扣件式钢管模板支架的直接分析法研究

直接分析法作为基于二阶非线性分析的高等分析方法,可以真实的反映出结构的初始缺陷、节点半刚性、结构和材料的非线性行为,反映出更准确的结构内力.扣件式钢管模板支架作为细长临时支撑结构,针对其杆件和连接非线性行为显著、明显的二阶效应、初始缺陷较大等特点,采用直接分析法对扣件式钢管模板支架设计,可获取更准确的整架体系非线性行为...     

扣件式模板支架初始缺陷分类及缺陷敏感度分析

针对扣件式钢管模板支撑体系坍塌事故频发的现状,分析初始缺陷对架体承载能力的影响及计算方法。按照初始缺陷的性质,将扣件式钢管模板支架常见缺陷分为力学缺陷、材料缺陷、搭设参数偏差和初始几何缺陷共4大类。根据某真型实验架体建立有限元模型,分别计算架体承载能力对4类初始缺陷的敏感程度。针对较为敏感的初始缺陷,提出通过在现行规范承载力验算公式中加入修正参数来考虑材料初始缺陷的方法,以提高扣件式钢管模板支架极限承载能力计算的精度。     

钢管脚手架扣件节点的转动刚度试验和计算模型

进行了扣件式钢管脚手架节点半刚性性能的实验研究,提出了节点的半刚性计算模型。研究表明扣件节点竖直平面内的力矩—转角关系呈现明显的非线性特性,而水平面内的力矩—转角呈线性特性。数值算例表明,本文得到的扣件节点的半刚性计算模型,可以推广应用到扣件式钢管脚手架体系的设计和计算中。     

基于响应面法的扣件式模板支架缺陷灵敏度分析

针对中国建筑施工中扣件式模板支架坍塌事故时有发生的现状,采用响应面法对材料缺陷、制造误差和操作失误等多种初始缺陷进行了敏感度分析。采用有限元软件建立了典型模板支架的精细化有限元模型,分析了钢管壁厚、弹性模量和初始偏心等对模板支架极限承载能力的影响。通过多因素响应面分析,得出了典型扣件式模板支架对不同初始缺陷的敏感程度,为施工过程中有效控制模板支架坍塌事故提供了技术支撑。     

支模架节点半刚性性能对比研究

为了对比各种形式模板支撑架梁柱节点半刚性强弱,本文抽取直角扣件、碗扣式、盘扣式、轮扣式直角节点等工程中常用的模板支撑架形式的梁柱连接进行节点扭转刚度试验,得到并绘制相应的M-θ关系曲线,为各种形式支撑架设计计算提供参考.再搭设这4种不同节点形式钢管支撑架进行单榀试验,根据试验所得位移与SAP 2 000模拟所得的位移计算得到半刚性横向刚度修正系数,进行直观对比.结果表明节点刚度由强到弱依次为:65N·m初始拧紧力矩扣件式节点、碗扣式节点、盘扣式节点、40N·m初始拧紧力矩扣件式节点、轮扣式节点.     

半刚性节点取值对高大模板支撑体系极限承载能力的影响

随着经济的发展,扣件式模板支架应用的越来越广泛。然而由于施工缺陷扣件式模板支架的直角扣件达不到进一步相应规范要求,由此引发的安全事故越来越严重。直角扣件是介于刚接和铰接的半刚性节点,资料表明半刚性节点的取值对其极限承载力有一定的影响。文中运用特征值屈曲分析,结合数值分析方法,进一步探究与极限承载力的关系。研究表明,拧紧力矩较小时,初始转动刚度值的变化对承载力影响非常显著,性扣件式模板支撑体系的极限承载力值随半刚性值的增大呈非线性增大。     

满堂扣件式钢管脚手架不同步距承载力影响分析

目前满堂扣件式钢管脚手架安全计算扣件节点普遍按刚性考虑,实际施工主要凭经验搭设,时常会发生脚手架坍塌等安全事故,结合某工程架体搭设高度9.2m,论文考虑扣件节点半刚性,通过室内试验得到在不同拧紧扭力矩值下的直角扣件转角刚度,建立该工程满堂扣件式钢管脚手架模型,运用SAP2000有限元软件分析不同步距下对架体承载力的影响,得到该工程步距1.285m最为合理。其研究方法和结论可为工程借鉴。     

有剪刀撑扣件式钢管模板支架简化计算方法

扣件式钢管模板支架的稳定承载力计算理论是工程中亟待解决的一个难题。在分析有剪刀撑扣件式钢管模板支架结构特点的基础上,提出了其稳定承载力的简化计算模型,并推导了简化模型中各参数的计算公式,建立了其简化计算方法。利用两个足尺模型试验研究了有剪刀撑扣件式钢管模板支架的稳定性能,根据试验结果,验证了简化模型的合理性,并将试验结果与简化计算方法得出的结果进行了对比,二者吻合较好,验证了该文的简化计算方法的计算结果能够满足实际工程应用的精度要求,建议考虑将其应用在模板支架规范中。     

扣件式钢管脚手架结构的可靠度分析

钢管脚手架倒塌事故时有发生,通过现场数据实测、参考试验研究和统计分析,建立了落地式外脚手架荷载和抗力的概率模型.基于某脚手架工程实例,考虑扣件连接的节点半刚性,利用有限元软件ANSYS建立分析模型.采用脚手架荷载和抗力的概率模型,以连墙件连接扣件的滑移破坏和脚手架整体横向失稳破坏为主要失效模式,使用Monte Carlo法对脚手架结构进行可靠度计算.研究结果表明,其可靠度指标大于规范要求,结构安全,但有必要深入进行考虑人为错误影响下的脚手架可靠度分析.     

基于整架试验的扣件式钢管脚手架半刚性节点计算方法

扣件式钢管脚手架是目前国内建筑施工中使用最广的脚手架形式.在目前的几种计算模型中,半刚性节点模型最能反映扣件连接的特点,然由于建筑施工的特点,由单个扣件实验测得的节点本构关系在实用中是不可信的.本文通过对脚手架整架承载力试验结果的反分析,求得了节点旋转刚度系数,并建立了考虑节点半刚性连接的脚手架计算模型.比较了本模型与规范(JGJ130-2001)计算结果的差异,发现按照规范计算,其结果是偏于安全的.     

碗扣式钢管支架承载力试验结果分析

与普通扣件式钢管模板支架相比,碗扣式钢管模板支架具有搭设更加方便、节点性能更加稳定、受力性能更加良好等优点,在各类建筑工程中得到越来越多的应用,然而至今还没有成熟的技术规范,使其工程应用存在隐患,也制约了其进一步的推广。本文开展了4×4跨碗扣式钢管模板支架承载力的试验研究与有限元分析,以期为碗扣式钢管模板支架设计与施工提供指导。     

满堂扣件式钢管支撑架门洞宽度对其受力特征的影响

为了探讨门洞宽度对满堂扣件式钢管支撑架受力特征的影响,通过SAP2000大型有限元软件建立有限元模型,基于节点半刚性分析了门洞宽度变化对其在荷载作用下的弯矩、剪力、轴力分布特征的影响,得出门洞宽度对满堂扣件式钢管支撑架内力的影响规律。     

基于整架试验的扣件式钢管脚手架半刚性节点计算方法

扣件式钢管脚手架是目前国内建筑施工中使用最广的脚手架形式。在目前的几种计算模型中,半刚性节点模型最能反映扣件连接的特点,然由于建筑施工的特点,由单个扣件实验测得的节点本构关系在实用中是不可信的。本文通过对脚手架整架承载力试验结果的反分析,求得了节点旋转刚度系数,并建立了考虑节点半刚性连接的脚手架计算模型。比较了本模型与规范(JGJ130—2001)计算结果的差异,发现按照规范计算,其结果是偏于安全的。     

承插型盘扣式钢管支架盘扣节点扭矩-转角模型适用性研究

承插型盘扣式钢管支架盘扣节点半刚性明显,是架体力学性能的重要影响因素之一.因此对架体进行精确数值分析时,需要合理选取盘扣节点扭矩-转角数学模型.在盘扣节点抗扭试验的基础上,采用数理统计方法获取盘扣节点扭矩-转角的二参数对数模型和三线性模型.通过架体荷载试验和有限元数值计算,对比分析盘扣节点单线性模型、三线性模型和二参数对数模型的适用性.三种盘扣节点模型参数选取合理时,架体有限元数值计算结果均可满足实际工程对稳定承载力的精度要求,其中盘扣节点采用二参数对数模型时,架体极限稳定承载力有限元数值计算值与试验值吻合性最好.由于立杆荷载分配不均、上下立杆连接半刚性、构件间隙和过盈装配等因素,架体侧移和盘扣节点扭矩的有限元数值计算值与试验值相差明显,结合试验数据规律,采用系数修正法对有限元数值计算结果进行了修正.     

缺陷圆柱壳体外压屈曲的仿真分析

基于Ansys workbench有限元仿真软件,对含初始缺陷的圆柱壳体进行了外压屈曲的仿真研究。首先进行了理想圆柱壳体的特征值屈曲分析,得出前30阶线性屈曲失稳模态作初始几何缺陷。然后基于单一模态缺陷法和组合模态缺陷法建立具有初始几何缺陷的模型,利用有限元仿真分析的非线性稳定算法和弧长法进行非线性屈曲分析。最后设计圆柱壳体静压屈曲实验,得出了临界屈曲载荷。将非线性屈曲分析结果与实验结果、承压结构工程分析方法计算结果作对比分析,结果表明：弧长法与非线性稳定算法相比,预测精度更高;承压结构工程分析方法求出的结果非常保守,临界屈曲载荷远低于实验结果;第1阶模态缺陷不是对圆柱壳体承压能力最不利的初始缺陷,最不利初始缺陷的模态阶数一般为低阶;模型的初始缺陷幅值大小对临界屈曲压力有较大的影响,但对最不利初始缺陷的模态阶数没有影响。2种初始缺陷构造方法都是可行的,但低阶多模态组合缺陷模型具有更精准的预测精度,误差约为3.55%。     

简化的舱段船壳模型试验模态分析

工厂加工的试验模型与设计模型有时存在一定的差异，致使试验模型的动态特性与设计模型的动态特性不一致，本文中用于振动主动控制实验研究的舱段船壳模型就属于这种情况。而舱段船壳模型的动态特性对于其振动主动控制研究是很重要的、应用锤击激励法和LMS，CADA—X结构动态测试与分析软件对简化的舱段船壳模型上部平板进行模态试验，得到了前六阶固有频率、阻尼和振型，经模态置信准则检验，所测试验模态参数真实有效．将试验模态参数与有限元计算模态参数比较分析，找出了试验模型的加工缺陷，即船壳模型上部平板存在初挠度，致使试验模态与有限元计算模态的某些阶模态参数存在很大差别。     

车体下吊吊挂方式和弹性悬置质量对车体模态频率的影响

运用有限元软件建立高速列车CRH3承载结构和整备状态有限元模型,并进行了整备状态下试验模态分析.对比分析了车体下吊分别采用弹性连接和刚性连接时车体模态频率的变化,以及整备状态下不同计算方法理论模态频率与试验模态频率.发现当考虑车体弹性悬置质量时车体有限元模型的模态频率计算结果与试验模态频率结果更加接近.     

基于缺陷状态下碗扣式钢管模板支架体系承载力的分析与计算

以碗扣式模板支架试验架体为研究对象,运用JGJ130-2011中碗扣钢管支架的承载力计算方法,计算在材料缺陷、荷载偏心条件下支架的强度、刚度和稳定承载力,结合有限元模拟和试验的结果,对比分析支架的理论计算结果与试验结果的差异,提出重视支架搭设和钢管的质量控制的必要性,指导施工实践。     

钢混凝土组合梁-钢管混凝土柱节点性能

为了研究钢混凝土组合梁-钢管混凝土柱节点的力学性能和半刚性特性,制作了4个比例为1∶3的节点模型进行试验,借助有限元分析软件ABAQUS建立了节点的有限元模型进行数值计算,分别进行了试验结果与数值计算的相应测点的应变、位移等结果的对比分析.通过试验与数值计算彼此校核,得到了与试验相符的有限元模型.在此模型的基础上,建立了该组合梁柱节点只含几何参数的相对弯矩-转角曲线模型.     

扣件不同紧固力矩对工字钢悬挑钢管外脚手架变形影响分析

目前,工字钢悬挑钢管外脚手架的安全验算中扣件普遍按照铰接节点考虑,施工中多根据经验选择搭设参数,有一定的局限性,使得架体存在安全隐患.通过室内试验确定直角扣件在不同紧固力矩值下的弯矩—转角关系曲线,结合搭设高度19.2m的实际工程,运用有限元软件SAP2000建立考虑扣件节点半刚性的三维模型,分析扣件不同紧固力矩对工字钢悬挑钢管外脚手架变形的影响.得出直角扣件紧固力矩值设置为40N·m时,该工程挠度变形最为合理.研究方法和结论适合应用于相似架体设计.