结构简算计算及相关案例
临时结构设计 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 验算前的准备工作 录页 临时设计的五个阶段 模板设计验算案例讲解与练习 支架稳定 适用的范围 1 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。 计算的目的 2 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 。 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，模板支撑系统失稳坍塌，造成 8人死亡， 6人受伤。 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、审核不到位，审核相关技术方案时不负责，安全技术交底不到位，且未编制 通过专家论证，对该事故的发生负有重大责任。 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 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 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 旅顺郭水路小孤山地段（蓝湾三期） 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。 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。 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 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 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 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 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。 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。 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。 2010年 5月 8日连续发生的两起高支模坍塌事故的工地都是广州市建筑集团在建项目。据悉，目前该集团已被暂停招标资格，集团下 420多个项目大部分停工整改。建委相关人士介绍：“保守估计该集团全面整改起码要半个月以上，这对企业绝对是个考验，也是我们从严管理的体现。” 2007年 2月 12日，广西医科大学图书馆工地屋面模板支撑体系坍塌事故，混凝土作业班组人员从作业面坠落并被埋。有 7人死亡， 7人受伤。 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。 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。 2009年 8月 16日，青岛市威海路一商厦在进行网点门头整修过程中，施工脚手架突然发生倒塌，造成 19人受伤。 结构设计的几个概念 3 建筑结构可靠度设计统一标准 （ 001） 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。 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。 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。 建筑结构可靠度设计统一标准 （ 001） 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。 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 )。 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。 钢结构设计规范 (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。 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。 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。 钢结构设计规范 (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。 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。 铁路桥梁钢结构设计规范 （ 2、刚度 ：结构或构件抵抗变形的能力。 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。 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。 铁路桥梁钢结构设计规范 （ 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、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。 极限状态法与容许应力法的区别 4 念不同 容许应力设计法 :以结构构件的计算应力 不大于有关规范所给定的材料容许应力 的原则来进行设计的方法 ,一般的设计表达式为 。 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。 钢结构设计抗拉指标为例） 钢结构设计规范 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 钢结构设计抗拉指标为例） 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 钢号基本上都采用 条文说明第 与铁路规定一致。 1、极限状态设计法： 荷载组合时需乘安全系数，一般恒载乘 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 临时设计的五个阶段 5 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。 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。 2、收集资料阶段 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。 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。 4、分析计算阶段 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。 结构验算前的准备工作 6 构体系采用何种形式组成，包括材料材质、尺寸、间距等） 许应力法、极限承载法） ：材料的弹性模量、截面积、惯性矩以及荷载取值等） 照材料的受力顺序依次建立力学模型；受力验算：强度与刚度验算。） 定是否进行优化设计。 度、稳定性计算公式 1、强度 弯曲应力： 剪切应力： （矩形： 圆形： 圆环： 工字钢： ） 2、刚度 简支均布荷载： 1m a x n
