临时结构设计计算指南

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1、临时结构设计计算指南（修改稿）主编：李小健审核：牛子民中铁北京工程局集团技术中心（设计分公司）2017 年 06 月目录第一章总则 . 4 1.1 编制目的 . 4 1.2 临时结构设计对设计技术人员的要求. 4 1.3 设计技术人员的培养思路和方法. 4 第二章与临时结构设计相关的规范、规程简述. 4 2.1 结构设计规范中与临时结构设计相关的主要内容说明. 5 2.2 建筑施工安全技术规范、规程的主要内容说明. 5 第三章基本设计知识简述 . 7 3.1 结构的计算简图及简化要点. 7 3.2 荷载与承载力. 8 3.2.1 荷载标准值与设计值的概念. . 8 3.2.2 材料性能标准值与

2、设计值的概念. 9 3.2.3 荷载组合的概念 . 9 3.2.4 规范中常用数据分析说明 . 10 3.3 与临时结构设计有关的荷载标准值计算及荷载组合. 11 3.3.1 荷载标准值 . . 11 3.3.2 荷载设计值 . . 13 3.3.3 荷载组合 . . 13 3.4 临时结构设计的其它规定. 14 第四章模板、满堂支架结构简要设计原理及例题讲解 . 14 4.1 适用范围及特点. 14 4.2 模板、支架设计的相关规定. 14 4.2.1 荷载与设计的相关规定 . 14 4.2.2 变形值的相关规定. 15 4.3 现浇砼模板、满堂支架设计计算原理. 16 4.3.1 模板、满

3、堂支架结构体系说明. . 16 4.3.2 模板及其附属杆件设计计算原理. 16 4.3.3 满堂支架体系设计计算原理及构造要求（以碗扣支架为例） . 20 4.3.4 支架整体抗倾覆稳定验算 . 21 4.3.5 地基基础验算 . 22 4.3.6 特殊情况地基基础设计 . 23 第五章梁柱式支架结构简要设计原理及例题讲解. 24 5.1 适用范围及特点. 24 5.2 梁柱式支架设计的有关规定. 24 5.3 荷载取值及组合. 25 5.4 梁柱式支架设计计算原理. 27 5.4.1 梁柱式支架结构计算规定 . 27 5.4.2 纵梁、横梁计算 . 27 1 5.4.3 钢管立柱计算 .

4、28 5.4.4 地基及基础结构计算. 28 5.4.5 梁柱式支架构造要求. 29 第六章钢管桩基础简要设计原理及例题讲解. 29 6.1 适用范围及特点. 29 6.2 钢管桩基础设计计算原理. 29 6.2.1 主要设计计算内容. 29 6.2.2 钢管桩单桩承载力计算 . 30 6.2.3 桩基竖向承载验算. 31 6.2.4 桩体结构的强度及稳定性计算. . 32 第七章地基处理简要设计原理及例题讲解. . 34 7.1 适用范围及特点. 34 7.2 换填垫层法地基处理设计原理. 35 7.2.1 有关规范规定 . 35 7.2.2 换填垫层法设计原理及要求. . 35 7.3 水

5、泥土搅拌桩复合地基设计原理. 38 7.3.1 有关规定 . . 38 7.3.2 水泥搅拌桩复合地基设计基本原理. 39 第八章深基坑开挖支护简要设计原理及例题讲解. 40 8.1 适用范围及主要支护类型. 41 8.2 深基坑支护设计计算原理. 41 8.2.1 设计计算主要内容. 41 8.2.2 支护结构设计要求. 41 8.2.3 水平荷载计算 . 46 8.2.4 稳定性验算 . . 48 8.2.5 内支撑及冠梁、腰梁结构设计要求. 53 第九章钢筋砼扩展基础简要设计原理及例题讲解. 54 9.1 适用范围 . 54 9.2 钢筋砼扩展基础设计计算原理. 54 9.2.1 扩展基

6、础结构设计计算的主要规定. 54 9.2.2 基底承载力验算 . 55 9.2.3 基础受冲切承载力验算 . 57 9.2.4 柱下独立基础受剪切承载力验算. 60 9.2.5 柱下独立基础受弯验算 . 61 9.2.6 基础顶面局部受压验算 . 63 第十章简易钢结构设计原理及例题讲解. . 63 10.1 适用范围 . 63 10.2 简易钢结构设计计算原理及要点. 64 10.2.1 主要计算要点及内容. 64 2 10.2.2 钢结构杆件计算长度确定 . 64 10.2.3 杆件长细比的计算. 68 10.2.4 受弯构件的计算 . 70 10.2.5 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计

7、算. 72 10.2.6 焊缝连接计算 . 77 10.2.7 螺栓连接计算 . 80 10.3 常用钢结构应用要点说明. 82 第十一章简易钢筋砼结构设计原理及例题讲解. 83 11.1 适用范围及特点. 83 11.2 钢筋砼结构设计计算原理. 83 11.2.1 设计计算依据及相关规定 . 83 11.2.2 正截面承载力计算. 84 11.2.3 斜截面承载力计算. 87 11.2.4 受冲切承载力计算. 88 11.2.5 局部受压承载力计算. 88 11.2.6 钢筋的锚固计算 . 88 11.2.7 预埋件及连接件 . 90 第十二章其他结构设计及计算. 92 12.1 钢丝绳选

8、用和计算的有关规定. . 92 12.2 塔式起重机地基基础设计 . 93 12.3 临时锚固设计计算. 94 12.3.1 临时锚固应用范围. 94 12.3.2 墩顶临时锚固设计计算原理. . 94 12.3.3 体外临时锚固设计计算原理. . 95 第十三章附则 . 98 3 第一章总则1.1 编制目的1）贯彻集团公司对技术管理的基本要求，履行技术中心的基本职责。2）落实技术中心 2017年技术管理实施方案的要求。3）为使集团公司所属项目临时结构设计做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，使项目临时工程的设计管理规范化、标准化。4）为子分公司和项目设计技术人员在临时结构设计方面提供依

9、据和思路，梯级培养设计技术人员。1.2 临时结构设计对设计技术人员的要求1）设计技术人员配置模式：项目1 人（侧重于设计计算的技术人员） ，具有简单临时工程设计计算能力；子分公司技术中心12人，掌握常用的设计规范和计算原理，具有一定的结构设计计算能力； 重大或复杂技术方案的临时结构设计集团公司技术中心参与研讨、审核、优化。2）设计技术人员属于有专业特长的技术人员，应从具备一定设计计算基础的技术人员中选拔和培养，其既要熟悉施工工艺、工序、施工方法等，又要掌握结构设计规范和安全技术规程中的相关设计计算原理。3）设计技术人员要能做到将技术方案等从经验方面的定性分析确定逐步转变为从施工设计角度准确的计

10、算， 达到设计规范中的安全系数的要求，通过计算对方案的确定提供有力的理论依据。1.3 设计技术人员的培养思路和方法1）参与现场施工技术管理，掌握技术方案的技术要点。2）参加集团公司等单位、部门组织的专项结构设计方面的培训。3）结合技术方案利用业余时间学习与临时结构设计有关的设计规范和安全技术规范。4）多进行简单的临时结构计算练习及应用，逐步熟练掌握设计知识。5）参加结构设计类注册考试，通过考试过程的学习逐步掌握设计理论及设计规范的知识。第二章与临时结构设计相关的规范、规程简述4 2.1 结构设计规范中与临时结构设计相关的主要内容说明1） 建筑结构荷载规范 ：荷载分类和荷载组合；永久荷载；吊车荷

11、载；雪荷载；风荷载等。2） 钢结构设计规范 ：基本设计规定（荷载计算、材料选用、设计指标） ；受弯构件计算；轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算；连接计算；构造要求等。3） 混凝土结构设计规范 ：材料指标；结构分析；承载能力极限状态计算（受弯、受压、受拉、受剪、受扭、受冲切、局部承压）；正常使用极限状态计算（裂缝、挠度）；构造规定；预应力砼结构构件等。4） 建筑地基与基础设计规范：岩土分类及特性指标；地基计算；软弱地基；基础、基坑工程等。5） 建筑地基处理技术规范：换填垫层；预压地基；压实地基和夯实地基；复合地基；注浆加固；微型桩加固等。6） 建筑基坑支护技术规程：支挡式结构；土钉墙；重力式水泥

12、土墙；基坑开挖与监测等。7） 建筑桩基技术规范 ：基本设计规定；桩基构造；桩基计算；桩基施工等。8） 公路桥涵设计通用规范：汽车荷载的计算图式、荷载等级及其标准值；冲击力、制动力等作用的计算等。9） 公路钢筋砼与预应力砼桥涵设计规范：板的计算、梁的计算；墩柱、承台、盖梁的计算；构造规定等。以上这些主要规范是临时结构设计的基本依据， 也是进行工程质量缺陷分析、确定其严重程度、制定处理方案方面的有力依据。2.2 建筑施工安全技术规范、规程的主要内容说明由结构设计规范衍生的与施工安全计算相关的规范、规程及所包含的主要内容列举如下：1） 建筑施工安全技术统一规范：建筑施工安全技术规划；安全技术分析（一

13、般规定、建筑施工临时结构安全技术分析）；安全技术控制；安全技术监测与预警及应急救援；安全技术管理等。2） 建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程：主要构件的材质及制作质量要求；荷载计算；结构设计计算；构造要求等。3） 建筑施工工具式脚手架安全技术规范：构配件性能；附着式升降脚手架；高处作业5 吊篮；外挂防护架等。4） 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范：构配件；荷载计算；设计计算；构造要求等。5） 建筑施工临时支撑结构技术规范：基本规定；结构设计计算（荷载与效应组合、水平杆设计计算、稳定性计算、支撑结构抗倾覆计算、地基承载力验算） ；构造要求（框架式支撑结构构造、桁架式支撑结构构造） ；特

14、殊支撑结构（悬挑支撑结构、跨空支撑结构）等。规范相关条款说明：*本规范适用于在建筑施工中用钢管脚手架搭设的建筑施工临时支撑结构的设计、施工与监测。*支撑结构分为框架式和桁架式。*支撑结构的承载力计算应采用荷载效应基本组合；变形计算应采用荷载效应标准组合。*框架式支撑结构应采用半刚性节点连接的框架计算模型；桁架式支撑结构应采用铰接节点连接的桁架计算模型。*支撑结构的设计应包括下列内容：水平杆设计计算 ;构件长细比验算 ;稳定性计算;抗倾覆验算;地基承载力验算。6） 建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范：构配件；荷载计算；设计计算；构造要求等。7） 建筑施工模板安全技术规程：材料选用；荷载及变形值的

15、规定；设计；模板构造与安装等。8） 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范：构配件；荷载计算；结构设计计算；构造要求等。9） 钢管满堂支架预压技术规程 ：支架基础预压；支架预压；预压监测等。10） 铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程：支架结构设计（支架结构分类及选型、荷载种类及组合、支架结构计算、支架构造要求）；支架施工（地基处理与基础施工、满堂式支架施工、梁柱式支架施工） ；支架检查验收；支架预压；梁体施工；落梁和横移梁等。规范相关条款说明：*本规程适用于采用支架法进行现浇施工的铁路混凝土简支梁、连续梁。*支架法现浇的专项施工方案应按相关规定审批后方可实施。有下列情况之一者，应由建设单位组织评审。

16、1.满堂支架高度大于 20m，梁柱式支架高度大于 25m。6 2.跨越既有铁路、高等级公路、交通繁忙的市政道路、重要航道等。3.支架位于水中或特殊地质上。*支架结构应根据受力情况分别计算其强度、刚度和稳定性，计算结果应满足下列要求：1.支架结构或构件的应力应满足有关规范要求。2.支架结构受弯构件的弹性挠度应满足下表规定。3.支架结构的抗倾覆稳定系数不得小于 1.5. 支架结构受弯构件的弹性挠度限值表构件类型挠度限值备注结构表面外露模板L/400 L 为模板跨度结构表面隐蔽模板L/250 L 为模板跨度支架受弯构件L/400 L 为构件跨度*支架结构设计应包括模板、支架、地基和基础；支架结构设计成果应包括支架总体结构和细部结构设计图、材料数量表、设计计算书和设计说明书等。*支架结构按结构形式可分为满堂式支架、梁柱式支架及其组合形式支架。*满堂式支架可分为碗扣式钢管支架、门式钢管支架等。铁路混凝土梁支架法现浇的满堂式支架应采用碗扣式钢管支架或门式钢管支架，不得采用扣件式钢管支架。*满堂式支架的高宽比不宜大于 2，当高宽比大于 2 时应采取相应构造措施。*支架预压荷载应符合设计要求；当设计无