随着我国城市现代化进程不断加速,各个城市中的综合型建筑物如雨后春笋般冒出来,这些建筑物要求大空间,为了满足这一要求就需要高大模板。扣件式高大模板由于具有易装拆,通用性强,承载力较大,性价比高等优点,其在我国建筑业的使用频率仍然很高,因为高模板是临时结构,根据近些年高大模板事故原因统计,在现场搭设期间,支撑体系施工不规范,管理不到位,监督跟不上,材料质量不合格等这些因素严重影响了高模板支撑体系的稳定性。为了对高模板支撑体系的稳定性和承载能力有更全面的了解,本文将从高大模板结构方面着手,基于本课题组前期对高大模板工程安全性现场影响因素的研究成果;首先对扣件的力学性能进行试验研究与数值分析,然后对不同工况下高大模板支撑体系进行数值分析,具体研究工作包括:(1)扣件力学性能试验研究:对直角扣件分别做了抗滑移、抗扭试验,并对对接扣件进行抗拉伸的试验研究,分析了不同扭矩作用下直角扣件抗滑移刚度及抗扭性能、对接扣件抗拉性能。试验结果表明,直角扣件的抗滑刚度随着扣件拧紧扭矩的增大而增大;随着对接扣件拧紧扭矩值的增大,对接扣件的抗拉刚度也随之呈现增大趋势,抗拉性能也越好;在直角扣件抗扭性能一次性加载试验过程中,扣件主要发生了以下几种典型的破坏形态:扣件螺杆滑丝、扣件磨损、杆件磨损、扣件变形。但在周转试验时,扣件出现了断裂破坏,在相同的扭矩参数下,扣件的试验曲线比较接近,离散度较小,反映了试验的可行性。(2)扣件有限元分析:根据直角扣件试验结果及扣件相关几何尺寸与材料属性,考虑了材料非线性、几何非线性及接触非线性,建立了直角扣件的三维非线性有限元分析模型并施加了与试验相同的荷载工况,对该模型进行了有限元分析,试验与数值分析的荷载-位移曲线误差较小,表明了扣件有限元模型建立的合理性。根据直角扣件有限元分析模型的结果,建立了旋转扣件的三维有限分析模型,分析了旋转扣件的受力性能,为支撑体系的整体力学性能分析奠定基础。(3)高大模板支撑体系整体力学性能有限元分析:根据扣件试验研究与数值分析结果并进行半刚性计算,将每个扣件模拟为六个弹簧单元,建立了高大模板支撑体系的三维有限元分析模型,分析了不同工况下高大模板支撑体系的整体力学性能,结果表明在不同工况作用下,高大模板体系的破坏模式及整体变形与受力情况密切相关。