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扣件式钢管模板支撑体系整体受力性能分析

杨宏伟  
【摘要】: 扣件式钢管模板支撑体系由于构造简单、通用性强、使用成本相对较低等原因得到广泛应用,但与此相关的是现场施工中时常出现该支撑体系失稳的现象,从而导致模板坍塌事故频发,并已成为当前建筑施工中极易引发群体伤亡的重大危险源之一。如何提高该体系的安全可靠性,是建筑行业的一个新课题。本文以前人对扣件式钢管模板支撑体系的研究为基础,采用有限元分析软件ANSYS 10.0对扣件节点的受力性能进行模拟,并在此模拟的基础上对模板支撑体系的承载能力进行了系统的分析,将有限元分析与理论分析进行比较研究,得出了许多有用的结论。具体工作如下: 1.分析了典型脚手架及模板支撑体系倒塌事故,总结出引起脚手架及模板支撑体系结构失效的主要原因以及现存的主要问题。 2.探讨了现行中华人民共和国行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的缺陷和不足,提出了改进方案。 3.对模板支撑体系的计算模型和计算方法进行了对比分析,分析了各自的优点和不足,推荐了采用多弹性支座的多节间连续压杆计算法,其优点是可以充分考虑扣件连接强度以及水平杆的线刚度对立杆的有利影响,非常接近实际的受力状态。 4.深入地分析了扣件节点的工作性能,得出扣件节点半刚性连接的特性,并在前人试验研究的基础上,利用M-θ关系曲线M=nln(1+R_(ki)θ/n),采用有限元分析软件ANSYS 10.0模拟扣件节点的半刚性连接,建立有限元分析模型,对模板支撑体系进行屈曲分析。 5.利用扣件拧紧力矩T=40N.m时的半刚性模型,对模板支撑体系进行综合受力分析,探讨了材料初始缺陷、构造条件、剪刀撑和水平加强层以及水平荷载对模板支撑体系承载能力的影响。


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