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扣件式钢管模板支撑体系因其装拆方便、通用性强、承载力大、整体刚度好等优点而被广泛使用,但现场施工中因该支撑体系失稳导致模板坍塌的事故时有发生,已成为施工中易引发群体伤亡的重大危险源之一,提高该体系的安全可靠性成为建筑行业的一个重要课题。
本文主要对高支模真型试验进行模拟分析,通过模拟高支模体系的力学性能并与试验结果对比分析,验证模拟方法的正确性。运用此模拟方法分析高支模体系中剪刀撑的受力性能,其中包括高支模体系中梁底竖向剪刀撑内力、四周连续竖向剪刀撑内力、水平剪刀撑内力。对设置不同剪刀撑的架体做屈曲分析,目的是研究架体中水平剪刀撑、梁底竖向剪刀撑以及架体四周连续竖向剪刀撑对架体屈曲变形及承载能力的影响。模拟研究剪刀撑对不同高度的架体承载能力的影响。
分析发现:架体先发生纵向变形,再发生横向变形,大的扭转变形使架体失稳是导致架体倒塌的主要原因。水平剪刀撑不能提高架体整体承载力,水平剪刀撑通过对立杆、水平杆的拉结作用来提高架体的整体性;梁底竖向剪刀撑可以提高架体整体承载力,但提高幅度不大,梁底部竖向剪刀撑可以减小梁底立杆变形,还可以减弱架体的扭曲变形;四周连续竖向剪刀撑提高架体整体承载力的能力略高于梁底竖向剪刀撑;四周连续竖向剪刀撑对减弱架体扭曲变形的有很大作用。架体度越高,整体稳定性越差;架体的高度越高,剪刀撑对提高架体整体承载力的作用越明显。
本文的研究成果为《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)的修订提供了理论依据。