现浇钢筋混凝土楼盖模板支架体系受力性能试验研究

发布时间：2020-05-31 00:05

【摘要】：承插型盘扣式钢管支架具有构件定型、拆装方便等优点被大量应用实际工程中,但承插型盘扣式支架现场试验尚不充分,设计理论不尽完善,当搭设不当时会造成支架坍塌,导致人员财产损失。因此,对模板支架体系进行现场受力性能试验研究,具有理论和现实意义。根据本文前期实际工程调查,国内施工现场楼盖模板支撑体系主要有抬杆式支架(以水平杆直接承受主梁施工荷载,水平杆再由主梁两侧立杆支承)和顶杆式支架(主梁下方设置带有顶托的立杆直接承受主梁施工荷载)两种形式,依据支架搭设形式和受力特点分别命名“H型支撑架”和“V型支撑架”。本文结合开封市恒大未来城项目,通过现场试验,对两种不同结构形式的模板支架体系在混凝土浇筑全过程中立杆、水平杆、斜杆(剪刀撑)内力进行监测,利用现场实测结果和数值模拟结果,与规范计算结果对比研究,总结支架杆件内力分布及发展规律,确定两种不同支撑架的适用界限,并对支架体系承载力影响因素进行分析,为承插型盘扣式支架设计和施工提供技术依据。主要研究成果如下:(1)支撑架无论梁底还是板下立杆悬伸段均为轴力受力,弯矩可以忽略,同一立杆上部压力大于下部。(2)H型支撑架梁两侧立杆内力大于板下,内力分布不均匀,两侧立杆内力平均值-9.96k N,板下立杆内力平均值-8.75k N,故建议梁底立杆加密(间距减半)设置,并每2根立杆与板下立杆相互拉结构成整体受力体系。(3)V型支撑架梁底顶托立杆受压大于两侧,轴力分布不均匀,中间轴力大,两侧小,顶托立杆承载力发挥系数?(0.202)大于两侧(0.176),根据工程实际材料特征和施工技术、管理水平,建议模板支架的承载力发挥系数?控制在0.2~0.3之间为宜。(4)H和V型支撑架水平杆受力复杂,与剪刀撑搭设位置紧密相关,当水平杆受剪刀撑约束时内力呈现受压状态,反之呈现受拉状态;纵、横向水平杆受力状态大致相同,梁底和板下水平杆内力无明显差异,均表现上部内力大于下部。(5)通过现场实测和规范计算判定H和V型支撑架可依据梁高度h=630mm作为选型界限,但考虑到实际工程梁截面高度以100mm为模数,故建议H型支撑架适用最大梁高h=600mm。(6)实际混凝土浇筑时,施工荷载复杂,部分杆件出现拉压变化,而支架在浇筑第8h后由于前期浇筑混凝土形成一定强度,出现模板支架“卸载现象”,使立杆受力减小。(7)数值模拟结果与现场实测结果对比,验证了建模分析的合理性,表明基于节点半刚性模型分析承插型盘扣式支架是可行的。对两种支架屈曲分析表明:H型支撑架可能发生纵断面(YOZ面)整体侧移失稳,说明纵断面是薄弱面,而V型支撑架横断面(XOZ面)是薄弱面。(8)随着施工中混凝土浇筑产生的纵、横向不均衡荷载逐渐加大,临界荷载逐渐降低,且横向不均衡浇筑对支架承载力影响更大;H型支撑架纵断面是薄弱面,支架失稳先从纵断面后转向横断面。因此,混凝土浇筑应保障均匀对称。
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工程事故,比例

图 1.1 2012 年以来各项工程事故发生比例年来，我国发生的模板支架工程事故。1）2005 年 8 月，北京西西工程 4 号地工程，现场浇筑大厅堂顶板时，发生下部模板支架体系坍塌，导致 9 人死亡，20 人重伤2 所示。2）2006 年 3 月，厦门某大桥在浇筑 B 标段箱梁体混凝土时，生局部失稳，导致混凝土桥箱梁垮塌，造成 17 人重伤事故[7]，3）2010 年 1 月，云南新建机场航站区A3 标段在浇筑顶桥混凝土撑体系失稳倒塌，共造成 5 人死亡，35 人重伤事故[8]，如图 1.44）2017 年 9 月，驻马店市上蔡县筒仓项目，筒仓锥底环梁标高工混凝土浇筑不当，造成下部高大模板支撑体系坍塌，造成 3 人事故，如图 1.5 所示。

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图 1.2 北京西工程模板支架坍塌图 1.3 厦门某大桥失稳坍塌图 1.4 机场航站区支撑体系坍塌图 1.5 上蔡县筒仓支撑体系坍塌通过工程事故总结，模板支架失稳坍塌主要原因有以下几个因素[9]：（1）环境因素：异常恶劣的天气或施工场地土质情况，例如暴雨、狂风和地震等为不可抗力因素；对于现场土质较松软，可采用地面硬化或增加垫块等
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU755.2

【参考文献】