十字盤盤銷式鋼管支架基本受力單元體及其擴展支架受力性能研究.pdf

1、十字盤盤銷式鋼管支架是一種全新的建筑施工臨時支撐體系，該支撐體系由立桿、橫桿、斜桿、可調(diào)頂托、可調(diào)底托以及插銷連接件連接形成結(jié)構(gòu)幾何不變體系的基本受力單元體支架，再通過盤銷連接節(jié)點以及立桿上下套管使基本受力單元體支架進(jìn)行水平、豎向擴展從而形成整個支撐體系，搭設(shè)十分便捷。已有研究指出對盤銷式鋼管支架基本受力單元體的結(jié)構(gòu)性能研究是掌握支架整體結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ);在豎向荷載作用下，桁架式支撐結(jié)構(gòu)的失效模式體現(xiàn)為單元桁架的屈曲失穩(wěn)。為了分析研究該類

2、型鋼管支架基本受力單元體的受力性能，本文通過室內(nèi)試驗和有限元數(shù)值分析相結(jié)合的方法對十字盤盤銷式鋼管支架進(jìn)行受力性能研究，分析探討了頂部懸臂長度、步距、橫距、跨數(shù)、步數(shù)、是否設(shè)置斜桿以及斜桿搭設(shè)方式對基本受力單元體承載力的影響，主要研究工作總結(jié)如下:
　　(1)開展了基本受力單元體受力性能試驗，得到了基本受力單元體的失穩(wěn)破壞形態(tài)和承載力:當(dāng)未設(shè)置斜桿時，表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)，立桿未出現(xiàn)彎曲變形;當(dāng)布置斜桿時，表現(xiàn)為單根立桿彎曲變形

3、破壞。是否設(shè)置斜桿、頂部懸臂長度和步距對基本受力單元體的承載力影響較大，橫距對基本受力單元體的承載力影響較小。
　　(2)開展了基本受力單元體擴展支架受力性能試驗，得到了基本受力單元體擴展支架的失穩(wěn)破壞形態(tài)和承載力:豎向擴展支架的承載力有所下降，擴展支架的失穩(wěn)形態(tài)與基本受力單元體的失穩(wěn)形態(tài)一致，即在設(shè)置斜桿的情況下表現(xiàn)為立桿的屈曲破壞，在不設(shè)置立桿的情況下表現(xiàn)為整體扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。橫向擴展支架單根立桿的穩(wěn)定承載力并沒有太大變化。在失穩(wěn)形

4、態(tài)上，橫向擴展支架在設(shè)置斜桿和不設(shè)置斜桿的情況下均表現(xiàn)為立桿屈曲破壞。
　　(3)基于節(jié)點半剛性理論的基礎(chǔ)，運用ABAQUS軟件建立了基本受力單元體及其擴展支架模型，得到了基本受力單元體及其擴展支架的失穩(wěn)形式和位移-荷載曲線，并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比，驗證了其準(zhǔn)確性。
　　(4)運用ABAQUS軟件對試驗中涉及的基本受力單元體搭設(shè)參數(shù)對其受力性能的影響進(jìn)行數(shù)值分析，得到頂部懸臂長度、步距、橫距、跨數(shù)、步數(shù)對基本受力單元體受力性能

5、的影響。通過數(shù)值分析可知:頂部懸臂長度是影響支架穩(wěn)定性的關(guān)鍵性因素，頂部懸臂長度與基本受力單元體穩(wěn)定承載力之間的關(guān)系近似于反比例函數(shù)關(guān)系，在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制頂部懸臂長度;步距對支架的穩(wěn)定性影響較大，在施工過程中應(yīng)控制支架的步距不宜過大;橫距對基本受力單元體穩(wěn)定承載力影響不大;步數(shù)對兩層以上豎向擴展支架的穩(wěn)定承載力影響不大。
　　(5)對基本受力單元體的斜桿搭設(shè)方式進(jìn)行了試驗研究和有限元分析，通過分析可知:斜桿的搭設(shè)方式不影響基