超高层建筑附着整体升降钢管脚手架风荷载及极限承载力研究

摘要

该文通过风洞实验得到了附着升降脚手架的风载体型系数.在风洞实验中,为模拟实际可能发生的情况对风洞实验的缩尺模型考虑了260种工况组合,经过实验结果数据分析最后得到了脚手架的风载系数,经证明风载系数与风载体型系数在理论意义上是一致的.该文给出了附着升降脚手架风载体型系数的建议值表格.该文对偏心连接和正交连接、连接的半刚性和刚接对求解脚手架自振频率的影响做了分析研究,认为,偏心连接会降低脚手架的整体刚度,连接的半刚性特点也会使脚手架的整体刚度降低.建议计算脚手架的自振频率时宜采用偏心连接模型,且应考虑连接的柔性影响.同时,为简化计算起见,建议可用计算模型在取为一榀时算得的第一阶自振频率来代表附着升降脚手架整体架体的动力特性.通过对脉动风作用下附着升降脚手架与建筑结构共同工作的随机振动分析,得到了附有脚手架的结构体与未附着升降脚手架的结构体在某位置处的风振系数比较表达式、脚手架在爬升阶段和下降阶段的风振系数表达式、实用计算公式和相关查用表格.脚手架在爬升阶段和下降阶段的风振系数与所附着建筑结构的风振系数有不同的数值及其变化规律,建议不论附着升降脚手架的使用高度是否已超过100m均应计算脚手架本身的风振系数.该文建立了附着升降脚手架各主要杆件的有限元单元刚度矩阵,在总结各类形式脚手架共性的基础上做了进一步系统的简化和假设,形成了附着升降脚手架的承载力计算模型,在综合利用相关章节分析成果的基础上,该文还给出了附着升降脚手架在使用工况时其竖向和水平风载极限承载力的计算方法,并在力求定型化、工具化、标准化的原则下建立了以脚手架构件主要尺寸变量为参数的极限承载力数值表格,供工程人员参考使用.文中最后通过对一典型附着升降脚手架的二阶弹塑性屈曲分析得到了一些有益的构件优化建议.

目录

文摘

英文文摘

前言

主要术语和符号说明

第一章绪论

§1.1施工脚手架应用状况综述

§1.2施工脚手架理论研究综述

§1.3施工脚手架理论研究存在的主要问题

§1.4本文的主要研究工作

参考文献

第二章附着升降脚手架风洞实验研究

§2.1风洞实验简介

§2.2风载系数概念以及实验数据分析

§2.3风载系数在附着升降脚手架风荷载计算中的应用

§2.4小结

参考文献

附录2-1脚手架模型的风洞实验工况表

附录2-2脚手架风洞实验模型挡风系数的计算

第三章扣件连接的半刚性特性模拟

§3.1概论

§3.2扣件连接简介

§3.3扣件连接的特性及模拟

§3.4小结

参考文献

第四章附着升降脚手架的动力特性

§4.1脚手架使用工况时的计算模型

§4.2脚手架使用工况时的频率特性

§4.3小结

参考文献

第五章脉动风作用下附着升降脚手架与建筑结构共同工作的动力响应分析

§5.1计算模型及运动微分方程

§5.2系统的频率响应函数及位移响应根方差

§5.3附有脚手架结构体与未附着脚手架结构体的风振系数比较及脚手架的风振系数计算式

§5.4脚手架风振系数的参数分析

§5.5脚手架风振系数的实用计算公式和工程应用表格

§5.6小结

参考文献

第六章附着升降脚手架的极限承载力研究

§6.1概述

§6.2附着升降脚手架主要杆件的有限元单元刚度矩阵

§6.3附着升降脚手架的荷载计算

§6.4附着升降脚手架极限承载力的计算

§6.5典型附着升降脚手架的极限承载力分析

§6.6附着升降脚手架的极限承载力的实用设计方法

§6.7小结

参考文献

附录6-1附着升降脚手架竖向极限承载力工程参考一览表

附录6-2附着升降脚手架水平风荷载极限承载力参考一览表

第七章总结

攻读博士期间发表论文及参与科研项目