框架式临时支撑结构理论分析与试验研究

摘要

临时支撑结构是土木工程施工过程中重要的辅助设施，为施工作业的安全和顺利进行提供保障。随着施工技术的发展，支撑结构的种类与构造也在发生着变化。但对支撑结构的承载性能与计算方法的研究却远不能满足其设计与使用的需要。
　　 本文首先对主要的临时支撑结构进行了简要说明与分类，详细整理了国内外对临时支撑结构的相关理论及试验研究成果，并对涉及临时支撑结构的相关行业规范及省市规程进行了归纳总结。并在此基础上提出本文的研究内容与方法。
　　 本文对临时支撑结构构造进行了分类，并对不同构造参数对支撑结构承载性能的影响进行了理论分析，通过ANSYS有限元软件计算不同参数下结构的承载性能，并对结果进行分析，确定各构造参数对承载力的影响程度。
　　 通过对参数的分析研究，确定结构承载力的主要影响因素，并进行参数拟合，推导出承载力的计算公式。同时，对结构进行非线性分析，研究几何及材料非线性对支撑结构承载性能的影响。并将推导公式与现有的相关试验结果及支撑结构设计规范进行了对比论证。
　　 临时支撑结构的节点刚度是影响其承载性能的重要因素。为研究节点的力学性能，对三种支撑结构节点进行了试验测定，确定其节点刚度的取值，为计算临时支撑结构的承载力提供参考。同时，对支撑结构节点的卸载及滞回性能进行了相关的试验与分析。
　　 碗扣式临时支撑结构是应用较为广泛的支撑结构之一。本文对碗扣式临时支撑结构进行了整架试验。通过试验，测得支撑结构的极限承载力与失稳模态，并与理论分析进行了对比。同时，对立杆、水平杆及斜撑杆件的应力应变情况进行了测量，研究支撑结构在承载过程中传递荷载及杆件受力情况；对结构整体变形的测量，得到结构承载过程中杆件的位移及失稳的模态，研究结构的变形性能。