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扣件式钢管高大模板支撑架稳定性研究

作　者: 魏銮新
导　师: 曾志兴
学　校: 华侨大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 高支模体系屈曲承载力构造因素现场实测
分类号: TU755.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

扣件式钢管脚手架和模板支撑架因其装拆方便、通用性强、承载力大、整体刚度好等优点而被广泛使用,占脚手架使用总量的70%左右。但现场施工中该支撑体系失稳导致模板坍塌事故频发,已成为施工中易引发群体伤亡的重大危险源之一,提高该体系的安全可靠性成为建筑行业的一个重要课题。本文首先列举了近年来发生的重大脚手架和模板支撑架安全事故,分析了事故原因和预防措施,以现场调研为基础,总结了模板支架在设计和搭设过程中常忽视的一些问题和有安全隐患的地方。总结了目前的扣件式模板支架计算模型、荷载与荷载组合、现场实测以及足尺试验研究的研究成果,为后面的研究提供思路和方法。借助SAP2000建立模型,分析高大模板支撑体系的竖向剪刀撑、水平剪刀撑、扫地杆搭设、扫地杆高度、钢管壁厚、节点半刚性、及搭设高度等构造因素在体系几何尺寸不变的情况下对其屈曲承载力的影响。发现:竖向剪刀撑单向设置时,其设置方法对架体承载力影响很小,竖向剪刀撑双向设置时,其设置方法对架体承载力影响很大;架体承载力钢管壁厚的影响较大;架体高度的增加、扫地杆高度的增加以及扣件拧紧力矩的减小都是降低架体承载力的因素,双向设置扫地杆对架体稳定有重要作用。借助SAP2000,对架体在承受一定水平荷载作用下的位移和内力进行了分析,考虑设置剪刀撑和不设置剪刀撑两种搭设情况以及6种节点拧紧力矩,总结了剪刀撑设置与否和节点刚度的不同对节点和杆件的内力和位移的影响。根据分析计算结果,提出高支模体系设计和施工中应注意的问题和建议。对某非标准模板支架进行了现场检测,分析施工中横杆、立杆的应力变化,发现施工中横杆和立杆经历了复杂的应力变化,在不设置剪刀撑时局部杆件承受较大弯矩,在设计支架时应重视剪刀撑设置。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-21
  1.1 扣件式钢管高大模板支撑架的发展  9-10
  1.2 模板支撑架的研究现状  10-19
    1.2.1 计算模型  10-12
    1.2.2 荷载及荷载组合  12-13
    1.2.3 现场实测  13-14
    1.2.4 试验研究  14-19
  1.3 本文主要内容  19-21
第2章模板支撑架调查分析  21-30
  2.1 模板支撑架事故分析  21-24
  2.2 模板支撑架调查分析  24-30
    2.2.1 材料  24-25
    2.2.2 设计  25-26
    2.2.3 搭设  26-28
    2.2.4 施工工艺  28
    2.2.5 人员与监管  28-30
第3章模板支撑架的模拟分析  30-63
  3.1 半刚性连接数值模型  30-32
  3.2 半刚性模板支撑架结构单元刚度的推导  32-36
  3.3 模板支撑架模拟分析的基本假定  36-37
  3.4 无剪刀撑模板支架的屈曲模态  37-39
  3.5 构造因素对模板支撑架承载力的影响  39-47
    3.5.1 竖向剪刀撑的影响  39-40
    3.5.2 水平剪刀撑的影响  40-41
    3.5.3 高度的影响  41-42
    3.5.4 钢管壁厚的影响  42-43
    3.5.5 节点半刚性的影响  43-44
    3.5.6 扫地杆布置方式的影响  44-45
    3.5.7 扫地杆高度的影响  45-47
  3.6 模板支撑架在水平荷载作用下的应力分析  47-54
  3.7 模板支撑架在水平荷载作用下的位移和内力分析  54-63
    3.7.1 节点位移分析  57-58
    3.7.2 节点转角分析  58-60
    3.7.3 杆件扭矩、弯矩和节点弯矩分析  60-63
第4章非规范搭设模板支撑架的现场实测与分析  63-71
  4.1 工程概况及测点布置  63-65
  4.2 横杆受力特点  65-68
  4.3 立杆受力特点  68-70
  4.4 小结  70-71
第5章结语与展望  71-73
  5.1 结语  71-72
  5.2 展望  72-73
参考文献  73-76
攻读硕士学位期间论文发表及参与课题情况  76-77
致谢  77

扣件式钢管高大模板支撑架稳定性研究

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