盘扣式钢管承重支架力学性能研究

发布时间：2020-09-08 07:26

　　盘扣式钢管承重支架具有较高的承载能力,装拆方便,正常工作下能自锁,且能满足不同的实际工况需要,经济性良好,综合效益高。但目前对该类型的承重支架研究尚少见报道,其极限承载力、稳定性和破坏形态等还不明确,很显然,这样的研究明显是不够的,这会影响其在工程应用的安全性和推广。为此,本课题对盘扣式钢管承重支架设计了7组不同实际工况的单跨两步足尺试验研究,并通过有限元模拟和参数分析,更加进一步了解架体在不同构件参数的力学性能,具体的研究内容如下:(1)为了研究盘扣式钢管承重支架的力学性能,对不同立杆钢管直径、不同竖向斜杆规格以及不同立杆间距的7组架体进行室内全比例真型试验研究,在立杆、水平杆以及竖向斜杆上布置测点,了解这些杆件在加载时的受力。试验结果可得,架体1、2、5、6、7发生第二步单根立杆屈曲失稳丧失承载能力,架体3、4发生架体扭曲失稳丧失承载能力,且失稳时的侧向大位移都集中在第二步立杆上;大应变都出现在立杆上,而竖向斜杆和水平杆上的应变较小,说明立杆是架体的主要受力杆件;架体1相对于架体7的极限承载力提高102%,说明竖向斜杆对盘扣式钢管承重支架起着非常重要的作用,关系着立杆能不能充分发挥钢材的材料强度,对极限承载力影响非常大。(2)采用有限元ABAQUS软件分别建立7组不同工况的模型,模拟其屈曲模态,并引入杆长L/500的初始缺陷,模拟其极限荷载、失稳模式、荷载-位移曲线。模拟得出的极限荷载与试验结果差值均在15%以内;失稳模态均与试验结果相符合;荷载-位移曲线与试验较为吻合,说明有限元模型较为准确。(3)在模型正确的基础上进行大量的参数分析,研究架体的初始缺陷、立杆钢管直径、立杆钢管壁厚、立杆间距、水平杆的步距、架体的竖向斜杆搭设形式以及架体的高度等影响因素的规律。根据实验结果与有限元模拟分析,得出盘扣式钢管承重支架的实用性结论以及考虑初始缺陷的立杆稳定性计算长度修正系数和支架搭设高度的修正系数,为盘扣式钢管承重支架的工程实践、推广应用以及有关规程的修订提供有价值的参考。
【学位单位】：福建工程学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU731.2
【部分图文】：

模板支架,脑山,麻城市,水上

故都和模板支架体系失稳坍塌有关，模板支架体系坍塌大人员伤亡[2]。所以，如果模板支架发生了垮塌，将容着人们生命财产安全和社会的稳定。架的工程事故土木工程现浇混凝土结构施工中重要的临时设施，是现结构，既要保证现浇混凝土结构施工质量与施工安全，，由于模板支架在工程中属于临时结构，其本身的稳定别是承载能力稳定性，在设计时考虑不周，造成因稳定伤亡事故屡见报端[3~5]。下面给出近几年的几起事故。 8 月 31 日，山东省德州市经济开发区龙溪香岸住宅小区撑坍塌事故，造成 6 人死亡、2 人受伤。 3 月 27 日，湖北麻城市五脑山水上游乐项目综合楼穹顶9 人死亡，6 人受伤，其模板支架坍塌现场图见 1-1 所示

浙江嘉兴,模板支架,交叉口,工程

图 1-2 浙江嘉兴广穹路和嘉杭路交叉口工程模板支架倒塌 08 月 22 日，四川省阆中市宏云江山国际商住楼工程发成 6 人死亡，4 人受伤。 03 月 26 日 3，南宁市江南区沙井下津路一处在建厂房故。事故已导致 3 人死亡，10 人受伤。板支架体系倒塌事故的原因，有理论计算和方法的问题，因为人们并没有重视，也没有对其进行系统的研究，验来设计搭设，导致架体的强度、刚度、稳定性不满足意识淡薄，责任心差的问题，不严格按照施工方案施工范；也有施工管理不到位的问题，使用未经检验或者检验成后未经监理检查就进行下一道工序的施工。板支架的不足地中土木工程施工复杂多变性的需要，模板支架体系的

扣件式钢管支架

图 1-3 扣件式钢管支架门式钢管支架是美国 Beatty 公司首创，于 20 世纪 60 年代初引入日本，我国于上世纪 80 年代初引进，后被建设部作为新型脚手架的主要形式加以推广，现已在我国建筑、桥梁及地铁施工领域得到较为广泛的应用[8-11]。具有安装、拆卸灵活，仓储、运输方便，重复利用率高，承载性能好，使用安全可靠等优点，在市场上广受欢迎[12]。但是由于门式钢管支架安装精度低，适应实际工程情况不强；同时门式架的钢管经过反复使用易产生弯曲变形，加上材料本身的加工初始缺陷，使得门式支撑体系的缺陷高于普通钢结构[13]。门式钢管承重支架见图 1-4 所示。

【参考文献】