扣件式鋼管高大模板支撐結構作為一種臨時性的支撐結構形式,其結構體系由現場人工組拼基本構(配)件而成,因此其結構形式布置非常靈活。這種特殊的半剛性空間鋼框架結構的穩定承載力由其幾何參數、節點連接情況以及構造條件決定,JGJ162-2008《建筑施工模板安全技術規范》和JGJ130-2011《建筑施工扣件式鋼結構管腳手架安全技術規范》對于支架的穩定性均是通過單根立桿承載能力的評價進行評定。但這一分析方法將立桿從整架模型中分離出來,僅驗算單個構件的承載能力,無法體現支架整體的安全性。受現場施工技術人員水平的限制,僅單根桿件進行驗算合格仍會導致整體坍塌事故的發生。多起事故調查結果表明,未設縱向剪刀撐,及上下步高處單向設置水平桿,導致了在泵送混凝土管給予初始水平沖擊力下,支撐結構的抗側剛度嚴重不足,出現了支架的連片傾斜倒塌。為研究扣件式鋼管高大模板支撐結構的穩定承載力,須建立以結構整體承載極限狀態為目標的結構分析方法。
有限元技術的發展為深入研究扣件式鋼管高大模板支撐鋼結構的穩定承載力提供了有力的支持。在相關扣件式鋼管模板支架結構整架抗側移試驗的基礎上,結合扣件式鋼管高支模架結構典型受力形式,利用有限元軟件進行大量的計算機數值模擬,提出了基于整體模型的扣件式鋼管支撐架承載力分析方法。
鋼管高大模板支撐結構廣泛應用在現澆混凝土結構工程施工中,本文對扣件式鋼管支模架結構承載能力的相關問題進行了分析研究,在此基礎上采用計算機數值模擬的方法,著重針對軸心受壓的受力模式,采用參數分析方法,對單根立桿和整架的承載能力進行了分析,主要結論如下:
1)支撐鋼結構穩定承載力隨扣件擰緊力矩的增加而相應增加,整架計算分析時應考慮節點的半剛性;支架承載力隨步距減小而增大;支架承載能力隨搭設步數的增加而減;水平桿搭設步距一定時,支架立桿間距越小,其穩定承載力越大,但整架分析結果表明:立桿間距的變化并不能顯著影響其極限穩定承載力,這一特點區別于單根立桿分析結果。
2)根據分析結論得出,在按照JGJ130-2011進行扣件式鋼管支模架單根立桿承載能力驗算合格的基礎上,還應根據支模架的實際搭設尺寸和構造措施進行整架承載力的分析研究,最終確定扣件式鋼管支模架的安全性。
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