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《西安工业大学》 2016年
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高层建筑悬挑脚手架现场试验及数值模拟研究

蔡斌  
【摘要】:建筑业的蓬勃发展催生了悬挑结构及异型结构呈现的井喷式发展,悬挑脚手架因其节省材料、搭设简便、具有良好的经济效益等方面的技术优势,逐渐成为我国建筑施工中的主要架体搭设形式。然而,目前对悬挑脚手架体系的研究并不完善,导致工人在设计施工时缺乏理论依据,且绝大多数的工人对该体系存在认识上的偏差,在施工设计时采取半经验半概率的方式,存在较大的安全隐患,进而频频发生脚手架事故。随着施工现场安全要求的提高,对杆件受力特性的试验研究、优化悬挑脚手架搭设方式对保障施工安全具有重要的现实意义。本文以悬挑脚手架结构为研究对象,以西安市“宝德·云谷国际”项目为背景,结合文献归纳总结、理论计算、现场调研、现场监测试验、有限元模拟分析,较为全面的对悬挑脚手架的工作性能进行了研究。主要研究内容及成果如下:1)整理了近年来我国发生的重大脚手架事故并通过文献查阅,对事故发生的主要原因进行了分析和总结,发现事故原因主要是不规范的脚手架的搭设、钢管构件的质量问题和现场施工安全管理问题。2)以“宝德·云谷国际”项目中悬挑脚手架搭设方案为例,运用规范中脚手架的计算方法,进行了悬挑脚手架搭设方案的理论分析计算,计算结果表明架体搭设方案满足规范要求。3)对西安市3个在建工地的钢管构件外径、管壁厚度和弯曲偏差进行了实测,对实测数据进行了统计分析,发现其分布规律符合正态分布,根据分析结果对规范规定的误差范围进行了优化,将(-R,R)细致划分为8个区域,进一步控制误差范围。4)通过现场监测试验,得出悬挑脚手架主要杆件的受力特性和规律,将试验结果和理论分析计算结果进行了对比,探讨了规范中杆件的计算,提出了更加符合实际情况的计算方法。同时提出考虑初始缺陷的立杆稳定性计算公式,并通过试验值和计算值对初始缺陷系数λ进行了确定。5)针对试验监测数据反映的结果,进行了剪刀撑布置方式的数值模拟,得出了剪刀撑的合理布置方式。本文基于“宝德·云谷国际”项目悬挑脚手架的搭设,理论联系实际。研究结果表明:根据理论要求搭设的架体在实际施工过程中存在一定差异,主要受力杆件的应力变化基本符合规范要求,剪刀撑的布置需要完善,具有重要的工程参考价值。
【学位授予单位】:西安工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU974;TU731.2

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