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《重庆大学》 2017年
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多层模板支撑体系施工期时空特性及荷载传递计算模型研究

叶芃  
【摘要】:建筑施工过程中,模板支撑体系布置不当或者过早拆除都容易造成支撑架倒塌、楼板开裂等事故。其原因在于现浇混凝土结构与多层模板支撑体系组成一种受力复杂多变的时变结构,而人们对于时变结构中支撑体系的时空特性尚缺乏了解,规范中也仅对单层单杆进行支撑架稳定性验算。同时,模板工程作为建造过程中投资占到主体施工费用投资近三分之一的分项工程,如何在保证结构施工期安全基础上,提高模板支撑体系的使用效率,也是施工方急需解决的问题。因此,进行模板支撑体系时空特性和荷载传递模型的研究对保证施工期结构安全性具有十分重要的意义。本文首先利用室内试验的数据,将两种支撑体系力学分析简化模型(GK模型和DC模型)引入梁下支撑受力研究。随后对重庆来福士广场施工期多层模板支撑体系受力进行实测试验,并结合数值模拟和DC计算模型对框筒结构施工期不同区域支撑受力时变性进行细致研究。主要研究成果如下:(1)根据实验室试验数据,采用GK改进模型和DC模型计算支撑荷载,均会高估立杆所传递的荷载,低估梁所承担的荷载。但DC模型计算结果误差更小,误差百分比基本在20%以内;底层支撑拆除后,该模型计算结果与试验值吻合性得到进一步提高,误差百分比基本上在15%以内。建议采用DC模型研究梁下支撑体系荷载传递规律。(2)通过对框筒结构施工期多层模板支撑体系实测研究,得到研究结果:1)从本层浇筑阶段至测试结束,立杆支撑内力值一般出现三个峰值以及两个下凹段。2)浇筑阶段,本层支撑(靠近剪力墙处)承担荷载占总荷载量的73.9%~84.5%,本层支撑(楼板中心处)承担荷载占总荷载量的85.3%~90.8%,本层支撑(靠近外框梁处)承担荷载占总荷载量的78.6%~86.7%;下层支撑(靠近剪力墙处)承担荷载占总荷载量的9.2%~15.6%,下层支撑(楼板中心处)承担荷载占总荷载量的24.4%~31.2%,下层支撑(靠近外框梁处)承担荷载占总荷载量的18.9%~21.7%。3)水平杆对立杆支撑具有约束作用。(3)通过有限元模拟研究,得到研究结果:1)采用有限元分析施工期框筒结构中多层模板支撑体系时空特性是可行的。2)随混凝土龄期增长,整个结构荷载传递途径发生改变,从浇筑阶段大部分荷载通过支撑立杆向下部结构传递变成逐渐形成传统力学的荷载传递方式。3)施工周期为7天左右的框筒结构各施工阶段不同区域立杆轴力变化值以及对应荷载传递规律。4)拆除阶段的荷载传递规律相比浇筑阶段更受到每层结构布置的影响(包括竖向结构)。(4)采用DC模型计算实测工程的浇筑阶段和拆除阶段,结果表明:1)采用DC计算模型对框筒结构楼板中部和梁跨中下方立杆受力时变性进行计算是可行的,并具有一定精确度。2)DC计算模型对于楼板下方立杆荷载传递规律计算结果与数值模拟值的吻合性好于梁下立杆。3)提出两种DC改进模型。采用改进模型计算,得到梁跨中下方立杆轴力计算值与有限元模拟结果的偏差百分比减少29%~33%。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU755.2

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