本文件规定了机械装备运转安全防护的安全防护结构设计基本要求、安全防护结构设计要求和使用信息。

防护结构构件的内力和变形验算可按结构静力学方法进行弹性分析。 防护结构简化力学计算模型宜尽量与构件及连接的实际情况相符合，应根据实际工况考虑以下 因素： 一 结构几何尺寸、材料性能、边界条件、构造措施： 一结构的荷载作用、初始应力和变形状况等。 应对分析结果进行判断和校核，在确认其合理有效后方可用于防护结构设计

5.4.1计算防护结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值（即荷载标准值乘以 安全系数）。计算其疲劳强度时，应采用荷载标准值。钢构件的强度和稳定性应按附录B规定的方法 验算；生物质工程材料构件的强度与稳定性应按附录C规定的方法验算 5.4.2对于承受动荷载的防护结构，防护结构的强度和稳定性验算宜考虑动力作用，动力作用效应可 采用静力作用效应设计值乘以动力系数1.5。需要时，可采取消能减振措施，提高防护结构抗振性能。 5.4.3防护结构的受弯构件应进行正截面受弯承载能力、斜截面受剪承载能力验算，对有变形控制要 求的防护结构，应对其受弯构件的度进行验算。 5.4.4防护结构的轴心受拉构件、轴心受压构件应进行受拉承载能力、受压承载能力验算，受压构件还 应进行稳定性验算。 5.4.5防护结构的拉弯构件、压弯构件宜考虑同时受到轴力与弯矩作用，应进行承载能力验算，压弯构 件应进行稳定性验算。 5.4.6防护结构连接件应安全可靠、安装方便，设计时宜考虑构件变形、动荷载对连接节点的影响，保 证节点可靠传递荷载，具有足够的强度与刚度，避免出现构件未破坏而节点先破坏的现象。防护结构的 接节点可采用钉连接、螺栓连接、钢板螺栓连接、焊接等连接方式。防护结构的连接材料及验算宜考 慧以下因素。 金属连接件及螺钉等宜进行防腐蚀处理或采用不锈钢产品。与生物质工程材料直接接触的金 属连接件及螺钉等宜避免防腐剂引起的腐蚀 一防护结构用胶作为连接时，应符合结合部位的强度和耐候性的要求，应保证其胶合强度不低于 竹（木）材及生物质工程材料顺纹抗剪和横纹抗拉的强度，并应符合环境保护的要求。 一构件节点变形角度不宜大于2°～3，并节点不宜进入弹塑性变形。 防护结构体系为框架结构体系，在进行内力分析时，梁柱连接宜采用刚接或接假定进行内力 计算，并根据防护结构采用的材质，按附录B或附录C规定的相关方法进行验算。梁与柱的 半刚性连接只具有有限的转动刚度，在承受弯矩的同时会产生相应的交角变化，在内力分析 时，应预先确定连接的弯矩一转角特性曲线，以便考虑连接变形的影响。 连接件的安装宜通过分步安装，不宜将螺栓一次拧紧，重要承重构件采用双螺帽。减少因安装 误差使构件产生应力

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式中： 一起吊过载，单位为牛（N）； G1———被吊货物的质量，单位为千克（kg）； G2—防护结构质量工程技术，单位为千克（kg）； —加速度系数：按公式α=一 g S 取0.2；当～>0.2时，按α=计算。

防护结构应能承受转运中路面的振动激励及堆码荷载。道路转运振动激励应根据转运道路条件 转运速度确定由道路不平度对转运工具产生的振动激励，转运振动相关计算方法见附录D。 防护结构转运过程中宜避免污损、浸水和暴晒，并注意防雨、防潮和防火。 对于大型或重型机械装备，应注明转运要求，包括行驶速度、路况、堆码和防护要求， 堆码应按GB/T5398一2016中6.6.5规定的方法进行试验，

防护结构包装储运的图示标志应符合GB/T191的规定，并至少给出以下安全相关信息： a）重心位置和/或起吊位置： b）堆码层数； c）防护结构安装信息； d）贮存要求； e）需要时，防水、防潮、防腐蚀要求； 需要时，采用符合GB/T41346.2的拉紧装置

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A.1足尺构件力学性能测试

A.1.1足尺构件的抗弯强度及弹性模量测定

附 录 A （规范性） 生物质工程材料构件和材料力学性能测试方法

图A1示出了试验装置和试件构型示意图。足尺梁试件截面为矩形，纵轴沿生物质工程材料顺纹 方向。 抗弯试验采用两点施力（四点弯曲试验），加力（即荷载）点施加的力等于F/2（F为试验机作动端的 力），梁两端支座其中一端为滑动铰支座，允许梁产生垂直于跨度方向的转动和水平方向的位移，另一端 支座只允许梁产生垂直于跨度方向的转动。加力点距离其最近支座距离相等，加力点之间的距离不小 于6h，加力点与最近支座之间的距离为4h～7h（h为梁截面高度）；加力点和支座处的轴承宽度应 大于试件截面宽度，以防止梁和轴承接触处的高应力集中；为防止加力过程中试件受压边发生侧向偏 转，应设置侧向约束，且侧向支撑不应限制加力方向上的位移

图A.1试验装置测试足尺试件抗弯性能示意图

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式中： fm——抗弯强度，单位为兆帕（MPa）； F.——试件破坏时的荷载值,单位为牛(N)

A.1.2足尺构件的顺纹抗压强度测定

fm= 3F.α bh2

图A.2示出了试验装置和试件构型示意图，两端施力点可自由转动。试件截面为矩形，纵轴 物质工程材料顺纹方向

图A.2试验装置测试足尺试件顺纹抗压强度示意图

试验时，应在试件纵轴方向布置间距不大于5h的侧向约束；在试件横向布置间距不大于56的 束。沿试件轴线施加力直至试件破坏，顺纹抗压强度（f）按公式（A.3）计算：

Fc.0. f..o = bh

.....................A.3

J，0 顺纹抗压强度（足尺试件、小试件），单位为兆帕（MPa）：

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1.3足尺构件的横纹抗压强度及弹性模量测定

图A.3示出了试验装置和试件构型示意图。试件截面为矩形，试验时施力轴线平行于生物质工程 材料横纹方向。 加力点应设置承压板，其中，承压板长度为90mm、宽度为（b十10)mm，b即为图A.2中的试件宽 度（6）。试验装置施力压头不应相对其加力（荷载）轴线位移或转动，且图A.3a)中的上、下承压板应平 行，并与试件表面垂直

F c.90,t f c.90 = 906 (A.4 F e.0.1 h.u f c90 .(A.5 90h

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式中： fc.90 横纹抗压强度（足尺试件、小试件），单位为兆帕（MPa）； 沿试件的横纹方向对试件施加荷载直至其破坏时对应的荷载值，单位为牛（N）； Fc.0.1h.u 沿试件的横纹方向对试件施加荷载直至其施力变形达到0.1h时对应的荷载值，单位 为牛（N）。 横纹屈服荷载对应的抗压强度（fc.90.）按公式（A.6)计算：

A.1.4足尺构件的顺纹抗剪强度测定

A.1.4.1梁的抗剪强度

本方法适用于测量生物质工程材料制的梁受横向荷载剪切状态下的顺纹剪切强度。图A.4示出 试验装置和试件构型示意图。两端支座处应设置承压板。承压板应有足够的宽度和长度，其宽度应 不小于6，长度应不大于h。

图A.4试验装置测量足尺试件顺纹抗剪强度示

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图A.4试验装置测量足尺试件顺纹抗剪强度示

fe.v= 0.75 F. bh

f一一横纹抗剪强度，单位为兆帕（MPa）； Fu—一沿试件横纹方向施加试验荷载（如图A.4所示）直至试件被剪切破坏时对应的荷载值，单 位为牛（N）

A.1.4.2界面抗剪强度

图A,5示出了试验装置和试件构型示意图。采用两轨测试法测量顺纹界面抗剪强度。试件尺寸 为b×h×L=（32mm±2mm）×（55mm士1mm）×（300mm±2mm）。两侧钢板厚度应不小于 0mm，对于刚度较大的试件，厚度可在一定范围内增加。检查试件各表面，确保相邻面互相垂直，相对 面互相平行。 安装试件时确保试验装置的施力轴线与试件纵轴线之间的夹角为14°，如图A.5所示。试验装置 以位移控制模式均匀施加荷载，且应在5min土2min内达到使试件破坏的荷载值（f。14）。应记录每 个被测试件的破坏时间，并应标注破坏时间与规定试验时间5min士2min的偏差超过2min的试件。 若破坏发生于试件与钢胶合界面处，且该区域面积小于整体破坏区域的20%时，则试验结果有效 否则，试验结果无效。 试件顺纹界面抗剪强度（fe.14）按公式(A.9)计算

Fe.14vcos14 f c,14v ..(A.9 Lo.b

Fc.14vcos14 f c,14v = Lalab

fc.14v 材料顺纹抗剪强度（足尺试件、胶合界面），单位为兆帕（MPa）； Fc.14 在施力轴线与试件纵轴线呈14°施力条件下，试件破坏时对应的荷载值，单位为牛（N）； L.lk 两支座间跨距，单位为毫米（mm）。

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图A.5试验装置测量带胶合钢板足尺试件顺纹界面抗剪强度示意图

材料力学性能测定（小试

A.2.1材料顺纹抗拉强度和弹性模量测定

t.0 材料顺纹抗拉强度，单位为兆帕（MPa）； F.0u 沿顺纹方向拉伸试件直至其破坏时对应的实际拉力，单位为牛（N）； A 顺纹拉伸试件的横截面面积，单位为平方毫米（mm"）。

.....(A.1l

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式中： Et. 一 材料顺纹拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa)； Aot.0 A.. △Ft.0 材料顺纹拉伸试验的拉力增量，单位为牛（N)； AEt.0 材料顺纹拉伸试验的拉应变增量

A.2.2材料顺纹抗压强度和压缩弹性模量测定

图A.6顺纹拉伸试件

材料顺纹压缩试件如图A.7所示。进行压缩试验时，应使试验装置的压缩力轴线与试件顺纹方向 致，并应以1.5mm/min的速度匀速施加试验力，测量试件中部10mm范围内的压缩应变和压断试件 时刻对应的实际压缩力值

F——试验机作动端的力，单位为牛（N)

材料顺纹抗压强度和压缩弹性模量应分别按公式（A.12)和公式（A.13)计算：

图A.7顺纹压缩试件尺寸示意图

f.0 材料顺纹抗压强度（足尺试件、小试件），单位为兆帕（MPa）； 沿顺纹方向压缩试件直至其破坏时对应的实际压缩力，单位为牛（N）； A.0 顺纹压缩试件的横截面面积，单位为平方毫米（mm"）。

E. 开科顺纹压缩强 AFc.0 △o—材料顺纹压应力增量，Ao.。 Ac.0 △F.0 材料顺纹压缩试验的压缩力增量，单位为牛（N）； Ae 材料顺纹压缩试验的压缩应变增量

A.2.3材料顺纹抗剪强度和剪切模量测定

材料顺纹剪切试件如图A.8所示，进行剪切试验时，应使试验装置的加力（荷载）方向与试件川 向一致，并应以1mm/min的速度匀速施加试验力直至试件破坏。测量试验中部10mm×10mn 内的剪切应变和剪断试件时刻对应的实际剪切力值

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材料顺纹抗剪强度和横纹抗剪强度分别按公式（A.14)和公式（A.15)计算：

试件的剪切应变测量方向

图A.8抗剪试件示意图

fs.0 材料顺纹抗剪强度（小试件），单位为兆帕（MPa）； Fs.0.u 沿试件顺纹方向剪切试件直至其破坏时对应的实际剪切力，单位为牛（N）； A.D 顺纹剪切试件的横截面面积，单位为平方毫米（mm）

G90 材料横纹剪切模量，单位为兆帕（MPa)； AF0 材料横纹剪切试验中剪切力增量，单位为牛（N)

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A.2.4材料横纹抗拉强度和弹性模量测定

材料横纹拉伸试件如图A.9所示。进行拉伸试验时，应确保试验装置的拉力轴线与试件的纤维方 向垂直，并应以1mm/min的速度匀速施加试验力，测量试件中部10mm范围内的拉伸应变和拉断试 牛时刻对应的实际拉力值。 注：试件破坏位臀不在中间截面的试件试验结果无效

——试验机作动端的力，单位为牛（N)

图A.9材料横纹拉伸试件示意图

材料横纹抗拉强度和横纹抗拉弹性模量应分别按公式（A.18)和公式（A.19)计算

材料横纹抗拉强度和横纹抗拉弹性模量应分别按公式 Ft.90.

F t, 90, u

ft.90 材料横纹抗拉强度（小试件），单位为兆帕（MPa）； ft.90.u 沿与横纹拉伸试件纤维方向垂直的方向拉伸试件直至其破坏时对应的实际拉力，单位 为牛（N）； A.90 横纹拉伸试件的横截面面积，单位为平方毫米（mm）

E4.90 材料横纹拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa）； △F.90 Aot.90 材料横纹拉应力增量，△αt.90 △Ft.90 材料横纹拉伸试验的拉力增量，单位为牛（N) AE80 材料横纹拉伸试验的拉应变增量

E +.90= t,90 AE.S

横纹压缩试件如图A.10所示。进行压缩试验时，应使试验装置的压缩力轴线与试件纤维方向

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直，试验力（F）应通过宽度为50mm的金属承压板，以1.5mm/min的速度匀速施加，测量试件中部 10mm范围内的压缩应变和压断试件时刻对应的实际压缩力值

一试验机作动端的力，单位为牛（N)； Q钢承压板。

图A.10横纹压缩试件示意图

f c.90 = F c.90, t

f，90 材料（足尺试件、小试件）横纹抗压强度，单位为兆帕（MPa）； Fc.90 .u 沿横纹方向压缩试件直至其破坏时对应的实际压缩力，单位为牛（N）； Ac.50 横纹压缩试件的横截面面积，单位为平方毫米（mm"）。

Ec.90 材料横纹压缩弹性模量，单位为兆帕（MPa）； AFc.50 A0c.90 材料横纹压应力增量，△o.50 △Fc.90 材料横纹压缩试验的压缩力增量，单位为牛（N）； 材料横纹压缩试验的压缩应变增量

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（规范性） 钢构件强度与稳定性验算

网），组合截面（钢板组合与型钢组合截面）；格构式截面又分缀条式截面与缀板式截面。机械装备防护 结构一般采用实腹式型钢构件

内受弯的实腹构件，其受弯强度应按公式（B.1)验

Mr M, Y,W. f ...( B.1 Y.W.

构建受剪强度，单位为兆帕（MPa）： V 一一计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值，单位为牛（N）； S 一一计算剪应力处以上（或以下）毛截面对中和轴的面积矩，单位为立方毫米（mm"）； 1 一一构件的毛截面惯性矩，单位为四次方毫米（mm）； t一一构件的腹板厚度，单位为毫米（mm）； f，一一钢材的抗剪强度设计值，单位为牛每平方毫米（N/mm"）。 B.2.3当受弯构件受到集中荷载时，应在该荷载处设置支承加劲肋，加劲肋厚度不小于构件最小厚度 值。受弯构件支座处，还应在该处设置同样要求的加劲肋。 B.2.4防护结构受弯构件的整体稳定性，可通过在构件的受压翼缘上铺设板材，并与其牢固相连，能阻 上构件受压翼缘的侧向位移，或在构件的侧向设置横撑，横撑间距不大于2倍受弯构件的高度，能阻止 受弯构件的侧向位移，即可不计算受弯构件的整体稳定性 B.2.5受弯构件的支座处应采取构造措施，以防止其端截面的扭转 B.2.6受弯构件的变形可以通过增加支撑，避免变形超过受弯构件的限值，即跨度的1/250

B.3轴心受拉、受压构件的强度与稳定性验算

3.1轴心受拉构件，当端部连接及中部拼接处组成截面的各板件都有连接件直接传力时，其截 验算规定如下

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一一毛截面屈服强度，单位为兆帕（MPa）； V 所计算截面处的拉力设计值，单位为牛（N）； 钢材的抗拉强度设计值，单位为牛每平方毫米（N/mm）； 构件的毛截面面积别墅标准规范范本，单位为平方毫米（mm）。 若发生净截面断裂，净截面断裂采用公式（B.4)进行验算

b）采用高强度螺栓摩擦型连接的构件，其截面强度验算应符合下列规定： 1）当构件为沿全长都有排列较密螺栓的组合构件时，其截面强度应按公式（B.5)计算：

b）采用高强度螺栓摩擦型连接的构件，其截面强度验算应符合下列规定：

A——构件的净截面面积，当构件多个截面有孔时，取最不利的截面，单位为平方毫米 (mm); 除1)的情况外，其毛截面强度计算应采用公式（B.3）.净截面断裂应按公式（B.6)计算

=(10.5") ≤0.7f /A.

。一一钢材的抗拉强度最小值，单位为牛每平方毫米（N/mm）； 在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数目； 1 所计算截面（最外列螺栓处）上高强度螺栓数目。 3.3.2轴心受压构件，当端部连接及中部拼接处组成截面的各板件都有连接件直接传力时，截面强度 应按公式（B.3)验算。但含有虚孔的构件尚需在孔心所在截面按公式（B.4)验算 3.3.3轴心受拉构件和轴心受压构件，当其组成板件在节点或拼接处并非全部直接传力时，应对危险 截面的面积乘以有效截面系数，不同构件截面形式和连接方式的值见表B.1

医药标准表B.1轴心受力构件节点或拼接处危险截面有效截面系数