基于ANSYS的扣件式钢管高支撑架计算分析.pdf

浙江建筑，第26卷，第3期，2009年3月 Construction，V01．26，No．3，Mar．2009 Zhejiang 基于ANSYS的扣件式钢管高支撑架计算分析 of Frame AnsysAnalysisHighSupport Steel Pipe UsingFastener-style 陈海浪，王 欢，张增峰，宋洁人 CHEN Jie—ren Hai—lang，WANGHuan，ZHANGZengofeng，SONG (浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058) 摘要：凶模板高支架垮塌导致的安全事敝频频发生，为了解实际工况可能出现的各种因素对扣件式钢管高支撑架受力的影 响，本文基于ANSYS有限元计算方法对扣件式钢管模板高支撑架进行了模拟，比较了刚性节点与半刚性节点模型的计算结果，计 算和分析了诱发荷载、水平和竖直剪刀撑、扭矩和不均匀沉降四种因素对模板高支撑架的不利影响，得出了一些在搭设和使用模 板高支撑架时应给予重视的分析结论。 关键词：模板；扣件式；钢管架；ANSYS；半刚性节点；诱发荷载；分析 中圈分类号：TU756．4+9文献标识码：A 文章编号：1008—3707(2009)03—0038一06 扣件式钢管模板支架是我国各类混凝土结构施 架模型、排架模型和铰接架模型，其中框架模型是钢 工中最常用的模板支架体系之一。由于钢管构件之 管支架计算中最直观的模型，因为支架立杆和横杆 间是用扣件连接的，且搭设的方法又属于结构上的 的连接节点采用不可旋转的直角扣件连接，其计算 不稳定系统，至今还未有一种合适的理论计算模型 是按照空间框架结构形式进行的。但是理想的框架 来真实、准确地模拟和计算分析现场施t时模板高 模型的计算值与实验结果相比误差偏大，所以必须 支撑架的受力情况‘1。。再加上组成高支撑架体系 对该计算模型进行一些修正。实际上，在荷载作用 的构件质量难以保证，因此，扣件式钢管模板高支撑 下，扣件所连接的两根杆件之间微小的滑移是不可 架的稳定性难以保证，故而在T程中频繁发生高支 避免的，而且扣件的松紧程度也会对节点的性能产 撑架坍塌、人员伤亡的重大事故一o。本文通过对模 生很大的影响，因此笔者对节点进行了半刚性的处 板高支撑架的各种施工影响因素进行一定的合理简 理，以适应支撑架的实际工作情况。 化，以形成不同的工况来模拟施工，施工影响因素如 在荷载作用下，扣件结点具有一定的抗转动刚 诱发荷载及其大小、扣件扭矩的大小和地基的不均 度且抗转动刚度与扣件的质量和拧紧程度密切相 匀沉降等；使用ANSYS有限元计算理论和方法来计 关。扣件半刚性特性的模拟是指扣件连接处弯矩和 算、分析及比较这些影响因素对扣件式钢管模板高 转角M一0之间的关系，因而，半刚性连接在ANSYS 支撑架稳定性的影响程度，以期从理论计算上能够 有限元方法中可以用弹簧单元来模拟，在这里选用 得出一些结果，从而给施工技术人员提供一些重要