扣件式鋼管滿堂支承體系理論分析與試驗研究.pdf

1、隨著國家基礎建設的蓬勃發(fā)展,滿堂支承體系的使用日趨廣泛。而扣件式鋼管滿堂支承體系由于具有裝拆方便、通用性強、承載力高、整體剛度好等優(yōu)點,在各種支撐體系中其使用量占有絕對地位。但是,由于對構造因素與承載力之間的關系尚缺乏詳細的了解,導致了此種體系在使用中的坍塌事故頻發(fā)。因此,對扣件式鋼管滿堂支承體系的整體特性研究十分必要,以便建立起能正確反映此種體系實際受力情況的設計計算模型,減少或杜絕類似結構的安全事故發(fā)生。
　　 本文以建筑施

2、工扣件式鋼管滿堂支承體系為研究對象,對直角扣件轉動剛度、各種搭設參數(shù)對滿堂支承體系承載力的影響、直角扣件半剛性、超高滿堂支承體系(整體搭設高度大于8米)的受力性能、滿堂支承體系承載力計算理論等一系列問題展開了較為深入的研究和討論。
　　 在鋼結構框架理論中梁柱連接剛度分析方法的基礎上,提出了通過將連接彎矩-轉角曲線(M*-θ*)分區(qū)的方法對其剛度判定的準則,研究了半剛性連接特性及其臨界值判斷標準。在此基礎上,對直角扣件的轉動剛度

3、進行了有限元分析和試驗研究,得出直角扣件轉動剛度與螺栓擰緊程度兩者之間的關系,并對直角扣件的剛度性質進行了判定。
　　 通過大量不同搭設參數(shù)下滿堂支承體系有限元模型的建立,對滿堂支撐架及滿堂腳手架進行了考慮初始缺陷和扣件半剛性的非線性有限元分析。定量地分析了步距、立桿間距、最小搭設跨數(shù)、立桿伸出頂層水平桿的長度、剪刀撐設置方式等一系列因素對滿堂支承體系承載力的影響,對滿堂支撐架與滿堂腳手架這兩種受力性能不同的支承體系承載力進行了

4、研究。
　　 進行了一系列步距0.6～1.8m、立桿間距0.4～1.5m且整體搭設高度超過8米的有、無剪刀撐滿堂支撐架及滿堂腳手架的原型試驗,通過試驗模型整體搭設參數(shù)上的變化上,實際分析影響滿堂支承體系穩(wěn)定性的各種因素。
　　 采用原有《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ130-2001)對不同搭設參數(shù)下的滿堂支承體系承載力進行了計算,發(fā)現(xiàn)其結果大多高于原型試驗承載力數(shù)值,是偏于不安全的。造成此結果的原因較多

5、,其中,缺少對滿堂支承體系系統(tǒng)地試驗研究就是原因之一。本文在分析JGJ130-2001存在不足的基礎上,結合腳手架規(guī)范的修訂工作,應用滿堂支承體系研究的有限元及試驗成果,提出了一系列對滿堂支撐架及腳手架在承載力計算方法、搭設以及構造要求上的改進。
　　 考慮直角扣件的半剛性性質及相鄰水平桿、立桿對所研究立桿穩(wěn)定性的影響并借鑒鋼結構框架理論中柱穩(wěn)定性的研究方法,對無剪刀撐滿堂支撐架的承載力進行了理論分析。按照立桿頂端是否全部受荷載

6、而將滿堂支撐架的受荷方式分成全載、偏載兩種情況,針對每種情況,分別給出了立桿計算長度系數(shù)方程,并對其承載力進行計算。所提出的理論可以推廣到鋼框架結構中,對滿堂支撐架立桿的計算長度系數(shù)方程同樣適用于框架柱的穩(wěn)定性計算。
　　 應用有限元、試驗及理論研究成果,對天津海洋極地館的滿堂腳手架專項施工方案進行了編制。采用多種方法對工程中腳手架的各項安全要求進行了全面計算,證明了本文所提出計算理論的正確性及可行性。并且,針對工程中滿堂腳手架