结构简算计算及相关案例

6.1强度、刚度、稳定性计算公式
1、强度
M （矩形： 圆形： 3A 2A Ib V V 2 圆环： 工字钢： ） A A1
2、刚度 4 5ql max 简支均布荷载：
384EI
6.2常用材料特性
1、极限状态设计法： 荷载组合时需乘安全系数，一般恒载乘1.2，活载乘 1.4。
2、容许应力设计法： 荷载组合时直接叠加即可，可不用乘系数
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临时设计的五 个阶段
1、明确目的阶段 弄清设计目的（使用功能），在此基础上，判别 临时结构的设计可靠度（安全级别）、分析出临时 结构设计所要计算的工况以及工况所对应的荷载。 2、收集资料阶段 收集计算所需的地质资料、荷载数值、材料性 能、现场有的材料等基本信息。
2005年9月6日， 位于北京西单的西西 工程4号地综合楼工 地发生模板支架坍塌 事故，事发时现场共 有47名工人施工。事 故造成8人死亡，20 多人受伤。该工程施 工方为中国第二十二 治金建设公司。
连墙措施 不可靠，11层 脚手架瞬间坍 塌，造成2人 死亡、2人重 伤和10人轻伤 的重大事故
2009年3月24日， 位于江苏镇江闹市区 一幢6层楼脚手架突然 坍塌，造成正在拆楼 改造的工人1死3伤。 事故原因主要是因为 工人将拆下的废弃物 堆积在脚手架上，堆 积物过于沉重，加上 砸墙时造成脚手架晃 动，导致脚手架被压 趴。
4、挠度：结构或构件在荷载作用下任一横截面的形心 在垂直于原来轴线方向的线位移，称为该截面的挠度。
5、预拱度：为抵消梁、 拱、 桁架等结构在荷载作用下 产生的挠度，而在施工或制造时所预留的与挠度方向相 反的校正量。
4
极限状态法与容 许应力法的区别
4.1 概念不同
极限状态设计法：当以整个结构或结构的一部分超 过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求， 则此特定状态称为该功能的极限状态，按此状态进行设 计的方法称极限状态设计法。它是针对破坏强度设计法 的缺点而改进的工程结构设计法。
2011年10月8日13时40分左右,大连市旅顺口区蓝湾三期 住宅楼工程在地下车库浇筑施工过程中，发生模板坍塌 事故，造成13人死亡、4人重伤，1人轻伤，直接经济损 失1237.72万元。
席卫江，大连阿尔滨集团建筑公司一分公司安全部 长。未认真落实安全管理制度，对所属安全员履职 督促检查不力，在不具备专业技术资格的条件下， 利用PKPM软件编制《旅顺郭水路小孤山地段（蓝 湾三期）B-1#模板施工方案》，该方案存在一定缺 陷，对这起事故发生负有一定责任。
2、竹胶板检算
取宽度为1m宽的竹胶板进行计算 q强=44.94 kN/㎡×1m=44.94 kN/m q刚=42.94 kN/㎡×1m=42.94 kN/m
bh3 1 0.0153 I 2.81 107 m 4 12 12
临时结构设计
目录页
Contents Page
适用的范围 计算的目的
结构设计的几个概念 极限状态法与容许应力法的区别
临时设计的五个阶段 验算前的准备工作 模板设计验算案例讲解与练习 支架稳定
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适用的范围
适用的范围
适用于建筑施工所需的临时结构的设计 或计算，对于永久结构，应按相关设计规范 规定执行。
住房和城乡建设部 《2014年房屋市政工程生产安全事故通报 》
2014年，共发生29起较大及以上事故。模板 支撑体系坍塌事故5起，死亡22人，分别占较大 及以上事故总数的17.24%和20.95%；卸料平台 坍塌事故1起，死亡5人，分别占较大及以上事故 总数的3.45%和4.76%；外脚手架坍塌事故1起， 死亡3人，分别占较大及以上事故总数的3.45%和 2.86%
3.2 《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
4、强度设计值：钢材或连接的强度标准值除以相应抗 力分项系数后的数值。
5、屈曲：杆件或板件在轴心压力、弯矩、剪力单独或 共同作用下突然发生与原受力状态不符的较大变形而失 去稳定。
3.3 《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）
2013年3月21日 20时30分，桐 城市盛源财富 广场工程在浇 筑主楼中庭5层 屋面梁柱混凝 土过程中，模 判决结果：被告人王某乙明知自己不具备相关资质， 仍违规担任该工地的项目技术负责人，专项方案编制、 板支撑系统失 稳坍塌，造成8 审核不到位，审核相关技术方案时不负责，安全技术 人死亡，6人受 交底不到位，且未编制B1区脚手架搭建方案，未通 伤。 过专家论证，对该事故的发生负有重大责任。
2010年5月8日 凌晨零时26分,广 州天河区临江大道 猎德污水处理厂正 在进行封顶施工的 四期工程脱水机房 屋顶突然坍塌,正在 楼顶浇注混凝土的 19名工人被压。事 故造成1人当场身 亡,另有16人受伤 入院。
2010年5月8日10 时35分，在广州 市天河区奥体南 路一在建大型商 场工地三楼楼面， 正在浇灌混凝土 时突然发生坍塌 事故。在场施工 的8名建筑工人被 埋，造成4死4伤。
容许应力设计法:以结构构件的计算应力σ不大于有 关规范所给定的材料容许应力[σ]的原则来进行设计的方 法,一般的设计表达式为σ≤[σ]。
4.2设计指标不同（以钢结构设计抗拉指标为例）
1、极限状态设计法： 强度设计值=钢材的屈服点强度/材料抗力分项系数 钢结构设计规范GB50017:
4.2设计指标不同（以钢结构设计抗拉指标为例）
4、作用：施加在结构上的集中力或分布力(直接作用， 也称为荷载)和引起结构外加变形或约束变形的原因(间 接作用)。
5、作用效应：由作用引起的结构或结构构件的反应， 例如内力、变形和裂缝等。 6、抗力：结构或结构构件承受作用效应的能力，如 承载能力等。
3.2 《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
1、可靠性：结构在规定的时间内，在规定的条件下， 完成预定功能的能力。
2、可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下， 完成预定功能的概率。
3、极限状态：整个结构或结构的一部分超过某一特 定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定 状态为该功能的极限状态。
3.1 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068 2001）
2009年11月 14日，浙江 温州市绕城高 速公路北线工 程仰义枢纽前 京村段一高架 桥匝道，在施 工时发生倾塌 事故。事故造 成1人死亡、 7人受伤。
1.2 模板支架与脚手架坍塌案例
住房和城乡建设部 《2013年房屋市政工程生产安全事故通报 》 2013年，共发生26起较大及以上事故。 其 中模板支撑体系坍塌事故13起，死亡54人，分别 占较大事故总数的50%和51.43%；
2015年1月12日11 时50分左右，芜湖华强 文化科技产业园配送中 心建设工地，在混凝土 浇筑过程中发生坍塌事 故，造成15名工人被埋。 经紧急营救，7人被当 场救出。8名被埋人员 经救出后确认已经死亡。 经初步判断，该事故系 施工企业违规施工所致。 目前，施工企业主要负 责人已经被有关方面控 制。
1、强度 ：材料或构件受力时抵抗外力的能力。其值为 在一定的受力状态或工作状态下，材科所能承受的最 大应力成构件所能承受的最大内力，后者亦称承载能 力。 2、刚度 ：结构或构件抵抗变形的能力。
3、变形 ：荷载引起的结构或构件中各点间的相对位移。 可恢复的变形为弹性变形，不可恢复的变形为塑性变形。
3.3 《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）
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计算的目的
法律层面
《建设工程安全生产管理条例》和《公路水运 工程安全生产监督管理办法》均规定：对下列 达到一定规模的危险性较大的分部分项工程编 制专项施工方案，并附具安全验算结果。
调查报告：王青海，安徽省龙达建设集团建筑安装有限公司工程 项目技术负责人。专项方案编制、审核、审批把关不到位，审核 相关技术方案不负责任；安全技术交底不到位，在中庭部位模板 支架搭设、模板辅设、钢筋绑扎、混凝土浇注等施工过程中，只 是由该项目的质量检查员进行口头安全技术交底，没有书面交底 记录等资料；明知前述重大隐患未消除，仍然违反混凝土框架结 构浇筑程序组织施工，其行为已涉嫌犯罪，建议由司法机关依法 追究其刑事责任；同时建议由省住房城乡建设厅依法撤销其与安 全生产有关的执业资格、岗位证书。
2011年10月8 日，大连市旅顺 口区一工程在浇 筑地下车库顶板 混凝土过程中， 发生模板支撑系 统坍塌事故，造 成13人死亡。
2010年1月3 日下午14时44分, 昆明新机场建设 工地一在建桥梁 发生垮塌。经初 步核查，发生事 故的施工作业面 人员约41人，伤 亡情况如下：轻 伤26人，重伤8人， 死亡7人。
1、强度：构件截面材料或连接抵抗破坏的能力。强度 计算是防止构件或连接因材料强度被超过而破坏的计 算。 2、承载能力：结构或构件不会因强度、稳定或疲劳等 因素破坏所能承受的最大内力；或塑性分析形成破坏机 构时的最大内力；或达到不适应于继续承载的变形时的 内力。 3、强度标准值：国家标准规定的钢材屈服点（屈服强 度）或抗拉强度。
3、计算准备阶段 明确计算所用的规范、规程等相关设计依据；决定 计算采用的理论（如：容许应力法还是极限承载法）； 列出荷载组合工况（含组合系数）及荷载组合结果。 4、分析计算阶段 根据组合的荷载工况和组合的荷载，按照力的传递 途径依次进行构件的受力计算分析。
5、成果整理阶段
将前4个阶段的成果汇总整理为正式的计算书。
2、容许应力设计法： 强度容许值=钢材的屈服点强度/某一安全系数
TB10002.2-2005铁路桥梁钢结构设计规范: •3.2.1钢材基本容许应力对屈服强度的安全系数，各钢 号基本上都采用1.7左右。
•JTJ025-86公路桥涵钢结构与木结构设计规范:条文说明 第1.2.5条——与铁路规定一致。
4.3荷载组合时安全系数处理方式不同
2009年6 月30日，浙江 临安市正在进 行外墙装修的 白天鹅大酒店， 突然发生脚手 架坍塌事故， 事故造成2死5 伤。