扣件式高大模板支架初始缺陷計(jì)算方法研究.pdf

1、扣件式鋼管是目前我國(guó)建筑業(yè)大跨度、高空間模板施工中通用的支架結(jié)構(gòu),雖然針對(duì)扣件節(jié)點(diǎn)剛度、搭設(shè)參數(shù)對(duì)架體極限承載力的影響進(jìn)行了深入研究,但近年仍發(fā)生了大量的模板坍塌事故,表明當(dāng)前的研究還不能滿足實(shí)際工程的需要。本文選取模板支撐架體初始缺陷對(duì)架體承載能力的影響為研究對(duì)象,對(duì)架體中存在的各種缺陷進(jìn)行詳細(xì)分類,采用有限元模擬計(jì)算手段分析各種初始缺陷對(duì)架體極限承載力的影響程度,并對(duì)現(xiàn)有的三種初始幾何缺陷計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比分析,最后利用ANSYS和M

2、ATLAB GUI功能編制初始幾何缺陷的計(jì)算軟件,為施工現(xiàn)場(chǎng)考慮初始缺陷對(duì)扣件式鋼管支架結(jié)構(gòu)的影響提供技術(shù)手段。
　　論文的主要研究?jī)?nèi)容和研究結(jié)論包括:
　?、賹⒖奂侥０逯误w系中存在的初始缺陷按力學(xué)缺陷、材料缺陷、搭設(shè)參數(shù)偏差和初始幾何缺陷進(jìn)行分類。建立了典型模板支撐架體有限元模型,通過ANSYS分析的結(jié)果表明,力學(xué)缺陷中半剛性節(jié)點(diǎn)由鉸接變化為完全剛性連接時(shí),架體極限承載力值提高了約5.68倍;材料缺陷中鋼管壁厚由3.9

3、6mm降低至3.24mm時(shí),架體極限承載力值降低6.66％左右;初始幾何缺陷值由5mm增加至20mm時(shí),架體極限承載力值將降低15.32％;因此,架體的極限承載力值對(duì)力學(xué)缺陷、材料缺陷和幾何初始缺陷均較為敏感。
　?、谝蚩奂焦?jié)點(diǎn)半剛性力學(xué)性能及其在整體架體中的作用已進(jìn)行了較為深入的理論和試驗(yàn)研究,故采用在有限元模型中直接納入半剛性節(jié)點(diǎn)的方法來考慮實(shí)際模板架體的力學(xué)缺陷,并給出了相應(yīng)的有限元建模方法和參數(shù)取值。
　　③通過材

4、料缺陷和幾何參數(shù)偏差對(duì)架體極限承載力值的概率分析表明,在鋼管壁厚、外半徑等材料缺陷以及立桿步距等搭設(shè)參數(shù)偏差中,鋼管壁厚的影響最為顯著,所以采用對(duì)規(guī)范中承載力驗(yàn)算公式加入修正參數(shù)的方式考慮其不利影響,修正參數(shù)的取值按施工現(xiàn)場(chǎng)壁厚的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定;
　?、茚槍?duì)直接缺陷分析法、一致缺陷(特征)模態(tài)法和假想水平力法這三種初始幾何缺陷計(jì)算方法,對(duì)比其在不同因素(節(jié)點(diǎn)半剛性值、立桿步距等)作用下模板支撐體系極限承載能力的差別及變化規(guī)律,幷以規(guī)