【碩士】扣件式鋼管模板支撐體系動(dòng)力特性及動(dòng)力穩(wěn)定性研究

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　　 長(zhǎng)期以來(lái)扣件式鋼管模板支撐體系在建筑施工中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,此類(lèi)模板支撐架在我國(guó)大約占模架使用總量的70%,占據(jù)主導(dǎo)地位。模板支撐架的安全穩(wěn)定是施工得以順利進(jìn)行的基本保證。然而作為臨時(shí)結(jié)構(gòu)物,它的重要性往往被人忽視,多年來(lái)模板支撐架事故頻發(fā)。模板支撐架失穩(wěn)坍塌多發(fā)生在混凝土澆筑時(shí)期,荷載的計(jì)算失誤、立桿伸出水平桿長(zhǎng)度過(guò)大、支撐架整體剛度不足等都會(huì)成為其失穩(wěn)的原因?；炷潦┕み^(guò)程中活荷載變化較大,不同工藝澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載效應(yīng)有所不同,材料及施工器具的局部堆積、振動(dòng)棒的作用等會(huì)使支撐架體受荷分布不均勻,混凝土澆筑時(shí)梁處荷載的局部集中以及沖擊作用對(duì)荷載也有放大效應(yīng)。這些因素考慮不周全會(huì)直接導(dǎo)致扣件式鋼管模板支撐架的設(shè)計(jì)和搭建存在安全隱患。對(duì)于模板支撐架整體失穩(wěn)的臨界荷載值和臨界失穩(wěn)狀態(tài)時(shí)的位移及破壞形式,仍然需要深入研究。 　　本文主要結(jié)合課題組前期研究成果,對(duì)模板支撐架的動(dòng)力特性、混凝土澆筑期其自振頻率的動(dòng)態(tài)變化、諧荷載下的動(dòng)力響應(yīng)、支撐架整體動(dòng)力穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和數(shù)值模擬。所做的計(jì)算分析主要有: 　　1. 預(yù)應(yīng)力下模板支撐架結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析,計(jì)算混凝土澆筑期階段性區(qū)域質(zhì)量荷載下的動(dòng)力特性,利用Block Lanczos法提取特征參數(shù),分析隨著混凝土的澆筑施工的進(jìn)行,模板支撐架動(dòng)力性能的變化趨勢(shì); 　　2. 模板支撐架頂部簡(jiǎn)諧荷載作用下的諧響應(yīng)分析,得到節(jié)點(diǎn)位移隨頻率的變化規(guī)律,以及對(duì)結(jié)構(gòu)位移影響較大的外荷載頻率,并比較了不同荷載幅值的影響; 　　3. 模板支撐架靜力非線性穩(wěn)定分析,多次計(jì)算并通過(guò)判斷結(jié)構(gòu)切線剛度矩陣的正定性確定靜力非線性穩(wěn)定臨界荷載PScr; 　　4. 模板支撐架在階躍荷載下的動(dòng)力穩(wěn)定性分析,根據(jù)靜力分析結(jié)果逐級(jí)施加荷載值,得到動(dòng)力穩(wěn)定臨界荷載PDcr,并將此結(jié)果與靜力分析結(jié)果進(jìn)行比較分析; 　　5. 對(duì)模板支撐架同時(shí)作用一定比例的水平荷載和豎向階躍荷載,通過(guò)非線性時(shí)程分析,得到不同水平荷載程度下支撐架體系的靜力及動(dòng)力穩(wěn)定臨界荷載值; 　　6. 對(duì)支撐架模型進(jìn)行特征值屈曲分析,提取最低階屈曲模態(tài)中構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的位移以模擬結(jié)構(gòu)的初始幾何缺陷分布,并分析初始缺陷對(duì)支撐架動(dòng)力穩(wěn)定性的影響。 　　本文通過(guò)分析得出以下結(jié)論: 　　1.泵送混凝土脈沖諧荷載對(duì)模板支撐架穩(wěn)定性能影響較大,隨著混凝土澆筑施工的進(jìn)行,模板支撐體系動(dòng)力特性的變化具有規(guī)律性,其自振頻率隨頂部質(zhì)量荷載的增加而減小,同時(shí)位移及變形特征發(fā)生改變?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)其變形及位移的跟蹤觀測(cè)及時(shí)了解支撐體系的動(dòng)力特性,從而判斷結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 　　2.模板支撐架靜力及動(dòng)力穩(wěn)定性受荷載形式和附加水平荷載以及初始缺陷的影響,模板支撐架動(dòng)力穩(wěn)定承載力遠(yuǎn)小于靜力穩(wěn)定承載力,可見(jiàn),動(dòng)力作用是模板支撐體系失穩(wěn)坍塌的重要原因之一?！　?.....　　共69頁(yè) 編制于2012年

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