臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、階段和準(zhǔn)備工作

1、臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、階段和準(zhǔn)備工作適用的范圍計(jì)算的目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)概念極限狀態(tài)法與容許應(yīng)力法的區(qū)別驗(yàn)算前的準(zhǔn)備工作Contents Page目錄頁臨時(shí)設(shè)計(jì)的五個(gè)階段模板設(shè)計(jì)驗(yàn)算案例講解與練習(xí)支架穩(wěn)定適用的范圍1適用的范圍 適用于建筑施工所需的臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)或計(jì)算，對于永久結(jié)構(gòu)，應(yīng)按相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。計(jì)算的目的2法律層面建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例和公路水運(yùn)工程安全生產(chǎn)監(jiān)督管理辦法均規(guī)定：對下列達(dá)到一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程編制專項(xiàng)施工方案，并附具安全驗(yàn)算結(jié)果。2013年3月21日20時(shí)30分，桐城市盛源財(cái)富廣場工程在澆筑主樓中庭5層屋面梁柱混凝土過程中，模板支撐系統(tǒng)失穩(wěn)坍塌，造成8人死亡，

2、6人受傷。判決結(jié)果：被告人王某乙明知自己不具備相關(guān)資質(zhì)，仍違規(guī)擔(dān)任該工地的項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，專項(xiàng)方案編制、審核不到位，審核相關(guān)技術(shù)方案時(shí)不負(fù)責(zé)，安全技術(shù)交底不到位，且未編制B1區(qū)腳手架搭建方案，未通過專家論證，對該事故的發(fā)生負(fù)有重大責(zé)任。調(diào)查報(bào)告：王青海，安徽省龍達(dá)建設(shè)集團(tuán)建筑安裝有限公司工程項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人。專項(xiàng)方案編制、審核、審批把關(guān)不到位，審核相關(guān)技術(shù)方案不負(fù)責(zé)任；安全技術(shù)交底不到位，在中庭部位模板支架搭設(shè)、模板輔設(shè)、鋼筋綁扎、混凝土澆注等施工過程中，只是由該項(xiàng)目的質(zhì)量檢查員進(jìn)行口頭安全技術(shù)交底，沒有書面交底記錄等資料；明知前述重大隱患未消除，仍然違反混凝土框架結(jié)構(gòu)澆筑程序組織施工，其行為已

3、涉嫌犯罪，建議由司法機(jī)關(guān)依法追究其刑事責(zé)任；同時(shí)建議由省住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳依法撤銷其與安全生產(chǎn)有關(guān)的執(zhí)業(yè)資格、崗位證書。 2011年10月8日13時(shí)40分左右,大連市旅順口區(qū)藍(lán)灣三期住宅樓工程在地下車庫澆筑施工過程中，發(fā)生模板坍塌事故，造成13人死亡、4人重傷，1人輕傷，直接經(jīng)濟(jì)損失萬元。席衛(wèi)江，大連阿爾濱集團(tuán)建筑公司一分公司安全部長。未認(rèn)真落實(shí)安全管理制度，對所屬安全員履職督促檢查不力，在不具備專業(yè)技術(shù)資格的條件下，利用PKPM軟件編制旅順郭水路小孤山地段（藍(lán)灣三期）B-1#模板施工方案，該方案存在一定缺陷，對這起事故發(fā)生負(fù)有一定責(zé)任。 2009年11月14日，浙江溫州市繞城高速公路北線工程仰義

4、樞紐前京村段一高架橋匝道，在施工時(shí)發(fā)生傾塌事故。事故造成1人死亡、7人受傷。 1.2 模板支架與腳手架坍塌案例住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2013年房屋市政工程生產(chǎn)安全事故通報(bào) 2013年，共發(fā)生26起較大及以上事故。 其中模板支撐體系坍塌事故13起，死亡54人，分別占較大事故總數(shù)的50%和51.43%； 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2014年房屋市政工程生產(chǎn)安全事故通報(bào) 2014年，共發(fā)生29起較大及以上事故。模板支撐體系坍塌事故5起，死亡22人，分別占較大及以上事故總數(shù)的17.24%和20.95%；卸料平臺坍塌事故1起，死亡5人，分別占較大及以上事故總數(shù)的3.45%和4.76%；外腳手架坍塌事故1起，死亡3人，分

5、別占較大及以上事故總數(shù)的3.45%和2.86% 2011年10月8日，大連市旅順口區(qū)一工程在澆筑地下車庫頂板混凝土過程中，發(fā)生模板支撐系統(tǒng)坍塌事故，造成13人死亡。 2010年1月3日下午14時(shí)44分,昆明新機(jī)場建設(shè)工地一在建橋梁發(fā)生垮塌。經(jīng)初步核查，發(fā)生事故的施工作業(yè)面人員約41人，傷亡情況如下：輕傷26人，重傷8人，死亡7人。 2015年1月12日11時(shí)50分左右，蕪湖華強(qiáng)文化科技產(chǎn)業(yè)園配送中心建設(shè)工地，在混凝土澆筑過程中發(fā)生坍塌事故，造成15名工人被埋。經(jīng)緊急營救，7人被當(dāng)場救出。8名被埋人員經(jīng)救出后確認(rèn)已經(jīng)死亡。經(jīng)初步判斷，該事故系施工企業(yè)違規(guī)施工所致。目前，施工企業(yè)主要負(fù)責(zé)人已經(jīng)被有

6、關(guān)方面控制。 2010年5月8日凌晨零時(shí)26分,廣州天河區(qū)臨江大道獵德污水處理廠正在進(jìn)行封頂施工的四期工程脫水機(jī)房屋頂突然坍塌,正在樓頂澆注混凝土的19名工人被壓。事故造成1人當(dāng)場身亡,另有16人受傷入院。2010年5月8日10時(shí)35分，在廣州市天河區(qū)奧體南路一在建大型商場工地三樓樓面，正在澆灌混凝土?xí)r突然發(fā)生坍塌事故。在場施工的8名建筑工人被埋，造成4死4傷。 2010年5月8日連續(xù)發(fā)生的兩起高支模坍塌事故的工地都是廣州市建筑集團(tuán)在建項(xiàng)目。據(jù)悉，目前該集團(tuán)已被暫停招標(biāo)資格，集團(tuán)下420多個(gè)項(xiàng)目大部分停工整改。建委相關(guān)人士介紹：“保守估計(jì)該集團(tuán)全面整改起碼要半個(gè)月以上，這對企業(yè)絕對是個(gè)考驗(yàn)，也

7、是我們從嚴(yán)管理的體現(xiàn)?！?2007年2月12日，廣西醫(yī)科大學(xué)圖書館工地屋面模板支撐體系坍塌事故，混凝土作業(yè)班組人員從作業(yè)面墜落并被埋。有7人死亡，7人受傷。 2005年9月6日，位于北京西單的西西工程4號地綜合樓工地發(fā)生模板支架坍塌事故，事發(fā)時(shí)現(xiàn)場共有47名工人施工。事故造成8人死亡，20多人受傷。該工程施工方為中國第二十二治金建設(shè)公司。 連墻措施不可靠，11層腳手架瞬間坍塌，造成2人死亡、2人重傷和10人輕傷的重大事故 2009年3月24日，位于江蘇鎮(zhèn)江鬧市區(qū)一幢6層樓腳手架突然坍塌，造成正在拆樓改造的工人1死3傷。事故原因主要是因?yàn)楣と藢⒉鹣碌膹U棄物堆積在腳手架上，堆積物過于沉重，加上砸墻

8、時(shí)造成腳手架晃動，導(dǎo)致腳手架被壓趴。 2009年6月30日，浙江臨安市正在進(jìn)行外墻裝修的白天鵝大酒店，突然發(fā)生腳手架坍塌事故，事故造成2死5傷。 2009年8月16日，青島市威海路一商廈在進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)門頭整修過程中，施工腳手架突然發(fā)生倒塌，造成19人受傷。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)概念33.1 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068 2001）2、可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。1、可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。3、極限狀態(tài)：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。3.1 建筑結(jié)

9、構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068 2001）5、作用效應(yīng)：由作用引起的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng)，例如內(nèi)力、變形和裂縫等。4、作用：施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力(直接作用，也稱為荷載)和引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因(間接作用)。6、抗力：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力，如承載能力等。3.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)2、承載能力：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不會因強(qiáng)度、穩(wěn)定或疲勞等因素破壞所能承受的最大內(nèi)力；或塑性分析形成破壞機(jī)構(gòu)時(shí)的最大內(nèi)力；或達(dá)到不適應(yīng)于繼續(xù)承載的變形時(shí)的內(nèi)力。1、強(qiáng)度：構(gòu)件截面材料或連接抵抗破壞的能力。強(qiáng)度計(jì)算是防止構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過而破壞的計(jì)算。3、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

10、：國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼材屈服點(diǎn)（屈服強(qiáng)度）或抗拉強(qiáng)度。3.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)5、屈曲：桿件或板件在軸心壓力、彎矩、剪力單獨(dú)或共同作用下突然發(fā)生與原受力狀態(tài)不符的較大變形而失去穩(wěn)定。4、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：鋼材或連接的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以相應(yīng)抗力分項(xiàng)系數(shù)后的數(shù)值。3.3 鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（）2、剛度 ：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗變形的能力。1、強(qiáng)度 ：材料或構(gòu)件受力時(shí)抵抗外力的能力。其值為在一定的受力狀態(tài)或工作狀態(tài)下，材科所能承受的最大應(yīng)力成構(gòu)件所能承受的最大內(nèi)力，后者亦稱承載能力。3、變形 ：荷載引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中各點(diǎn)間的相對位移。可恢復(fù)的變形為彈性變形，不可恢復(fù)的變形為塑性變形。3.3

11、鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（）5、預(yù)拱度：為抵消梁、 拱、 桁架等結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生的撓度，而在施工或制造時(shí)所預(yù)留的與撓度方向相反的校正量。4、撓度：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在荷載作用下任一橫截面的形心在垂直于原來軸線方向的線位移，稱為該截面的撓度。極限狀態(tài)法與容許應(yīng)力法的區(qū)別44.1 概念不同 容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法:以結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)力不大于有關(guān)規(guī)范所給定的材料容許應(yīng)力的原則來進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法,一般的設(shè)計(jì)表達(dá)式為。 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法：當(dāng)以整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)，按此狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法稱極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。它是針對破壞強(qiáng)度設(shè)計(jì)法的缺點(diǎn)而改進(jìn)的

12、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)指標(biāo)不同（以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗拉指標(biāo)為例）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017:1、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法：強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=鋼材的屈服點(diǎn)強(qiáng)度/材料抗力分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)不同（以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗拉指標(biāo)為例）2、容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法：強(qiáng)度容許值=鋼材的屈服點(diǎn)強(qiáng)度/某一安全系數(shù)TB10002.2-2005鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范:3.2.1鋼材基本容許應(yīng)力對屈服強(qiáng)度的安全系數(shù)，各鋼號基本上都采用1.7左右。JTJ025-86公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范:條文說明第1.2.5條與鐵路規(guī)定一致。荷載組合時(shí)安全系數(shù)處理方式不同1、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法： 荷載組合時(shí)需乘安全系數(shù)，一般恒載乘，活載乘。2、容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法： 荷載組合時(shí)

13、直接疊加即可，可不用乘系數(shù)臨時(shí)設(shè)計(jì)的五個(gè)階段51、明確目的階段 弄清設(shè)計(jì)目的（使用功能），在此基礎(chǔ)上，判別臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可靠度（安全級別）、分析出臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所要計(jì)算的工況以及工況所對應(yīng)的荷載。 收集計(jì)算所需的地質(zhì)資料、荷載數(shù)值、材料性能、現(xiàn)場有的材料等基本信息。2、收集資料階段3、計(jì)算準(zhǔn)備階段 明確計(jì)算所用的規(guī)范、規(guī)程等相關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)；決定計(jì)算采用的理論（如：容許應(yīng)力法還是極限承載法）；列出荷載組合工況（含組合系數(shù)）及荷載組合結(jié)果。 根據(jù)組合的荷載工況和組合的荷載，按照力的傳遞途徑依次進(jìn)行構(gòu)件的受力計(jì)算分析。4、分析計(jì)算階段5、成果整理階段 將前4個(gè)階段的成果匯總整理為正式的計(jì)算書。結(jié)構(gòu)驗(yàn)算前

14、的準(zhǔn)備工作6 1.確定設(shè)計(jì)概況（結(jié)構(gòu)體系采用何種形式組成，包括材料材質(zhì)、尺寸、間距等） 2.確定計(jì)算方法（允許應(yīng)力法、極限承載法） 3.相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定（如：材料的彈性模量、截面積、慣性矩以及荷載取值等） 4.力學(xué)模型的建立與計(jì)算（按照材料的受力順序依次建立力學(xué)模型；受力驗(yàn)算：強(qiáng)度與剛度驗(yàn)算。） 5.檢算結(jié)果驗(yàn)證，確定是否進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算公式1、強(qiáng)度 彎曲應(yīng)力： 剪切應(yīng)力： （矩形： 圓形： 圓環(huán)： 工字鋼： ）2、剛度 簡支均布荷載：常用材料特性常用荷載及組合（一）作用在模板上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值有常用荷載及組合常用荷載及組合常用荷載及組合常用荷載及組合（二）模板及其支架設(shè)計(jì)計(jì)

15、算時(shí)荷載的組合模板設(shè)計(jì)驗(yàn)算案例講解與練習(xí)7案例一1、荷載取值及組合（1）混凝土對模板側(cè)壓力 取兩者中較小值： 42.94kN/（2）混凝土傾倒對模板側(cè)壓力：2kN/ 強(qiáng)度檢算時(shí)荷載組合為：（1）+（2）=44.94 kN/ 剛度檢算時(shí)荷載組合為：（1）=42.94 kN/2、竹膠板檢算取寬度為1m寬的竹膠板進(jìn)行計(jì)算q強(qiáng)=44.94 kN/1m=44.94 kN/mq剛=42.94 kN/1m=42.94 kN/m強(qiáng)度驗(yàn)算：剛度驗(yàn)算：支座反力：3、5cm10cm方木檢算 強(qiáng)度驗(yàn)算：剛度驗(yàn)算：支座反力：4、10cm10cm方木檢算 強(qiáng)度驗(yàn)算：剛度驗(yàn)算：支座反力：案例二1、工程概況 某塊板的模板支撐

16、體系從上至下依次為15mm厚竹膠板、橫向放置間距20cm的10cm10cm的方木、縱向放置間距60cm的15cm15cm的方木。 經(jīng)計(jì)算得竹膠板承受的面荷載為： 強(qiáng)度：35kN/ 剛度：30kN/2、計(jì)算分析 采用容許應(yīng)力法進(jìn)行分析 （1）底板計(jì)算 底模采用15mm厚竹膠板，計(jì)算時(shí)按簡支梁考慮，取計(jì)算寬度為0.5m。 荷載：q強(qiáng) q剛=30kN/0.5m=15kN/m 計(jì)算模型：強(qiáng)度計(jì)算跨中彎矩： 彎曲應(yīng)力：剛度計(jì)算跨中撓度： 支座反力 (2) 10cm10cm方木計(jì)算荷載： 計(jì)算模型 強(qiáng)度計(jì)算跨中彎矩：彎曲應(yīng)力： 剪應(yīng)力： 剛度計(jì)算跨中撓度： 案例三1、工程概況 某I32a工字鋼橫梁，跨度為

17、4.5m，其上受間距0.7m的集中力作用，在不考慮其自重的情況下，集中力大小為： F強(qiáng)=10kN F剛=8kN 2、I32a工字鋼檢算 采用容許應(yīng)力法 （1）以均布荷載進(jìn)行計(jì)算 強(qiáng)度計(jì)算跨中彎矩：彎曲應(yīng)力：剪應(yīng)力：剛度計(jì)算跨中撓度： （1）以集中荷載進(jìn)行計(jì)算 當(dāng)x趨于0時(shí)，剪力最大；當(dāng)x=0.15時(shí)，跨中彎矩及撓度最大 經(jīng)midas計(jì)算結(jié)果如下： 彎曲應(yīng)力 max=53.1MPa=145MPa 剪應(yīng)力 max=14MPa=85MPa 撓度 fmax支架穩(wěn)定性8臨界應(yīng)力與柔度 將臨界壓力除以壓桿的橫截面面積A，就可以得到與臨界壓力對應(yīng)的應(yīng)力為 scr即為臨界應(yīng)力。 利用慣性半徑 i 和慣性矩 I 的關(guān)系：引入記號臨界應(yīng)力與柔度則壓桿的臨界應(yīng)力可表示為柔度（長細(xì)比）式中是一個(gè)沒有量綱的量，稱為柔度或長細(xì)比。它集中反應(yīng)了壓桿的長度 l、約束條件m 、截面尺寸和形狀 i 等因素對臨界應(yīng)力scr 的影響。臨界應(yīng)力與柔度支架穩(wěn)定性建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ 166-2008滿堂扣件式鋼管腳手架：在縱、橫方向，由不少于三排立桿并與水平桿、水平剪刀撐、豎向剪刀撐、扣件等構(gòu)成的腳手架。該架體頂部作業(yè)層施工荷載通過水平桿傳遞給立桿，頂部立桿呈偏心受壓狀態(tài)，簡稱滿堂