盤扣式鋼管承重支架具有較高的承載能力,裝拆方便,正常工作下能自鎖,且能滿足不同的實(shí)際工況需要,經(jīng)濟(jì)性良好,綜合效益高。但目前對(duì)該類型的承重支架研究尚少見(jiàn)報(bào)道,其極限承載力、穩(wěn)定性和破壞形態(tài)等還不明確,很顯然,這樣的研究明顯是不夠的,這會(huì)影響其在工程應(yīng)用的安全性和推廣。為此,本課題對(duì)盤扣式鋼管承重支架設(shè)計(jì)了7組不同實(shí)際工況的單跨兩步足尺試驗(yàn)研究,并通過(guò)有限元模擬和參數(shù)分析,更加進(jìn)一步了解架體在不同構(gòu)件參數(shù)的力學(xué)性能,具體的研究?jī)?nèi)容如下:(1)為了研究盤扣式鋼管承重支架的力學(xué)性能,對(duì)不同立桿鋼管直徑、不同豎向斜桿規(guī)格以及不同立桿間距的7組架體進(jìn)行室內(nèi)全比例真型試驗(yàn)研究,在立桿、水平桿以及豎向斜桿上布置測(cè)點(diǎn),了解這些桿件在加載時(shí)的受力。試驗(yàn)結(jié)果可得,架體1、2、5、6、7發(fā)生第二步單根立桿屈曲失穩(wěn)喪失承載能力,架體3、4發(fā)生架體扭曲失穩(wěn)喪失承載能力,且失穩(wěn)時(shí)的側(cè)向大位移都集中在第二步立桿上;大應(yīng)變都出現(xiàn)在立桿上,而豎向斜桿和水平桿上的應(yīng)變較小,說(shuō)明立桿是架體的主要受力桿件;架體1相對(duì)于架體7的極限承載力提高102%,說(shuō)明豎向斜桿對(duì)盤扣式鋼管承重支架起著非常重要的作用,關(guān)系著立桿能不能充分發(fā)揮鋼材的材料強(qiáng)度,對(duì)極限承載力影響非常大。(2)采用有限元ABAQUS軟件分別建立7組不同工況的模型,模擬其屈曲模態(tài),并引入桿長(zhǎng)L/500的初始缺陷,模擬其極限荷載、失穩(wěn)模式、荷載-位移曲線。模擬得出的極限荷載與試驗(yàn)結(jié)果差值均在15%以內(nèi);失穩(wěn)模態(tài)均與試驗(yàn)結(jié)果相符合;荷載-位移曲線與試驗(yàn)較為吻合,說(shuō)明有限元模型較為準(zhǔn)確。(3)在模型正確的基礎(chǔ)上進(jìn)行大量的參數(shù)分析,研究架體的初始缺陷、立桿鋼管直徑、立桿鋼管壁厚、立桿間距、水平桿的步距、架體的豎向斜桿搭設(shè)形式以及架體的高度等影響因素的規(guī)律。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元模擬分析,得出盤扣式鋼管承重支架的實(shí)用性結(jié)論以及考慮初始缺陷的立桿穩(wěn)定性計(jì)算長(zhǎng)度修正系數(shù)和支架搭設(shè)高度的修正系數(shù),為盤扣式鋼管承重支架的工程實(shí)踐、推廣應(yīng)用以及有關(guān)規(guī)程的修訂提供有價(jià)值的參考。
【學(xué)位單位】：福建工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU731.2
【部分圖文】：

故都和模板支架體系失穩(wěn)坍塌有關(guān)，模板支架體系坍塌大人員傷亡[2]。所以，如果模板支架發(fā)生了垮塌，將容著人們生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)的穩(wěn)定。架的工程事故土木工程現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工中重要的臨時(shí)設(shè)施，是現(xiàn)結(jié)構(gòu)，既要保證現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量與施工安全，，由于模板支架在工程中屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，其本身的穩(wěn)定別是承載能力穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，造成因穩(wěn)定傷亡事故屢見(jiàn)報(bào)端[3~5]。下面給出近幾年的幾起事故。 8 月 31 日，山東省德州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)龍溪香岸住宅小區(qū)撐坍塌事故，造成 6 人死亡、2 人受傷。 3 月 27 日，湖北麻城市五腦山水上游樂(lè)項(xiàng)目綜合樓穹頂9 人死亡，6 人受傷，其模板支架坍塌現(xiàn)場(chǎng)圖見(jiàn) 1-1 所示

圖 1-2 浙江嘉興廣穹路和嘉杭路交叉口工程模板支架倒塌 08 月 22 日，四川省閬中市宏云江山國(guó)際商住樓工程發(fā)成 6 人死亡，4 人受傷。 03 月 26 日 3，南寧市江南區(qū)沙井下津路一處在建廠房故。事故已導(dǎo)致 3 人死亡，10 人受傷。板支架體系倒塌事故的原因，有理論計(jì)算和方法的問(wèn)題，因?yàn)槿藗儾](méi)有重視，也沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的研究，驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)搭設(shè)，導(dǎo)致架體的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性不滿足意識(shí)淡薄，責(zé)任心差的問(wèn)題，不嚴(yán)格按照施工方案施工范；也有施工管理不到位的問(wèn)題，使用未經(jīng)檢驗(yàn)或者檢驗(yàn)成后未經(jīng)監(jiān)理檢查就進(jìn)行下一道工序的施工。板支架的不足地中土木工程施工復(fù)雜多變性的需要，模板支架體系的

圖 1-3 扣件式鋼管支架門式鋼管支架是美國(guó) Beatty 公司首創(chuàng)，于 20 世紀(jì) 60 年代初引入日本，我國(guó)于上世紀(jì) 80 年代初引進(jìn)，后被建設(shè)部作為新型腳手架的主要形式加以推廣，現(xiàn)已在我國(guó)建筑、橋梁及地鐵施工領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用[8-11]。具有安裝、拆卸靈活，倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸方便，重復(fù)利用率高，承載性能好，使用安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上廣受歡迎[12]。但是由于門式鋼管支架安裝精度低，適應(yīng)實(shí)際工程情況不強(qiáng)；同時(shí)門式架的鋼管經(jīng)過(guò)反復(fù)使用易產(chǎn)生彎曲變形，加上材料本身的加工初始缺陷，使得門式支撐體系的缺陷高于普通鋼結(jié)構(gòu)[13]。門式鋼管承重支架見(jiàn)圖 1-4 所示。

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本文編號(hào)：2813889