本文關(guān)鍵詞：工字鋼懸挑鋼管外腳手架受力機(jī)理和安全性分析研究

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【摘要】：工字鋼懸挑鋼管外腳手架是一種常用于高層建筑施工的外腳手架。相比傳統(tǒng)的落地式腳手架,工字鋼懸挑鋼管外腳手架具有良好的安全性、易安拆性、便于底層回填土施工等優(yōu)勢(shì)。工字鋼懸挑鋼管外腳手架受力的合理性直接關(guān)系著架體和操作層上施工人員的安全,所以研究其受力機(jī)理是一項(xiàng)事關(guān)安全的重要課題。另外國家現(xiàn)行規(guī)范給出的懸挑架設(shè)計(jì)方法是基于平面桁架受力機(jī)理,而實(shí)際架體是個(gè)非剛結(jié)的空間鋼架,與實(shí)際受力機(jī)理有所出入,同時(shí)不同直角扣件緊固力矩值和鋼絲繩卸載作用對(duì)于工字鋼懸挑鋼管外腳手架撓度變形有著重要的影響,也是工字鋼懸挑鋼管外腳手架與安全緊密聯(lián)系的課題之一。對(duì)受力機(jī)理和撓度變形兩方面通過試驗(yàn)和數(shù)值模擬等分析方法展開研究,主要研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:1、進(jìn)行直角扣件抗扭轉(zhuǎn)試驗(yàn),測(cè)定直角扣件彎矩與相對(duì)轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線,并給出彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線的三折線模型。針對(duì)工字鋼懸挑鋼管外腳手架考慮和不考慮鋼絲繩卸載作用的兩種形式,給出了基本假定、計(jì)算簡(jiǎn)圖和受力計(jì)算方法。2、根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范,對(duì)某工程工字鋼懸挑鋼管外腳手架方案的材料選用、搭設(shè)參數(shù)、整體穩(wěn)定性、各構(gòu)件強(qiáng)度、抗滑移承載力和撓度變形進(jìn)行了驗(yàn)算,最后證明該工字鋼懸挑鋼管外腳手架方案滿足規(guī)范安全性要求。3、運(yùn)用有限元軟件SAP2000建立不考慮鋼絲繩卸載作用的工字鋼懸挑鋼管外腳手架實(shí)體模型,對(duì)不同直角扣件緊固力矩值對(duì)懸挑架撓度變形的影響進(jìn)行分析,并根據(jù)得出的結(jié)論給出應(yīng)用該方案時(shí)最合理的直角扣件緊固力矩值。4、運(yùn)用有限元軟件SAP2000建立考慮鋼絲繩卸載作用的工字鋼懸挑鋼管外腳手架實(shí)體模型,對(duì)考慮鋼絲繩卸載作用時(shí)懸挑架撓度變形進(jìn)行分析,并根據(jù)得出的結(jié)論給出應(yīng)用該方案時(shí)鋼絲繩卸載作用能夠減小工字鋼懸挑梁撓度變形值和提升了架體的安全性。得出的研究成果可為減小工字鋼懸挑鋼管外腳手架的撓度,提升懸挑架的安全性設(shè)計(jì)和搭設(shè)提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：工字鋼懸挑鋼管外腳手架 受力機(jī)理 安全性 緊固力矩 撓度變形
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU731.2;TU311
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 工字鋼懸挑鋼管外腳手架14-18
• 1.2.1 工字鋼懸挑鋼管外腳手架的定義14
• 1.2.2 工字鋼懸挑鋼管外腳手架的分類14-17
• 1.2.3 工字鋼懸挑鋼管外腳手架的優(yōu)勢(shì)17-18
• 1.3 工字鋼懸挑鋼管外腳手架研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3.1 雙排扣件式鋼管腳手架研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.2 懸挑鋼管外腳手架研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3.3 研究中存在的問題22
• 1.4 腳手架事故及發(fā)生原因分析22-24
• 1.5 主要研究工作24-25
• 1.6 本章小結(jié)25-26
• 第2章 工字鋼懸挑鋼管外腳手架受力機(jī)理分析26-46
• 2.1 工字鋼懸挑鋼管外腳手架內(nèi)力傳遞規(guī)律26
• 2.2 直角扣件抗扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)26-29
• 2.2.1 抗扭轉(zhuǎn)室內(nèi)試驗(yàn)26-28
• 2.2.2 直角扣件節(jié)點(diǎn)M-θ 位移曲線和數(shù)學(xué)模型的建立28-29
• 2.3 工字鋼懸挑鋼管外腳手架受力計(jì)算方法29-45
• 2.3.1 力學(xué)模型及其基本假定29-30
• 2.3.2 工字鋼懸挑鋼管外腳手架計(jì)算簡(jiǎn)圖30-31
• 2.3.3 荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定31-36
• 2.3.4 荷載組合和荷載分項(xiàng)系數(shù)36-37
• 2.3.5 縱向、橫向水平桿等受彎構(gòu)件的強(qiáng)度、撓度計(jì)算37
• 2.3.6 扣件抗滑移承載力計(jì)算37-38
• 2.3.7 立桿的軸向力與穩(wěn)定性計(jì)算38-42
• 2.3.8 懸挑架允許搭設(shè)高度計(jì)算42
• 2.3.9 連墻件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和連接強(qiáng)度的計(jì)算42-43
• 2.3.10 鋼筋吊環(huán)的應(yīng)力計(jì)算43-44
• 2.3.11 工字鋼懸挑梁的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性和撓度計(jì)算44-45
• 2.3.12 工字鋼懸挑梁錨固段與樓板連接的計(jì)算45
• 2.3.13 工字鋼懸挑梁下建筑主體結(jié)構(gòu)的局部承載能力計(jì)算45
• 2.4 本章小結(jié)45-46
• 第3章 工字鋼懸挑鋼管外腳手架設(shè)計(jì)驗(yàn)算46-58
• 3.1 工程概況46
• 3.2 工字鋼懸挑鋼管外腳手架方案的選擇46
• 3.3 常規(guī)部位懸挑架受力計(jì)算46-55
• 3.3.1 設(shè)計(jì)驗(yàn)算依據(jù)規(guī)范46
• 3.3.2 計(jì)算參數(shù)46-47
• 3.3.3 搭設(shè)高度 18m縱向水平桿的計(jì)算47-48
• 3.3.4 搭設(shè)高度 18m橫向水平桿的計(jì)算48-50
• 3.3.5 直角扣件抗滑承載力的計(jì)算50
• 3.3.6 懸挑架荷載標(biāo)準(zhǔn)值50-51
• 3.3.7 立桿穩(wěn)定性計(jì)算51-52
• 3.3.8 連墻件的計(jì)算52-53
• 3.3.9 工字鋼懸挑梁的內(nèi)力、撓度變形和整體穩(wěn)定性計(jì)算53-55
• 3.3.10 懸挑梁錨固段與樓板連接處的計(jì)算55
• 3.4 轉(zhuǎn)角處懸挑梁受力計(jì)算55-57
• 3.4.1 縱向工字鋼次梁的計(jì)算55-56
• 3.4.2 懸挑工字鋼主梁的計(jì)算56-57
• 3.4.3 錨固段與樓板連接的計(jì)算57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第4章 工字鋼懸挑鋼管外腳手架有限元分析58-67
• 4.1 SAP2000有限元分析軟件介紹58
• 4.2 工字鋼懸挑鋼管外腳手架實(shí)體模型58-60
• 4.2.1 工字鋼懸挑鋼管外腳手架實(shí)體模型的簡(jiǎn)化處理58-59
• 4.2.2 不考慮鋼絲繩卸載作用的模型建立59-60
• 4.3 不考慮鋼絲繩卸載時(shí)懸挑架不同緊固力矩有限元模型分析結(jié)果60-62
• 4.4 考慮鋼絲繩卸載作用的有限元分析結(jié)果62-65
• 4.5 《規(guī)范》驗(yàn)算與有限元分析工字鋼懸挑梁撓度對(duì)比分析65-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第5章 結(jié)論與展望67-68
• 5.1 結(jié)論67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 致謝71-72
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間參與的科研工作72

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