盘扣式钢管悬挑支撑体系设计与施工

盘扣式钢管支撑架由于其安全可靠的优点被广泛应用在实际工程中,特别是高大支模工程,但在大跨度悬挑混凝土结构支撑体系中的应用较少,相关的设计与施工经验不足。针对这一问题,总结了悬挑结构支撑平台的类型,结合某工程,建立考虑节点半刚性和广义初始缺陷的有限元模型,并对悬挑支撑体系的应力及变形进行理论分析,特别是考虑了钢丝绳对悬挑支撑体系的影响。介绍了盘扣式钢管悬挑支撑架的现场安装与拆除等施工技术,为后续盘扣式钢管悬挑支撑架的设计及工程应用提供参考依据。

调相机基座模板支撑体系计算方法研究

为解决新一代大型调相机基座模板支撑体系布置的难题,文中以泰州2×300兆乏调相机工程为背景,采用ABAQUS有限元软件和理论方法对其基座的混凝土模板支撑体系进行研究,得到基于悬伸有侧移半刚性连接框架理论的计算方法,结果表明该力学模型简单,受力传递路径清晰。基于理论模型,提出调相机基座模板支撑体系的计算方法和优化布置,为后续常州、苏州等大型调相机工程的施工提供参考。

扣件式钢管支模架稳定承载能力研究

在直角扣件抗扭刚度试验基础上,考虑扣件连接的半刚性,建立了扣件式钢管支模架稳定承载能力分析的三维有限元模型。采用线性屈曲和非线性屈曲分析方法计算支模架的稳定承载力,结果表明线性屈曲所得的稳定承载力要大于非线性稳定计算结果,尤其是在有初始缺陷时由线性屈曲所得的稳定承载力是不尽合理的。然后采用非线性屈曲方法,计算了不同搭设变量下的稳定承载力,并表示为工程上常用的计算长度系数。对稳定承载力的影响因素进行了分析,指出支模架的初始缺陷、扣件半刚性对支模架稳定承载力的影响比较显著,扣件螺栓拧紧力矩定为40N.m是经济合理的。本文的研究成果可作为扣件式钢管支模架稳定性设计的依据。

明挖区间隧道无柱大空间预应力结构设计

提出3种无柱大空间预应力区间结构方案,并选取预应力密排框架箱形结构方案。针对该方案,通过完成内张拉预应力技术研究、有限元计算分析优化、结构构件设计计算和验算、新方案和普通方案构件承载力设计值与荷载效应组合设计值的对比等,得出预应力密排框架箱形结构方案设计安全可靠,可满足地铁明挖区间无柱大空间区间隧道要求,并为地铁明挖无柱大空间车站结构设计提供借鉴。

三桁钢桁梁桥横桥向内力调整方法及影响参数

针对多主桁钢桥结构成桥状态中边桁受力不均衡的情况,结合三桁刚性悬索加劲钢桁梁桥─—东江大桥,介绍了通过预设横向预拱度来横向调整三片主桁构件内力这一新技术,并分析了其调整原理。为了验证此技术的有效性,应用有限元程序,建立实桥三维有限元模型,对比了内力调整前后中边桁控制弦杆与加劲弦的轴力与不均衡系数,分析了横梁竖向抗弯刚度(EI)、横梁与主桁连接节点刚度(K)对中边桁构件内力分布的均衡性及横向内力调整效果的影响。研究结果表明,利用预设横向预拱度方法,使中桁支座沉降37 mm,可以有效地将中桁内力分担至两边桁,成桥后使中边桁对应弦杆与加劲弦不均衡系数ηi控制在±5%以内;横梁EI对三桁内力分布的均衡性有较大影响,随EI的增大,ηi逐渐减小;节点刚度K对三桁内力分布的均衡性影响显著,铰接模型不均衡系数较刚接模型高出50%左右,是决定内力调整效果的关键。最后,针对实桥横梁与主桁连接并非完全刚接的情况,提出了位移与支反力双控的施工措施。

半刚性满堂支撑架可靠性分析及优化设计

建立半刚性满堂支撑架三维有限元模型,基于ANSYS-PDS采用蒙特卡罗法,考虑随机输入变量对满堂支撑架灵敏度的影响,提出在现行规范经验公式中采用修正参数的方法,以改进规范计算精度。在此基础上,指定步距、纵距、横距为设计变量,支撑架复合应力、纵横向水平杆的挠度为状态变量,钢管用量为目标函数进行优化分析。通过对比得出考虑稳定性系数φ对纵距的影响比较大,其优化方案更具有安全性。

深基坑半刚性半柔性支护结构及力学特性分析

深基坑半刚性半柔性支护适用于建筑物密集,施工场地狭小的岩质深基坑支护。通过ABAQUS有限元软件对深基坑半刚性半柔性支护的作用机理及力学特性进行分析。分析得出,由劲性桩承受开挖步荷载并传至上部已施工的预应力锚杆及下部未开挖土体,保证了开挖过程中的基坑稳定性;劲性桩的弯矩及剪力数值计算结果很小,满足强度要求;半刚性半柔性支护与预应力锚杆柔性支护相比,基坑侧壁的水平位移和基坑外侧地表沉降显著减小,基坑侧壁水平位移变化更均匀,支护效果更优;与桩锚支护相比,变形形态相近,最大水平位移发生位置向下转移,最大水平位移值及最大地表沉降值均较小。

基于半刚性碗扣式模板支撑体系的承载力分析

考虑到碗扣节点的半刚性,采用有限元软件ANSYS对碗扣式模板支撑体系建立有限元模型,定量地分析初始缺陷、构架参数、立杆支座脱空及剪刀撑等因素对其承载力的影响。对碗扣节点的扭转刚度,参考支架整体试验并与模型数据进行对比分析,得出其建议值为45kN·m/rad^50kN·m/rad;杆件初始缺陷对承载力的影响可以等效为作用在连接处节点1.5%Pu的假想水平力;构架参数及剪刀撑对其承载力影响较大;当地基严格按规范处理时可忽略立杆支座脱空对其承载力的影响。

碗扣式钢管模板支撑架力学性能分析

碗扣式钢管模板支撑架由于具有通用性强、承载力高等特点,在现代工程建设中得到了广泛的应用,但由于各种原因,模板支撑系统坍塌的工程事故也屡见不鲜。为研究碗扣式钢管模板支撑架的力学性能,采用有限元软件Midas分析了碗扣节点和支撑架的受力,并与试验结果进行对比,结果表明碗扣节点呈现出半刚性的特点;钢管的初始缺陷可通过施加虚拟水平力的方法进行考虑;通过折减横杆刚度系数的刚节点模型可简化计算碗扣式钢管模板支撑架的承载力。

半刚性满堂红支撑体系动力响应分析

建筑工程施工中满堂红支撑体系受地震荷载、风荷载作用,对其稳定性具有决定性影响,而在设计施工中,一般仅考虑恒载,静力计算的结果与实际受力情况出入较大,该文在考虑扣件半刚性特性及体系初始缺陷的基础上,就这些动荷载进行动力响应综合分析并总结,对满堂红支撑体系的安全设计及施工提出一些建议,从而保证该结构使用过程中的可靠性。

碗扣式模板支架斜撑等效弹簧刚度的求解方法

针对碗扣式模板支架的斜撑刚度取值问题,提出了等效弹簧刚度求解方法。算例结果表明,采用简化的无斜撑计算模型合理,在此基础上建立有斜撑计算模型并结合试验值与有限元计算值可求出斜撑的等效弹簧刚度;通过水平杆与立杆连接节点分别为铰接、刚接、半刚接的计算模型的极限承载力计算值与试验值对比,表明半刚接计算模型能更好地模拟试验的真实工况。

榫卯式满堂支撑体系承载力试验及非线性后屈曲分析

简要介绍了新型榫卯式满堂支撑体系,实施了11个高度超过8 m足尺原型试验。定量地分析了立杆间距、横杆步距在有无剪刀撑的情况下对支撑体系极限承载力影响规律及竖向剪刀撑对支撑体系的极限承载力的影响。基于试验结果建立了包括节点半刚性、节点刚性的两种相对精细化的有限元分析模型并进行了考虑初始缺陷的非线性后屈曲分析。与试验结果进行比较,得出半刚性模型的有效性及节点刚性模型相对于工程实践偏于不安全的结论。在有限元分析中发现节点半刚性和节点刚性模型的荷载随位移变化规律截然不同,得出此种变化规律能够更好地反映结构的刚度特性和失效模式的结论。

扣件式钢管模板支架节点半刚性连接机制试验研究

为提高扣件式钢管模板支架搭设的安全性,对直角扣件节点的半刚性连接机制进行了试验研究。试验以盖板螺栓紧固扭矩为主要研究参数,并考虑制作工艺可能造成扣件性能离散的因素,完成了5个层次共60个试件的试验工作,系统性地获得了扣件式钢管模板支架节点半刚性连接机制的性能数据。

轮扣式支模架结构整体稳定性分析

为解决轮扣式支模架结构在施工过程中安全性差、施工方案难以确定的问题,基于轮扣式支模架正常工作的受力状况,进行单双层中心杆、边杆、角杆3种工况立杆的稳定承载力试验,并对比分析试验结果与有限元分析结果,相互验证其可行性与正确性;基于验证的有限元模型和半刚性连接节点的非线性特性,通过轮扣式支模架结构一阶屈曲模态和非线性屈曲分析,研究节点抗弯刚度及加载方式等参数对轮扣式支模架结构整体稳定性的影响特征。结果表明:随着节点抗弯刚度的增加,临界荷载越来越大,结构整体稳定性越好;采用中心加载方式的结构稳定性最好。

混凝土浇筑期模板高支撑体系抗连续性倒塌性能分析

根据已有模板高支撑体系的研究,利用有限元软件SAP2000阶段非线性分析功能进行模板高支撑体系的数值模拟,并用敏感性分析的方法对比不同构件的重要性系数,然后用拆除构件法对整个体系的抗连续性倒塌性能进行分析。结果表明:单侧推进浇筑顺序下体系最不稳定的荷载模式是顶端中部混凝土浇筑,体系的关键构件为重要性系数最大的底部内杆,关键构件及其附近3根构件的同时失效将引起体系发生连续性倒塌。

十字盘式模板支架单元体稳定承载力理论分析

文章对6组不同搭设参数的模板支架单元体进行了足尺寸试验,并进行了有限元数值模拟分析,根据试验及有限元分析结果的稳定承载力和失稳模态,将三维模板支架单元体简化为一维悬伸受压构件稳定性问题,导出相应的屈曲方程,获得单元体支架理论稳定承载力;将理论结果、试验结果和有限元分析结果进行比较,结果表明根据简化模型计算得到的稳定承载力具有较高的精度,因此具有一定工程应用价值。

考虑节点半刚性与二阶效应的高大模板支撑体系分析模型

综合考虑节点半刚性与二阶效应的影响,建立了高大模板支撑体系的分析模型。首先推导了考虑节点半刚性连接特性与二阶效应的水平杆单元的刚度矩阵,然后推导了考虑二阶效应的立杆单元的刚度矩阵,在此基础上建立了高大模板支撑体系的分析模型,进而定量分析了节点半刚性与二阶效应对高大模板支撑体系的内力与位移的影响规律。分析结果表明,与一阶弹性分析相比,节点半刚性连接特性对高大模板支撑体系的二阶弹性分析结果影响显著;二阶效应对高大模板支撑体系的剪力和弯矩影响显著,甚至导致部分构件的剪力和弯矩变号;节点半刚性连接特性和二阶效应的耦合作用,对高大模板支撑体系的内力(特别是剪力和弯矩)和位移分布具有显著影响。

满堂支撑架体在深基坑换撑中的可行性分析

从简化深基坑换撑施工工序的角度出发,提出利用施工主体结构所需的支撑架体,通过附加水平钢管加强其水平方向承载能力的新型换撑方法,即"架体代撑法".通过SAP2000软件进行了三维有限元建模分析,以土压力和基坑监测位移分别为荷载,以架体稳定性和基坑支护结构位移为安全评判标准,分析结果表明:架体代撑法能满足施工要求.经实际工程验证,该施工方法具有安全可行、提高施工效率、经济效益良好等特点.

插盘式升降支撑系统节点的半刚性特性研究

由于插盘式升降支撑系统的节点构件构造的复杂性,在刚性连接框架结构的基础,考虑侧向位移和节点的半刚性特性,分析转角偏离对节点承受弯矩与转角的函数关系,求解半刚性节点单元刚度矩阵。对节点构件在竖向载荷、横向载荷和弯矩作用下插销的受力特性进行分析。通过有限元法分析插盘式升降支撑系统的节点构件竖向承载力,并试验节点构件相应的力学性能。

节点连接模型对扣件式钢管模板支撑体系动力响应的影响

扣件式钢管模板支撑由于其施工操作简单,在工程中被广泛使用。由于其在施工中为临时结构,操作存在随机性,导致模板支撑体系倒塌事故常有发生,常会造成巨大的经济损失和人员伤亡。论文通过动力时程分析,对比扣件式钢管模板支撑三种节点连接模型在地震作用下的响应,发现扣件式模板支撑体系的节点连接模型对结构动力响应有显著影响。时程分析结果发现不同模型产生最大位移的差值最大为 15.85 %,最大支座反力差值最大为 25.26 %。