扣件式钢管模板支撑体系连接方式的研究与探讨

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　　摘 要：扣件式钢管模板支撑体系具有自重轻、质量好、拆卸方便，在我国建筑工地上被广泛应用。目前国内外学者对扣件式钢管模板支撑体系稳定性研究比较重视，研究成果被广泛的应用。但是对扣件式钢管模板支撑体系的铰接、半刚性连接、刚性连接进行系统的研究相对不足。本文通过ANSYS有限元软件进行模拟实际工况下的三种连接方式，对三种模拟结果与试验结果进行对比。结果发现半刚性连接与试验结果比较接近。因此，扣件式钢管模板支撑体系连接方式为半刚性连接。
　　关键词：扣件式；支撑体系；ANSYS有限元；半刚性
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.040
　　1 引言
　　随着我国国民经济的发展，建筑物越来越高，跨度越来越大，使得扣件式钢管模板支撑体系跨度大，高度高。特别是近几年由于扣件式钢管模板支撑体系的破坏，导致安全事故频繁发生，其中一个重要的原因是对扣件式钢管模板支撑体系连接方式的研究相对不足，认识不够，导致现场施工人员对节点的连接不够重视，对节点的扭转力矩具有随意性，节点的扭转力矩部分偏大、部分偏小，从而导致安全事故发生[1]。因此，本文的研究为规范的修订提供依据，同时也为减小扣件式钢管模板支撑体系坍塌事故提供理论保证[2]- [6]。
　　2 模拟、对比、分析
　　本文通过ANSYS有限元软件模拟实际工况下的铰接、半刚性连接、刚性连接，对三种模拟结果与试验结果进行对比。三种模拟连接方式和试验都采用两跨两步架。钢管截面尺寸均为外直径0.048m，管壁厚度0.003m，钢材的弹性模量取为2.06×105N/mm2，密度 7.8×10-6kg/mm3，泊松比0.3。纵距1200mm，横距1200mm，步距1500mm，扫地杆距地面为200mm，立杆顶端伸出400mm。弹簧单元COMBIN14 用来模拟直角扣件的半刚性性质[7]- [8]。
　　图1是半刚性连接下ANSYS模拟的试验结果，从中可以看出最大位移为0.285429mm，介于铰接和刚接位移之间，同时，通过应变片测得中间立杆在7000N的力作用下，顶部最大位移为0.31mm。分析在试验中比模拟大的原因是曾在初始缺陷。
　　3 结论
　　从试验和模拟中可以得出结论，扣件式钢管模板支撑体系连接方式是半刚性连接。半刚性的大小取决于扭转力矩。在施工中我们要严格控制扭转力矩的大小，施工完毕之后，要用力矩扳手进行抽样检测。
　　参考文献：
　　[1]刘莉等.混凝土浇筑顺序对高大模板支撑体系稳定性影响[J].沈阳建筑大学学报，2014，01（17）：115-119.
　　[2]赵挺生，龙奋杰，方东平等.钢筋混凝土建筑施工短暂状况设计分析[J].工程学，2004，21（04）：39-44.
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　　[4]章雪峰.混凝土结构扣件式钢管模板高支模整体受力分析[D].杭州：浙江大学，2005.
　　[5]张福亮.混凝土结构早拆模板体系与拆模时间的研究[D].上海：同济大学，2007.
　　[6]陈阁琳，张艾，杜泽飞.扣件式钢管模板高支撑架的设计与施工[J].施工技术，2007，47（09）：21-23.
　　[7]T.Yen，Y.L.Huang，W.F.Chen，Y.C.Lin.Design of scaffold system for concrete buildings during construction[Structural Engineering Report[R].Indiana：School of Civil Engineering， Purdue University，West Lafayette，1995.
　　[8]J.L.Peng，A.D.E.Pan，W.F.Chen.Approximate analysis method for modular tubular falsework[J].Journal of Structural Engineering，2001，127（03）：256-263.
　　项目来源：辽宁省自然科学基金（201602617）。
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