偏心荷载作用下扣件式钢管满堂支承体系承载性能研究

如何准确地对扣件式钢管满堂支承体系的稳定承载力进行计算是亟待解决的一个技术难题.现有的各种满堂支承体系承载力计算方法中,均没有考虑由于扣件的偏心连接而导致水平杆与立杆不在同一平面内的情况以及满堂脚手架通过水平杆将上部荷载偏心传递给立杆的影响(以上两种偏心情况统称为偏心荷载).在分析满堂支承体系结构特点的基础上,提出了考虑偏心荷载作用下的满堂支承体系数值计算模型.通过对大量不同搭设参数下的满堂支承体系分别进行是否考虑偏心荷载影响的非线性有限元模型分析及2个满堂脚手架的原型试验,证实了偏心荷载这一因素对扣件式钢管满堂支承体系承载性能的影响.所提出的计算模型合理、安全,可为今后满堂支撑架及满堂脚手架的设计提供有价值的参考.     

钢管扣件式满堂脚手架承载性能试验探讨

以某大型住宅楼项目为依托构建起钢管扣件式满堂脚手架承载性能试验模型,并分九种工况进行满堂脚手架承载性能及主要影响因素的分析.结果表明,钢管扣件式满堂脚手架承载性能主要受扣件自身完整性、满堂脚手架架体顶端荷载的均布状况及施加方式、架体顶端建筑材料和设备堆放的均匀性、剪刀撑状况等因素的影响,应从上述因素着手,消除脚手架架体...     

水平冲击荷载作用下高大满堂支撑架动力性能研究

针对高大满堂支撑架在混凝土浇筑期受到水平动荷载作用而产生的结构振动甚至失稳现象进行研究.通过原型试验,研究了在不同混凝土浇筑阶段,顶部受到水平冲击荷载作用下的满堂支撑架的动力性能.考虑在上部结构施工过程中,可能导致的扣件松脱、滑移、断裂甚至失效的情况,研究了不同工况下满堂支撑架的受力性能变化规律.借助有限元仿真分析研究了冲击荷载作用下满堂支撑架的动力反应现象.结果表明,混凝土浇筑过程中,混凝土浇筑量的增加以及剪刀撑的失效将会使得满堂支撑架的自振频率降低,容易引发架体倒塌.当部分立杆节点发生失效时,冲击荷载作用对立杆轴力影响显著增加.     

超高层建筑施工脚手架风载作用下立杆最大弯矩分析

目的研究风荷载作用下不同施工高度处脚手架立杆的最大弯矩值及其变化规律,为高层及超高层建筑施工脚手架的施工设计提供数据支持.方法依据风荷载作用计算公式,考虑超高层建筑施工脚手架的风振影响来计算风载标准值.对扣件节点采用半刚性连接的计算方法,利用有限元分析软件ANSYS对整个架体进行受力分析.结果随着脚手架所处高度的增加,立杆最大弯矩值变化曲线大致分三个阶段:直线上升段、曲线发展段、水平持续段.脚手架立杆最大弯矩出现在迎风面立杆的有连墙件节点处.结论按照现行规范中风载作用下立杆弯矩计算式得到的弯矩值明显小于模拟分析得到的弯矩值.当脚手架施工高度大于450 m时,建议按450 m高度时立杆最大弯矩取值,可简化计算.     

立杆间距对满堂扣件式钢管脚手架承载力的影响

合适的立杆间距对满堂扣件式钢管脚手架的稳定性有着非常重要的作用。研究的主要目的就是为了确定脚手架在其他条件不变的情况下,立杆间距的不同对脚手架承载力有何影响。利用理论计算和ANSYS有限元软件模拟分析5×5跨的架体模型,研究立杆间距在0.6m~1.6m范围内变化时脚手架的稳定性。由分析知:当脚手架的立杆间距在1.2m~1.6m之间时,扣件式钢管脚手架的整体稳定性最好,结论可供实际工程参考。     

连墙件设置缺陷对脚手架立杆最大弯矩的影响

目的研究风荷载作用下连墙件设置缺陷对脚手架立杆最大弯矩的影响程度和规律,为脚手架合理设计提供依据.方法考虑高层建筑施工脚手架风振影响计算出风载荷标准值,对扣件节点采用半刚性研究,利用有限元ANSYS分析软件对脚手架架体进行模拟分析,研究连墙件设置缺陷下架体立杆最大弯矩的变化及规律.结果从模拟分析中得出连墙件设置方式不同时脚手架立杆最大弯矩的变化趋势和结果,对比分析后得出当连墙件只与内立杆连接时,最大弯矩主要出现在有连墙件立杆节点处,其立杆最大弯矩增加,连墙件设置缺陷对脚手架立杆最大弯矩的影响程度可达近一倍.结论当连墙件设置只与内立杆相连时,对立杆弯矩增加较大,降低其承载力,在施工过程中脚手架连墙件设置应该保证与内外立杆同时连接.     

考虑直角扣件失效的脚手架稳定性及振动特性研究

目的研究直角扣件失效下双排脚手架稳定性及振动特性的变化规律,验证采用振动频率理论判断脚手架结构体系中直角扣件失效的合理性与可行性.方法以6步3跨双排扣件式脚手架为对象,采用ANSYS有限元软件,分别考虑立杆方向和纵向水平杆方向直角扣件失效的工况,进行稳定承载力、振型和振动频率计算,建立各计算参数与直角扣件失效之间的关系.结果在立杆或纵向水平杆方向的直角扣件失效数量增加时,脚手架稳定承载力呈现出不同程度的下降趋势,且脚手架的振型由整体横向振动转变为立杆或纵向水平杆的局部振动,导致其振动频率减小.结论立杆方向直角扣件失效对脚手架稳定承载力下降的影响更大,且用振动频率理论判断脚手架直角扣件失效具有可行性.     

超高结构混凝土梁高架支模施工

工程架体支设高度高、结构构件较大,故施工荷载和构件恒荷载较大,模板支设难度大。在模板支撑体系的选择上,对架体各种方案的试算,综合考虑架体应满足施工方便、质量易控、安全可靠、经济合理、易于操作等因素,最终确定满堂钢管脚手架架支撑体系和混凝土整体浇筑的施工方案。     

碗扣式满堂支架整体稳定性分析

文章根据碗扣式满堂支架的受力性能确定了计算单元,提出了基于水平杆不连续性的简化模型,即有多个弹簧支座的多节间连续压杆模型,考虑了剪刀撑、扫地杆高度和顶托高度、架体高度及杆件的初始缺陷等因素对稳定承载力的影响,并对理论临界荷载做了合理修正;从结构和材料特性2个方面推导了压杆的弹簧刚度计算公式,偏于安全取两者的较小值;借助支架承载力试验值与该模型计算结果对比来证明此简化模型的正确性,并根据修正公式快速地计算支架的稳定荷载,为碗扣式满堂支架的整体稳定性分析提供了一种方法。     

现浇混凝土模板体系可调支托伸出长度

目的研究现浇混凝土模板体系中可调支托伸出长度对架体侧移、承载力及稳定性的影响,提出可调支托伸出长度构造要求,为现行规范修订与施工方案制定提供依据.方法结合单根立杆加载可调支托试验,应用有限元软件模拟架体受力性能.分别针对单根立杆加载模型和拓展模型进行有限元模拟.结果随着可调支托伸出长度增加,模板支架破坏荷载显著下降,架体最大侧移量显著增加.可调支托至顶层水平杆轴线的长度不应超过0.4 m,其中可调支托伸出立杆顶部长度不宜大于0.2 m.结论随着可调支托伸出长度的增加,模板支架体系极限承载力下降,架体顶端侧移增加,若可调支托至顶层水平杆轴线的长度值相同且可调支托伸出长度大于立杆伸出长度,则可调支托顶端侧移量将大大增加,模板支架的整体稳定性将明显降低.     

扣件式钢管脚手架三维整体静力分析

扣件式钢管脚手架是目前国内建筑施工中使用最广的脚手架形式.用ANSYS模拟满堂脚手架在施工过程中脚手架搭设工况,模拟合适的参数,进而分析满堂脚手架搭设体系的性能、得到了满堂脚手架中扣件式钢管脚手架稳定承载力.     

FRP加固局部损伤偏心受压钢压杆的弹塑性失稳分析

文章考虑初弯曲和初偏心2种几何缺陷的影响,基于Je6ek法推导纤维增强复合材料(fiber reinforced plastic,FRP)加固局部损伤偏心受压钢压杆绕强轴弹塑性失稳时极限荷载的计算公式。利用有限元软件验证了该解析公式的正确性与可靠性,并对影响局部损伤钢压杆弹塑性极限荷载的有关参数,例如FRP加固长度、厚度、宽度以及初弯曲和初偏心等初始几何缺陷进行分析,得到了FRP合理加固建议以及各参数的影响规律。结果表明,FRP在加固、恢复甚至提高含初始缺陷的局部损伤钢压杆弹塑性稳定性方面具有良好的可加固性和优越性。     

承插型盘扣式钢管支撑脚手架试验及有限元分析

为了研究其受力性能,设计出3种不同斜杆布置的单元架体,并进行了足尺试验研究及有限元计算。结果表明：斜杆为对角布置时较为合理,且不易使单元架体发生水平倾倒及竖向屈曲失稳;在杆件受力方面,立杆主要是受力杆件,竖向斜杆与水平杆主要是构造杆件,保证整体架体几何不变.运用ABAQUS对试验架体进行模拟,模拟结果与试验结果吻合较好;运用有限元对节点刚度分析可知,节点刚度处在10⁶～10⁹ N·mm∕rad之间时对承载力的影响较大,进而对承载力—节点刚度曲线进行非线性拟合并对比试验值得出节点刚度建议值为38.1 MN·mm∕rad;分析水平杆步距、立杆间距可知,水平杆步距的增加对架体承载力的影响更为显著,建议在工程设计计算时考虑水平杆步距对支撑架体承载力的影响.     

新型碗扣式脚手架系统承载力试验研究与软件分析

新型碗扣式脚手架系统因其性能优越,在我国大跨建筑和桥梁工程中的使用越来越广泛。脚手架倒塌事故也在不断发生。对支撑架承载力理论研究尚未透彻是引起事故的重要因素之一。按照工程实际搭设规格设计试验架,得到支撑架体的承载力、破坏形态、荷载位移曲线,同时还用ANSYS软件对局部节点受力情况进行了分析。     

大盘扣式脚手架托梁转换施工技术

针对当前高支模施工过程中,架体整体稳定性不足、梁底立杆间距小等因素导致施工困难的现象,使用大盘扣式脚手架托梁转换技术有显著作用.本文结合具体工程实例,通过理论计算与数值模拟对托梁转换技术进行研究,最后根据模糊性综合评价得出结论：在托梁转换的搭设方式下,架体的稳定性、强度、刚度经计算后均满足要求;模型在纵截面与横截面的位移都很小,且最大应力值均小于钢管的抗压强度,因此架体搭设安全.与传统的高支模架体搭设方式相比,托梁转换技术不仅可以保证架体结构的稳定性,还可以提高施工的效率、节约成本,为今后类似工程施工提供参考.     

混凝土浇筑顺序对高大模板支撑体系稳定性影响

目的研究混凝土浇筑顺序对高大模板支撑体系稳定性影响,为《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008修订提供依据,为施工方案设计提供参考.方法笔者结合高大模板试验,利用ABAQUS有限元分析软件模拟其受力性能.探讨模板体系在施工过程中,混凝土浇筑顺序对架体整体稳定性的影响.结果数值模拟与试验结果吻合良好,验证了该计算模型的正确性.分析得到在非对称浇筑混凝土过程中,立杆内力发生突变,架体水平侧移达到14.647 mm,而在对称浇筑混凝土过程中,架体水平侧移只有0.992 mm.结论建立的有限元模型可以较好地模拟高大模板支撑体系受力性能.采用非对称方式浇筑混凝土将会使高支模架体产生较大侧移,立杆受力不均,不利于架体整体稳定性.混凝土浇筑顺序在高支模体系中不可忽略.建议采用对称方式浇筑混凝土,提高架体整体稳定性.     

陡坡段桥梁桩基研究现状及展望

随着我国山区高速公路、铁路建设的高速发展,桥梁桩基建造在陡坡地段的现象日渐增多,且陡坡段桥梁桩基承载机理复杂,故其设计计算逐渐引起广泛关注和重视,成为当前的研究热点之一.在其工程设计中,不仅要考虑桥梁上部结构传递的倾斜偏心荷载,还应考虑桩-坡非对称体系引起的附加土压力以及地基水平抗力折减效应.本文通过对国内外相关领域文...     

基于结构可靠度的高墩施工期稳定性分析

由于桥墩在施工过程中承受的荷载与成桥使用期荷载不同,在考虑风荷载、偏心荷载等不利影响下建立了高墩施工期稳定性功能函数,并以实际算例计算得到高墩的可靠指标．通过参数的敏感性分析表明,高墩施工期稳定性可靠度影响比较大的参数为混凝土轴压强度的不定性及计算模式的不定性;偏心荷裁对高墩的影响不显著,但墩高对可靠指标有较大影响,随着墩高的增大,可靠指标有明显的降低．     

考虑SD效应及初始缺陷影响的钢压杆弹塑性稳定分析

考虑钢压杆一般存在初变形和初偏心等初始缺陷及钢材拉压强度的差异,基于Jezek法推导在轴向偏心荷载作用下钢压杆弹塑性失稳破坏时的极限荷载公式.通过探讨SD效应、长细比及初始缺陷等因素对钢压杆弹塑性失稳破坏极限荷载的影响规律,拟合得到了两端简支的矩形截面钢压杆弹塑性极限荷载近似计算公式;所得解析理论与近似计算公式可以蜕化求解带初弯曲的轴压构件、带初偏心的压杆、理想的中心受压杆及压弯构件考虑SD效应时的弹塑性极限荷载.分析结果表明:考虑SD效应时钢压杆的弹塑性稳定极限荷载提高10.5%~12.2%.因此,在实际工程中考虑SD效应可以使钢压杆的强度得以充分发挥.     

钢结构挂篮式组合施工平台的工程应用研究

桥梁施工往往是大跨径的高空作业,传统做法是搭设满堂脚手架作为施工平台,而由于不同的施工环境、工程内容、桥梁类型等因素,满堂脚手架未必都能适用.结合广西某跨海特大桥维修加固工程中的具体应用实例,提出一种材料易制、便于运输、承载安全,尤其适合在深水区域便捷使用的钢结构挂篮式组合施工平台,并具体研究介绍该平台的设计、计算、制作、组装及应用成效.