扣件式钢管模板支架动力特性及抗倒塌研究

• 作 者: 张永春
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 扣件式钢管模板支架 半刚性 有限元法 动力特性 泵管脉冲力 浇注路径 稳定承载力

扣件式钢管模板支架以施工方便、通用性强、使用成本低、承载力高、整体刚度好等优点,已成为当前我国应用最广泛的一种模架形式。然而,扣件式钢管模板支架的安全性没有得到足够的重视,并在最近的十几年来,模板支架事故频频发生,严重威胁着建筑工程的安全生产。究其原因,是对扣件式钢管模板支架系统缺乏深入的研究和认识。因此,本文对扣件式钢管模板支架进行研究具有重要的理论依据和现实意义。本文在扣件式钢管模板支架组成及大量模架倒塌事故诱因分析的基础上,明确研究了扣件半刚性特性下模板支架的动力受力性能和稳定承载力性能,其研究成果主要如下：(1)采用大型通用有限元软件建立了模板支架整架空间杆系有限元模型,引用了课题组前期研究获得的扣件半刚性弯矩—转角关系,并考虑了加载过程中可能出现的材料非线性和几何非线性问题。采用数值模拟技术和理论计算对比分析,对不同搭设构造条件、施工期不同时段模架的动力性能进行了计算分析,从而得出了各种因素对模架动力特性的量化模型。(2)泵管脉冲力在浇注过程中将引起模板支架体系的振动并导致支架产生不稳定现象。本文通过对混凝土泵管脉冲力机理分析,从而建立了泵管脉冲力的计算模型,并借助有限元仿真分析研究了此作用下模架的动力反应现象,其公式和结论为工程实践提供了参考依据。(3)模板支架坍塌事故的发生,稳定承载力不足是另一重要诱因。本文主要从支架的构造因素和不同的浇注路径两方面进行了有限元数值模拟分析,从而得出各种因素对模架稳定承载力的影响方式和影响程度,并在此基础上提出了支架搭设和施工浇注方式选择上的有关建议。