扣件式鋼管模板支撐體系連接方式的研究與探討

李立新，儲(chǔ)誠(chéng)明，劉 莉

（沈陽建筑大學(xué)，沈陽 110168）

扣件式鋼管模板支撐體系連接方式的研究與探討

李立新，儲(chǔ)誠(chéng)明，劉 莉

（沈陽建筑大學(xué)，沈陽 110168）

扣件式鋼管模板支撐體系具有自重輕、質(zhì)量好、拆卸方便，在我國(guó)建筑工地上被廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)扣件式鋼管模板支撐體系穩(wěn)定性研究比較重視，研究成果被廣泛的應(yīng)用。但是對(duì)扣件式鋼管模板支撐體系的鉸接、半剛性連接、剛性連接進(jìn)行系統(tǒng)的研究相對(duì)不足。本文通過ANSYS有限元軟件進(jìn)行模擬實(shí)際工況下的三種連接方式，對(duì)三種模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)半剛性連接與試驗(yàn)結(jié)果比較接近。因此，扣件式鋼管模板支撐體系連接方式為半剛性連接。

扣件式；支撐體系；ANSYS有限元；半剛性

1 引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑物越來越高，跨度越來越大，使得扣件式鋼管模板支撐體系跨度大，高度高。特別是近幾年由于扣件式鋼管模板支撐體系的破壞，導(dǎo)致安全事故頻繁發(fā)生，其中一個(gè)重要的原因是對(duì)扣件式鋼管模板支撐體系連接方式的研究相對(duì)不足，認(rèn)識(shí)不夠，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)節(jié)點(diǎn)的連接不夠重視，對(duì)節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)力矩具有隨意性，節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)力矩部分偏大、部分偏小，從而導(dǎo)致安全事故發(fā)生［1］。因此，本文的研究為規(guī)范的修訂提供依據(jù)，同時(shí)也為減小扣件式鋼管模板支撐體系坍塌事故提供理論保證［2］- ［6］。

2 模擬、對(duì)比、分析

本文通過ANSYS有限元軟件模擬實(shí)際工況下的鉸接、半剛性連接、剛性連接，對(duì)三種模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。三種模擬連接方式和試驗(yàn)都采用兩跨兩步架。鋼管截面尺寸均為外直徑0.048m，管壁厚度0.003m，鋼材的彈性模量取為2.06×105N/mm2，密度 7.8×10-6kg/ mm3，泊松比0.3。縱距1200mm，橫距1200mm，步距1500mm，掃地桿距地面為200mm，立桿頂端伸出400mm。彈簧單元COMBIN14 用來模擬直角扣件的半剛性性質(zhì)［7］- ［8］。

圖1是半剛性連接下ANSYS模擬的試驗(yàn)結(jié)果，從中可以看出最大位移為0.285429mm，介于鉸接和剛接位移之間，同時(shí)，通過應(yīng)變片測(cè)得中間立桿在7000N的力作用下，頂部最大位移為0.31mm。分析在試驗(yàn)中比模擬大的原因是曾在初始缺陷。

3 結(jié)論

從試驗(yàn)和模擬中可以得出結(jié)論，扣件式鋼管模板支撐體系連接方式是半剛性連接。半剛性的大小取決于扭轉(zhuǎn)力矩。在施工中我們要嚴(yán)格控制扭轉(zhuǎn)力矩的大小，施工完畢之后，要用力矩扳手進(jìn)行抽樣檢測(cè)。

圖1

［1］劉莉等.混凝土澆筑順序?qū)Ω叽竽０逯误w系穩(wěn)定性影響［J］.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，01（17）：115-119.

［2］趙挺生，龍奮杰，方東平等.鋼筋混凝土建筑施工短暫狀況設(shè)計(jì)分析［J］.工程學(xué)，2004，21（04）：39-44.

［3］張永安.關(guān)于高支模鋼支架計(jì)算的研討［J］.廣東土木與建筑，2000（01）：51-57.

［4］章雪峰.混凝土結(jié)構(gòu)扣件式鋼管模板高支模整體受力分析［D］.杭州：浙江大學(xué)，2005.

［5］張福亮.混凝土結(jié)構(gòu)早拆模板體系與拆模時(shí)間的研究［D］.上海：同濟(jì)大學(xué)，2007.

［6］陳閣琳，張艾，杜澤飛.扣件式鋼管模板高支撐架的設(shè)計(jì)與施工［J］.施工技術(shù)，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 Engin eering，2001，127（03）：256-263.

項(xiàng)目來源：遼寧省自然科學(xué)基金（201602617）。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.040