扣件式高大模板支撑体系稳定性研究

论文摘要

随着模板支架的增高,支架的稳定性问题单靠传统的计算方法难以保证,目前国内外因此而导致模板系统坍塌工程事故也屡见不鲜,而且一旦事故发生将导致群死群伤的严重后果,给工程各方带来不可预见的经济损失。通过现场调研、试验研究和有限元分析,对扣件式高大模板支撑体系的稳定性进行研究,完成了以下主要工作:1、搜集了实际工程常用的搭设参数资料,如:立杆间距、步距、扫地杆高度、剪刀撑设置等,并分析了这些参数对模板整架承载力的影响;搜集了模板坍塌事故资料,分析了坍塌原因,总结出六个模板支撑体系失稳模式,提出了保证模板支撑体系稳定的对策措施。2、在搜集实际工程资料的基础上,制定了详细的试验方案,对模板支架进行试验研究。并在失稳模态、立杆轴力、横杆应力及剪刀撑应力四个方面对试验结果进行分析。通过试验分析得出了以下主要结论:（1）满足四周满布剪刀撑要求的模板支撑体系的失稳模式为瞬间失稳;（2）在每个立杆顶端施加同样大小的竖向荷载且支架基础不发生相对沉降的条件下,中间立杆的变形和轴力要比边缘立杆大;（3）加载过程中横杆和剪刀撑受力要比立杆小得多,但在结构失稳时,横杆和剪刀撑应力均发生突变,说明在失稳时,横杆和剪刀撑对结构稳定的贡献较大。3、依据试验模型建立了有限元模型,在失稳模态、立杆轴力、横杆应力及剪刀撑应力四个方面将计算和试验进行对比分析。通过对比分析得出了以下主要结论:（1）在不满足四周满布剪刀撑要求的条件下,支架的搭设缺陷对整架承载力的影响很大;（2）满足四周满布剪刀撑要求的模板支架的失稳模式为“S”型失稳,与实际模板支架坍塌事故的失稳模式相一致。失稳前立杆变形量很小,没有预兆,失稳在瞬间完成;（3）高大模板支撑体系的设计计算必须引入缺陷才能与实际情况相符合。通过试验与计算的对比可得:施加假想水平力的计算结果与试验结果更接近。所以在高大模板支撑体系设计计算时应施加假想水平力,来考虑P-△-δ效应对整架承载力的影响。4、在现场调研的基础上,通过有限元计算分析了各参数设置对模板支架承载力的影响程度,并运用AHP分析将其量化,计算出高大模板支撑体系影响因素权重,运用实例验证计算的合理性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 高大模板支撑体系研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 2 高大模板支撑体系的安全事故及分析
• 2.1 模板坍塌事故实例
• 2.2 典型案例分析
• 2.3 模板支架坍塌模式
• 2.4 常见事故的原因及其程度的描述方法
• 2.4.1 建筑事故等级区分
• 2.4.2 常见事故的原因
• 2.5 对策措施
• 2.5.1 建立健全工程项目质量、安全保证体系
• 2.5.2 提高施工方案的编制水平和深度
• 2.5.3 严格施工过程的管理，加强过程监控
• 2.6 本章小结
• 3 高大模板支撑体系的稳定理论
• 3.1 稳定问题的类型
• 3.1.1 失稳的概念
• 3.1.2 计算长度的概念
• 3.1.3 钢压杆失稳方式
• 3.1.4 小结
• 3.2 扣件式钢管模板支架的稳定计算方法
• 3.2.1 模板支架规范规定的方法
• 3.2.2 等代柱法
• 3.2.3 有侧移刚架法
• 3.3 用ANSYS软件进行模板支架的稳定性分析
• 3.4 本章小结
• 4 高大模板支撑体系承载能力研究
• 4.1 高大模板支撑体系试验研究的意义
• 4.2 高大模板支撑体系整架试验研究
• 4.2.1 试验方案
• 4.2.2 试验分析
• 4.2.3 主要试验结论
• 4.3 高大模板支撑体系极限承载力的理论分析与试验对比
• 4.3.1 结构屈曲分析原理
• 4.3.2 模板支架有限元模型
• 4.3.3 失稳模态对比分析
• 4.3.4 立杆轴力对比分析
• 4.3.5 横杆应力对比分析
• 4.3.6 剪刀撑应力对比分析
• 4.4 本章小结
• 5 基于不确定AHP确定高大模板支撑体系影响因素权重
• 5.1 AHP方法简介
• 5.2 高大模板支撑体系整体稳定影响因素分析
• 5.3 高大模板支撑体系影响因素权重分析基本原理
• 5.3.1 区间数判断矩阵及一致性逼近
• 5.3.2 权重向量计算
• 5.3.3 区间数判断矩阵权重计算步骤
• 5.4 算例
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 存在的问题及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研课题
• 发表论文
• 参与的科研课题