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(m)13.4防护棚高度H(m)7立杆纵距la(m)2立杆横距lb(m)4立杆步距h(m)2防护层层数n2防护层间距h1(m)0.7防护层次梁方向纵向搭设防护层次梁间距a(m)0.5是否设置斜撑是斜撑底端高度l1(m)4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/m2)0.35地基基础类型混凝土楼板地基承载力特征值fak(kPa)/架体底部垫板面积A(m2)0.2搭设省份上海(省)搭设城市上海(市)基本风压值Wo(kN/m^2)0.4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Fk(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=1.4Fk=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Mmax=0.811kN·mσ=Mmax/W=0.811×106/5130=158.047N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求2、挠度验算恒荷载：gk1=g+g1k×a=0.035+0.35×0.5=0.21kN/m活荷载：Fk1=Fk=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)×la=1.2×(0.035+0.35×0.5)×2=0.505kN活荷载：F22=1.4Fk=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Mmax=0.615kN·m;σ=Mmax/W=0.615×106/5130=119.825N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求2、挠度验算恒荷载：gk2=g=0.035kN/mFk21=(g+g1k×a)×la=(0.035+0.35×0.5)×2=0.421kN/m活荷载：Fk22=Fk=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：Rk=2.996kN五、扣件抗滑移计算由上知最大扣件滑移力为Rmax==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。
l0=kμl1=1×1.656×2=3.312m则长细比为：λ=l0/i=3.312×1000/17=194.824≤[λ]=210满足要求2、立柱稳定性验算根据λ=194.824查JGJ130-2011附录A.0.6得到φ=0.189；考虑风荷载作用，立杆轴向力设计值为：恒荷载NG1=1.2×[k×(H-l1)+(H-l1)/h×la+((H-l1)2+l22)0.5+0.5n×lb×la/a+2la]×g+1.2×0.5n×lb×la×g1k=1.2×(2×(7-4)+(7-4)/2×2+((7-4)2+1.3332)0.5+0.5×2×4×2/0.5+2×2)×0.035+1.2×0.5×2×4×2×0.35=4.735活荷载：NQ1=R=3.941kN轴向力设计值：N1=NG1+NQ1=4.735+3.941=8.676kN风荷载：Mw=0.9×1.4wklaH2/10=0.9×1.4×0.059×0.65×0.4×2×72/10=0.189kNf=N1/(φA0)+Mw/W=8.676×1000/(0.189×2×452)+0.189×106/(2×5.13×1000)=69.147N/mm2≤[σ]=205N/mm2满足要求七、斜撑稳定性验算斜撑与立杆夹角：α1=arctan[l2/(H-l1)]=0.4181、防护层间斜撑稳定性验算斜撑自由长度：lx1=h1/cosα1=0.7/0.914=0.766斜撑计算长度:l01=kμ1lx1=1×1.2×0.766=0.919长细比λx1=l01/i=0.919×1000/17=54.07≤[λ]=210满足要求根据λx1查JGJ130-2011附录A.0.6得到φx1=0.839；斜撑轴力：Nx1=R/cosα1=3.941/0.914=4.312f=N/(φA)=Nx1/(φx1A0)=8.676/(0.839×2×452)=0.011N/mm2≤[σ]=205N/mm2满足要求2、防护层下部斜撑稳定性验算斜撑自由长度：lx2=[H-(n-1)h1-l1]/cosα1=(7-(2-1)×0.7-4)/0.914=2.517斜撑计算长度:l02=kμ2lx2=1×1.2×2.517=3.02长细比λx2=l02/i=3.02×1000/17=177.658≤[λ]=210满足要求根据λx2查JGJ130-2011附录A.0.6得到φx2=0.226；顶层防护层传递给斜撑的轴力为：Nx1=R/cosα1=3.941/0.914=4.312kN；底层防护传递给斜撑的轴力计算近似按等于支座上部范围内材料的重力，支撑面积按支座跨度中心均分。
Rx2=1.2g1k×la×(lb-l2)/2+1.2g[la+(lb-l2)/2×la/a]=1.2×0.35×2×(4-1.333)/2+1.2×0.035×(2+(4-1.333)/2×2/0.5)=1.433kN;底部防护层传递斜撑轴向力：Nx2=Rx2/cosα1=1.433/0.914=1.568kN;Nx=(Nx1+Nx2)×n/2=(4.312+1.568)×2/2=5.88kN；f=N/(φA)=Nx/(φx2A0)=5.88×1000/(0.226×2×452)=28.82N/mm2≤[σ]=205N/mm2满足要求。