碗扣式模板支架体系稳定承载力分析

摘要

碗扣式模板支架体系是工程施工中的一种临时结构，具有复杂性、变化性、随机性和难控性等特点。近年来，与模板支架坍塌的相关安全事故在施工项目安全事故发生总频次中占有很大比例。因此，如何保证碗扣式模板支架体系的整体稳定性已成为目前重点关注的课题之一。本文在已有研究的基础上，利用有限元软件ANSYS建立碗扣式模板支架有限元模型，对模板支架整体稳定性及其影响影响因素进一步分析和探讨，主要得出以下几点结论:
　　(1)将模板支架简化为有多个弹簧支座的多节间连续压杆的计算简图来计算其稳定承载力是合理的，考虑到剪刀撑、扫地杆高度和立杆伸出顶层水平杆长度、架体高度等因素对支架稳定承载力的影响，对该理论的计算公式进行修正。
　　(2)连续压杆理论中的弹簧刚度k的取值取决于立杆与水平杆连接处的碗扣节点的结构特性和材料特性两个方面，偏于安全，取二者中的较小值;
　　(3)建立支架半刚性有限元模型分析支架稳定承载力的影响因素，得出:支架承载力随着扫地杆高度和立杆伸出顶层水平杆长度的增大而减小;在架体较弱方向的节点施加假想水平力来模拟初始缺陷是合理的;减小步距更能提高支架的承载力，并且进一步提出了立杆计算长度修正系数;立杆底端支座脱空对支架承载力的影响程度:拐角立杆最大，边部立杆其次，中间最小。
　　(4)通过15种工况的支架有限元模型分析了剪刀撑的斜杆配置率ax与支架稳定承载力Pcr之间的关系，当架体构架参数相同时，剪刀撑的作用是随着斜杆配置率和其搭设方式而变化的，只有当剪刀撑科学搭设时，支架稳定承载力才随着斜杆配置率的增大而增大。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 本文研究的背景和意义

1．2 研究现状

1．3 现存的主要问题

1．4 本文研究的主要内容

第二章 碗扣式模板支架整体稳定性分析

2．1．1 模板支架整体稳定性分析原理

2．1．2 模板支架整体有限元分析

2．1．3 模板支架整体稳定分析简化思路

2．2 有多个弹簧支座的多节间连续压杆理论

2．2．1 连续压杆的屈曲荷载

2．2．2 连续压杆理论的特点及适用范围

2．2．3 连续压杆理论中弹簧刚度的求解

2．2．4 连续压杆理论的修正

2．3 验证有多个弹簧支座的多节间连续压杆理论的合理性

2．3．1 支架试验验证

2．3．2 工程实例验证

2．3．3 结果分析

2．4 本章小结

第三章 碗扣式模板支架稳定承载力影响因素分析

3．1 模板支架有限元模型

3．2 碗扣节点刚度对支架稳定承载力的影响

3．2．1 碗扣节点刚度的影响

3．2．2 碗扣节点刚度的取值

3．3．1 假想水平力模拟初始缺陷

3．3．2 假想水平力的取值

3．3．3 钢管壁厚的影响

3．4 构造因素对支架稳定承载力的影响

3．4．1 构架参数的影响

3．4．2 架体高度的影响

3．5．1 扫地杆距地面高度的影响

3．5．2 立杆伸出顶层水平杆长度的影响

3．6 立杆底端支座脱空对支架稳定承载力的影响

3．6 本章小结

第四章 剪刀撑对模板支架稳定承载力的影响

4．1 剪刀撑的配置与构架参数和承载力之间的关系

4．2 剪刀撑合理搭设的初步探讨

4．2．1 倾角对竖向剪刀撑作用的影响

4．2．2 剪刀撑与步数、跨数之间的关系探讨

4．3 剪刀撑对支架稳定承载力的影响

4．3．1 竖向剪刀撑的影响

4．3．2 水平剪刀撑的影响

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 本文研究的主要结论

5．2 未来研究工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况