施工期间钢筋混凝土结构多层模板支撑设计研究

摘要

随着建筑工程技术的不断发展，工程进度不断加快，多层模板支撑体系的应用成为必然。但是由于该系统配置不合理、拆除不当，混凝土早期养护不好等原因，造成支撑倒塌事故、施工阶段楼板开裂现象屡有发生，影响了施工安全和建筑物的使用性能。解决这些问题的最关键，在于对施工期多层模板支撑体系荷载传递分析的研究，以确定施工期混凝土结构及支撑系统的受力机理，从而制定更加精确的支撑体系设计模式。 针对施工期间钢筋混凝土结构及支撑体系的研究，各国学者提出各种分析模型，但受施工活荷载统计、早龄期混凝土性能等的研究还不够成熟的制约。很多分析模型是建立在各种理想的假设前提下，研究成果与实际尚有差距，未完成相应规范和完善的理论。 现行规范对支撑体系的验算也只是考虑到支撵架中单层单杆稳定，未能深入到支撑体系与主体框架结构相互作用、共同工作的机理。 本文在分析总结国内外研究成果的基础上，阐述了钢筋混凝土及多层模板支撑体系的受力机理。提出应该考虑的施工期结构荷载取值及影响施工期间结构安全的各种因素。重点提出了钢筋混凝土作为不均质的非弹性材料对施工期结构荷载在多层模板支撑体系中传递及分配的影响方式。并在此基础上，结合已有的分布叠加法，进一步建立了施工期间荷载在钢筋混凝土结构及多层模板支撑体系中传递及分配计算模型。改进了在以往研究中为方便计算，单纯假设钢筋混凝土构件为完全弹性体而造成的与实际存在差异。 本文还利用该模型研究了多层模板支撑体系中模板支撑轴力的变化、钢筋混凝土现浇楼板内力的分布以及模板支撑架与钢筋混凝土主体结构之间相互作用的关系，明确了如何保证结构安全情况下确定支撑体系拆除时间及架设方式。 最后，在明确施工期间荷载传递及分配机理的情况下。提出了多层模板支撑设计实用设计模型，该模型考虑主体结构构件的抗裂性能以及支撑体系的稳定性。并提出必须在施工期间全程各阶段均应利用该模型进行计算和设计。以保证施工期间全程的质量和安全。改进了以往研究中仅旨在以找出施工期间钢筋混凝土结构所承受的最大荷载为标准进行模板支撑体系设计和安全验算。从而忽略了结构并非仅仅在承受最大荷载时才是最危险的。结构的危险与否是依据结构的时变抗力和时变荷载效应比值大小。 本文还将提出的施工期间荷载在钢筋混凝土结构及多层模板支撑体系中传递及分配计算模型用于以往实际工程分析，通过与前人实测数据和理论计算值进行比较，验证了其准确性和适用性。 本次研究旨在为控制模板支撑体系安全提供科学依据，为建筑工程的安全施工提供有利的借鉴。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章问题的提出

1.1多层模板支撑体系工程背景

1.2现存的主要问题

1.3施工期间荷载传递研究综述

1.4本文的研究的目的和意义

1.4.1国内外研究存在的局限性

1.4.2本文的创新之处

1.5本文的研究方案

1.5.1研究方法和手段

1.5.2研究内容

第二章施工期多层结构支撑体系承载力的影响因素分析

2.1设计因素

2.2施工因素

第三章多层模板支撑体系理论分析

3.1多层模板支撑体系分析原理及承载机理

3.1.1多层模板支撑体系分析原理

3.1.2多层模板支撑体系承载机理

3.2现有施工期钢筋混凝土结构荷载传递分析方法

第四章施工期多层模板支撑体系荷载分配设计模型

4.1时变结构荷载取值

4.1.1施工恒荷载的取值

4.1.2施工活荷载调查与统计

4.1.3施工荷载系数

4.1.4本文的荷载取值设计

4.2钢筋混凝土结构刚度取值

4.2.1钢筋混凝土结构的时变刚度

4.2.2钢筋混凝土结构时变刚度在模型中的影响

4.2.3结构构件时变刚度计算

4.3建立施工期荷载传递分配计算模型

4.3.1计算模型假设条件

4.3.2简化模型设计

4.3.3荷载传递计算过程

4.3.4分析模型中的参数取值

第五章多层模板支撑设计模式

5.1现行规范关于模板支撑系统的设计方法

5.2多层模板支撑体系的设计模式

第六章实例计算结果比较、分析及结论

6.1利用本文模型计算算例

6.2本文方法计算结果与实测结果的对比分析及结论

第七章总结与展望

7.1主要结论

7.2存在的问题与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文