扣件式高大模板支架的节点半刚性和整体承载力研究

论文摘要

随着城市化进程的加快,扣件式高大模板支架在现浇混凝土结构施工中的应用越来越广泛,而扣件式高大模板支架体系是我国目前使用量最大、应用最普遍的一种模板支撑形式。由于对于此类结构设计计算和实际搭设过程中存在着许多不确定、不安全的因素,导致了扣件式高大模板支架体系倒塌事故频频发生,严重影响了施工安全和建筑物的使用性能。扣件式高大模板支架是常用的模板支撑系统,其稳定承载能力是一项迫切需要研究的课题。因此,本文主要研究扣件式高大模板支架的节点半刚性和整体承载能力。本文研究的主要内容和结论如下:1、对国内外现有扣件式高大模板支架体系进行调研,在实验室分别进行了直角扣件扭转刚度,单榀框架侧向刚度,整架模型破坏试验,得到直角扣件不同螺栓拧紧力矩下的初始扭转刚度值、单榀横向刚度修正系数和扣件式高大模板支架单杆极限承载力值。2、结合理论分析,对试验数据进行归纳分析,得到直角扣件螺栓拧紧力矩与直角扣件初始扭转刚度关系,并建立了高大模板框架柱半刚接计算长度系数与直角扣件螺栓拧紧力矩T关系公式。在此基础上应用有限元计算软件SAP 2000,用节点半刚性模拟试验模型,并在模型节点上加载大小不同的虚拟水平荷载,发现在节点加载极限荷载值的0.1%的虚拟水平荷载(刚度弱的方向)时,有限元模型单杆极限承载力计算值和整架试验值相符合。3、在西安高新区进行扣件式高大模板支架体系现场测试,通过数据分析和有限元计算分析,验证了以上成果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 扣件式高大模板支架研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 扣件式高大模板支架的研究意义和应用
• 1.4 本文的主要工作
• 2 直角扣件节点半刚性
• 2.1 直角扣件半刚性节点试验
• 2.2 用 MATLAB 分析处理直角扣件节点试验数据
• 2.3 框架柱半刚接计算长度系数与直角扣件螺栓拧紧力矩关系公式
• 3 直角扣件单榀试验
• 3.1 扣件式高大模板支架单榀试验方案
• 3.2 修正系数的确定方法
• 3.3 修正系数的确定
• 4 扣件式高大模板支架支撑系统试验研究
• 4.1 扣件式高大模板支架室内试验
• 4.1.1 试验的目的
• 4.1.2 上部结构施加荷载装置
• 4.2 扣件式高大模板支架试验模型有限元预分析
• 4.2.1 半刚性模型基本假定
• 4.2.2 用 SAP2000 计算结构单杆屈曲承载力
• 4.3 扣件式高大模板支架室内试验过程
• 4.3.1 方案1:试验过程
• 4.3.2 方案2:试验过程
• 4.3.3 方案3-1:试验过程
• 4.3.4 方案3-2:试验过程
• 4.3.5 方案4:试验过程
• 4.3.6 方案5:试验过程
• 4.3.7 各方案试验过程分析
• 4.4 扣件式高大模板支架试验数据
• 4.4.1 立杆轴力
• 4.4.2 立杆轴力分析
• 4.5 本章小结
• 5 扣件式高大模板支架系统结构试验模型计算
• 5.1 试验承载力值与理论计算值的对比
• 5.2 基于 SAP2000 节点的半刚性对极限承载力的影响分析
• 5.3 基于 SAP2000 节点的半刚性对各方案的极限承载力的影响分析
• 5.4 本章小结
• 6 现场测试对比
• 6.1 扣件式高大模板支架测试设计
• 6.1.1 测试目的
• 6.1.2 测试仪器
• 6.1.3 测试工程介绍
• 6.1.4 测试方案
• 6.1.5 测试内容
• 6.1.6 测试时间
• 6.2 现场测试立杆的应力
• 6.2.1 四层楼板混凝土浇注过程中立杆的应力变化
• 6.2.2 五层楼板混凝土浇注过程中立杆的应力变化
• 6.2.3 整个测试过程中立杆的应力变化
• 6.2.4 立杆轴力分析
• 6.3 有限元对现场模型计算分析
• 6.3.1 模型基本假设
• 6.3.2 模型基本参数
• 6.3.3 模型屈曲分析结果
• 6.3.4 模型设计值复核
• 6.4 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参与的科研项目