施工期临时支撑体系荷载分配规律分析

摘要

混凝土结构是工程建设中使用非常广泛的一种结构形式，在其施工建造过程中必须要架设模板支撑，由混凝土结构与临时模板支撑组成的承载系统与结构正常使用阶段的荷载传递路径存在明显不同。同时业界缺乏对临时支撑体系荷载分配规律的深入分析，所以施工过程中因模板支撑架设和拆除不当引发了众多的安全事故。如何在确保工程建设安全的前提下加速模板支撑体系的周转已成为业界关心的问题，而加快模板支撑体系周转速度的前提是了解结构与支撑体系的承载状态。因此，分析施工期内临时支撑体系的荷载分配规律十分必要。具体研究内容如下：　　(1) 本文对影响施工期临时支撑与混凝土结构荷载重分配的因素进行了区分，以施工效应和温度效应作为实现结构体系时变特性的条件，以数学表达式描述了临时支撑与现浇楼板之间的相互作用关系。　　(2) 通过整理施工期时变结构与模板支撑之间荷载分配计算的现有理论，选择适用于工程现场使用的简化方法作为研究基础，深入分析了临时支撑体系在施工效应影响下的荷载分配规律，并通过实验数据和ANSYS数值模拟验证了分析模型的可靠性。在此基础之上，进一步分析了不同施工工艺及施工周期对临时支撑体系荷载重分配的影响。　　(3) 结合现有实测成果，发现养护期内的支撑荷载受气温影响变化较大。为了定量分析气温变化与临时支撑体系荷载重分配之间的关系，本文求解了混凝土楼板厚度方向非均匀分布的温度函数，以及混凝土柱与钢支撑之间的温差，并进一步将两种温度作用转化为结构体系的变形。以面变形协调关系为条件，建立了施工期临时支撑体系在温度效应作用下的荷载分配计算模型。选取实例进行计算分析，将计算结果与实验数据、ANSYS模拟结果进行对比，取得了较为一致的规律，验证了计算模型的合理性。　　研究成果便于确定工程建设中结构与临时支撑的承载状态，对确保施工建设安全、加快临时支撑体系的周转具有一定参考价值。