扣件式钢管模板支撑架结构力学性能研究

摘要

扣件式钢管脚手架和模板支撑架具有装拆方便、通用性强、承载力大、整体刚度好等优点,已成为当前我国使用量最多,应用最普遍的一种脚手架,占脚手架使用总量的70﹪左右.近年来,发生了许多重大的脚手架和模板支撑架的安全事故,据统计,基于脚手架事故占建筑事故的25﹪以上,给人们生命、财产造成了重大的威胁.因此,对扣件式钢管脚手架和模板支撑架进行研究具有重要的理论意义和现实的工程意义. 本文首先回顾了脚手架在我国的发展过程以及今后的发展动向,重点介绍了扣件式钢管脚手架的组成；接着,列举了近年来发生的重大的脚手架和模板支撑架的安全事故,分析了这些事故发生的原因和预防措施；然后总结了国内外对脚手架和模板支撑架方面的研究成果,为后面的研究提供思路和方法. 对扣件连接特性的不同看法形成了脚手架和模板支撑架的不同计算理论,主要分为三种:铰接、刚接和半刚性计算法.本文介绍了扣件式模板支撑架的扣件连接特性、主要的半刚性连接M-θ模型. 对扣件式模板支撑架的主要构件:立杆、横向横杆和纵向横杆建立单元刚度矩阵；利用大型通用有限元软件ANSYS对其建模、进行受力分析,得到不同支撑条件和不同约束条件下的模板支架最大水平偏移量和扣件节点最大弯矩和剪力值.对所得到的结果进行分析,得出了一些有益的结论,这些结论对于认识模板支架的工作性能以及指导工程实际有一定的参考价值.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究扣件式钢管脚手架和模板支撑架的重要性

1.2本论文的研究内容和主要工作

1.3本论文的章节安排

第二章扣件式钢管脚手架与模板支撑架

2.1脚手架在我国的发展过程

2.2脚手架发展动向

2.2.1框式脚手架

2.2.2承插式脚手架

2.2.3附着式升降脚手架

2.3扣件式钢管脚手架

2.3.1基本构造

2.3.2主要杆件

2.4脚手架事故及其原因分析

2.4.1典型事故

2.4.2事故原因

2.4.3预防措施

2.5本章小结

第三章研究现状

3.1国内的研究现状

3.1.1试验方面

3.1.2计算理论方面

3.1.3程序开发方面

3.1.4可靠度方面

3.2国外及我国港台地区研究现状

3.3本章小结

第四章扣件节点的模拟

4.1模板支撑架的主要计算方法

4.1.1铰接计算法

4.1.2刚接计算法

4.1.3半刚性节点方法

4.2扣件连接的半刚性特性模拟

4.2.1扣件连接的特性

4.2.2扣件连接特性的模拟

4.3本章小结

第五章模板支撑架受力性能分析

5.1概述

5.2主要杆件的有限元单元刚度矩阵

5.2.1整体坐标系：

5.2.2单元局部坐标系：

5.3 ANSYS简介

5.4计算模型

5.5计算结果

5.5.1支架四周没有约束

5.5.2支架四周有约束

5.6计算结果分析

5.6.1节点半刚性的影响

5.6.2半刚性初始刚度大小的影响

5.7本章小结

第六章结论与展望

6.1本文主要结论

6.2展望

附录

参考文献

致谢