扣件式鋼管模板支撐體系動力特性及動力穩(wěn)定性研究.pdf

1、長期以來扣件式鋼管模板支撐體系在建筑施工中已經(jīng)得到廣泛的應用,此類模板支撐架在我國大約占模架使用總量的70％,占據(jù)主導地位。模板支撐架的安全穩(wěn)定是施工得以順利進行的基本保證。然而作為臨時結構物,它的重要性往往被人忽視,多年來模板支撐架事故頻發(fā)。模板支撐架失穩(wěn)坍塌多發(fā)生在混凝土澆筑時期,荷載的計算失誤、立桿伸出水平桿長度過大、支撐架整體剛度不足等都會成為其失穩(wěn)的原因?；炷潦┕み^程中活荷載變化較大,不同工藝澆筑混凝土時產(chǎn)生的荷載效應有所不

2、同,材料及施工器具的局部堆積、振動棒的作用等會使支撐架體受荷分布不均勻,混凝土澆筑時梁處荷載的局部集中以及沖擊作用對荷載也有放大效應。這些因素考慮不周全會直接導致扣件式鋼管模板支撐架的設計和搭建存在安全隱患。對于模板支撐架整體失穩(wěn)的臨界荷載值和臨界失穩(wěn)狀態(tài)時的位移及破壞形式,仍然需要深入研究。
　　本文主要結合課題組前期研究成果,對模板支撐架的動力特性、混凝土澆筑期其自振頻率的動態(tài)變化、諧荷載下的動力響應、支撐架整體動力穩(wěn)定性進行

3、了分析和數(shù)值模擬。所做的計算分析主要有:
　　1.預應力下模板支撐架結構的模態(tài)分析,計算混凝土澆筑期階段性區(qū)域質(zhì)量荷載下的動力特性,利用BlockLanczos法提取特征參數(shù),分析隨著混凝土的澆筑施工的進行,模板支撐架動力性能的變化趨勢;
　　2.模板支撐架頂部簡諧荷載作用下的諧響應分析,得到節(jié)點位移隨頻率的變化規(guī)律,以及對結構位移影響較大的外荷載頻率,并比較了不同荷載幅值的影響;
　　3.模板支撐架靜力非線性穩(wěn)定分析

4、,多次計算并通過判斷結構切線剛度矩陣的正定性確定靜力非線性穩(wěn)定臨界荷載PScr;
　　4.模板支撐架在階躍荷載下的動力穩(wěn)定性分析,根據(jù)靜力分析結果逐級施加荷載值,得到動力穩(wěn)定臨界荷載PDcr,并將此結果與靜力分析結果進行比較分析;
　　5.對模板支撐架同時作用一定比例的水平荷載和豎向階躍荷載,通過非線性時程分析,得到不同水平荷載程度下支撐架體系的靜力及動力穩(wěn)定臨界荷載值;
　　6.對支撐架模型進行特征值屈曲分析,提取最

5、低階屈曲模態(tài)中構件節(jié)點的位移以模擬結構的初始幾何缺陷分布,并分析初始缺陷對支撐架動力穩(wěn)定性的影響。
　　本文通過分析得出以下結論:
　　1.泵送混凝土脈沖諧荷載對模板支撐架穩(wěn)定性能影響較大,隨著混凝土澆筑施工的進行,模板支撐體系動力特性的變化具有規(guī)律性,其自振頻率隨頂部質(zhì)量荷載的增加而減小,同時位移及變形特征發(fā)生改變?？梢酝ㄟ^對其變形及位移的跟蹤觀測及時了解支撐體系的動力特性,從而判斷結構穩(wěn)定性。
　　2.模板支撐架靜