关键词:
高大模板支撑架体
抱柱连接
ANSYS有限元分析
模板工程
半刚性节点
摘要:
随着我国建筑水平的大幅度提高,人们对建筑的要求不仅仅满足于使用功能,还有美观和舒适度的要求,提高人们的娱乐生活的追求。目前,建筑造型新颖和高大的建筑越来越多,高大模板支撑体系使用越来越多,针对近几年的高大模板支撑坍塌事故时有发生且造成人员伤亡和经济损失的情况,因此人们越来越重视高支模体系的安全性及其设计研究。根据现行规范规定建筑施工时,当有可靠结构存在时,模板支撑结构应与既有可靠结构连接,建筑施工当遇到已达到一定强度结构柱时,模板支撑结构宜采用抱柱连接,高大模板支撑抱柱连接有效的增加了整体稳定性和减少侧移,是高支模安全措施的主要方法,减少安全事故并提高施工质量。该项研究具有现实意义和社会意义。调研得知:目前,对架体抱柱连接的研究很少,现行规范规定抱柱措施要求没有具体针对性。为了更科学合理对抱柱连接架体进行设计,本文采用有限元软件ANSYS模拟计算分析,架体节点按半刚性性能进行建模,架体与柱连接四周一侧处只约束该侧沿冲击水平力方向位移。研究各种影响抱柱连接设计的因素,如:步距、跨距、架体高度、荷载、柱距和抱柱方式等。研究各因素对架体的侧移、内力和稳定承载力的影响。本文建立40种工况模型进行分析,首先分析了多种工况的抱柱与不抱柱的计算模型,通过计算对比分析发现:高大模板支撑架抱柱连接比非抱柱连接模板支撑架体的稳定承载力可提高3~4倍,提出高大模板支撑架体抱柱连接的必要性;模型分析得到了抱柱连接设计步距和跨距影响结果,给出满足要求架体最大步距和跨距限值及抱柱连接最优竖向间距3米以下要求和依据;分析得出架高对抱柱设计影响最显著的结论,针对不同架高的给出建议抱柱方式;比较了一步一抱、两步一抱、三步一抱的不同抱柱方式对架体侧移和稳定极限承载力的影响,给出针对不同模板支撑架体架高的抱柱连接最佳抱柱方式,同时给出不宜采用三步一抱的限制前提和要求;对大截面梁重载下的架体分析和大结构柱距支模架体分析,得出该种情况抱柱设计应减少抱柱竖向间距和加强措施的要求和建议;当抱柱水平间距增大时,柱距越大,其抱柱模板支撑架体稳定承载力越小,当柱距超过9m时应考虑架体减少步距、跨距或减少抱柱竖向间距等其他加强措施。当架高超过12米,三步一抱较两步一抱和一步一抱时,其架体侧移加大且稳定承载力降低明显。当抱柱模板支架的架高达到18米以上时,应减少抱柱间距,不应三步一抱,应限制步距1.5米和跨距1米以下等加强稳定措施。希望研究结果为高大模板工程设计提出合理性建议,对规范进一步修订提供参考。