承载力设计值:fg=fgk×kc=120×1=120kPa；其中，地基承载力标准值：fgk=120kPa；脚手架地基承载力调整系数：kc=1；立杆基础底面的平均压力：p=N/A=3.717/0.25=14.866kPa；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=3.717kN；基础底面扩展面积：A=0.25m2。p=14.866kPa≤fg=120kPa。地基承载力满足要求！'