半刚性钢框架稳定理论的扣件式钢管满堂支撑体系极限-福州大学学报.pdfVIP

第 卷 第 期 福州大学学报 自然科学版 年 月 文章编号 半刚性钢框架稳定理论的扣件式钢管满堂支撑体系极限承载力分析 庄明智 方圣恩 福州大学土木工程学院 福建 福州 摘要 在考虑直角扣件半刚性以及材料 几何非线性等因素的情况下 对两个扣件式钢管满堂支撑体系模型 无剪刀撑 模型 有剪刀撑 模型进行非线性屈曲分析 得到体系竖向荷载位移曲线 确定了体系极限 承载力采用半刚性钢框架稳定理论 对无剪刀撑 模型承载力进行计算将所得结果与数值结果对比 验 证了半刚性钢框架稳定理论在计算体系承载力的可行性对直角扣件的转动性能进行试验 得到弯矩转角 曲线采用 中的 弹簧单元对直角扣件的转动进行模拟 关键词 扣件式钢管满堂支撑体系 非线性屈曲分析 半钢性钢框架稳定理论 弯矩转角曲线 中图分类号 文献标识码 引言 在土木工程施工过程中 扣件式钢管满堂支撑体系作为一种主要的施工临时承重结构 其安全性引 起了业界的广泛重视近年来 扣件式钢管满堂支撑体系的倒塌事故频繁发生 造成了大量人员伤亡和财 产损失 通过对大量事故原因进行收集整理后发现 造成倒塌的主要原因可归为以下三点 对体系的 受力性能认识不清 搭设作业多凭借工人经验 未经过设计 虽然经过设计 但搭设过程并没有按照 规范要求进行 且建造过程中缺乏有效的检查方法和严格的监督措施 由于人为操作不当或自然灾害 等偶然因素造成的倒塌 目前 针对扣件式钢管满堂支撑体系的受力性能 国内外已开展了一定的研究工作 在试验的基 础上 我国于 年颁布了新的建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 以下简 收稿日期 通讯作者 方圣恩 副教授 工学博士 主要从事结构健康监测与损伤识别 基金项目 福建省高校杰出青年科研人才培育计划资助项目 教育部留学回国人员科研启动基金资助项目 福州大学学报 自然科学版 第 卷 称规范 其对原有旧规范进行了修改 包括增加了满堂支撑体系的计算 并对计算长度 系数做了调整但是 新规范对于扣件式钢管满堂支撑体系的计算本质上仍是基于计算长度系数的单杆 稳定问题 其是对整体模型的一种简化计算 这与实际情况有较大差距因此 对扣件式钢管满堂支撑体 系受力性能的研究 整体模型的分析仍是一种精确而有效的方法 首先 简要介绍结构稳定分析的一些基本概念 在此基础上 参数化建立两个扣件式钢管满堂支撑体 系数值模型无剪刀撑模型 有剪刀撑模型 在考虑扣件半刚性性质及初始几何缺陷的情况下 对 模型进行线性和非线性屈曲分析以得到其极限承载力其次 区别于传统的脚手架单杆稳定计算方法 借 鉴半刚性钢框架稳定理论 对无剪刀撑情况的简化模型进行理论计算 并将理论结果与数值分析结果 及规范进行对比 以验证半刚性钢框架稳定理论在计算满堂支撑体系承载力上的有效性最后 根据试验 所得扣件转动刚度参数 采用有限元软件对其转动特征进行模拟 扣件式钢管满堂支撑体系屈曲分析 屈曲分析理论