钢管脚手架的构件属于典型的细长杆件,在外荷载和侧向位移的共同作用下,杆件会产生显著的二阶效应。同时,钢管脚手架的立杆和水平杆之间需要通过直角扣件、插销、螺栓等构件进行连接,其节点具有明显的半刚性,这种特性会削弱立杆与水平杆的连接强度,从而增大杆件的侧向位移。以上两种因素会对钢管脚手架的承载能力和变形性能产生不利影响,甚至引起坍塌等工程事故。因此,有必要综合考虑二阶效应和节点半刚性的影响,建立钢管脚手架的分析模型。同时,为了验证钢管脚手架的分析模型和校准现行的设计规范,有必要开展不同搭设高度和不同节点连接类型的钢管脚手架的现场试验。鉴于此,本文主要围绕钢管脚手架的分析模型、现场试验和规范校准分析开展研究。主要研究内容包括:(1)基于梁柱单元的基本微分方程,分别推导了考虑二阶效应的立杆单元以及考虑二阶效应和节点半刚性的水平杆单元的刚度矩阵,并结合非线性分析的直接迭代法,建立了能够综合考虑线性节点半刚性和二阶效应的钢管脚手架分析模型,并通过与有限元分析结果和现场测试数据进行对比分析,验证了该模型的计算精度和适用性,在此基础上定量分析了线性节点半刚性与二阶效应对钢管脚手架内力与位移的影响规律。(2)基于描述钢管脚手架非线性节点半刚性的弯矩-转角模型,结合考虑二阶效应的立杆单元以及考虑二阶效应和节点半刚性的水平杆单元的刚度矩阵,利用非线性分析的牛顿-拉普森迭代法,建立了能够综合考虑非线性节点半刚性和二阶效应的钢管脚手架分析模型,并与有限元分析结果和现场测试数据进行了对比验证分析,在此基础上定量分析了非线性节点半刚性和二阶效应对钢管脚手架内力和位移的影响规律。(3)分别开展了满堂扣件式钢管模板支撑体系、扣件式钢管高大模板支撑体系、承插型键槽式钢管模板支撑体系的现场测试试验,测试了施工全过程(包括模板搭设、混凝土浇筑、混凝土养护等)钢管模板支撑体系的立杆、水平杆和剪刀撑的内力和位移的现场数据,在此基础上对现行国家和地方规范的立杆轴力计算、虚拟水平荷载取值等方面进行了校准分析。