扣件式鋼管模板支撐體系連接方式的研究與探討

李立新，儲誠明，劉 莉

（沈陽建筑大學，沈陽 110168）

扣件式鋼管模板支撐體系連接方式的研究與探討

李立新，儲誠明，劉 莉

（沈陽建筑大學，沈陽 110168）

扣件式鋼管模板支撐體系具有自重輕、質量好、拆卸方便，在我國建筑工地上被廣泛應用。目前國內外學者對扣件式鋼管模板支撐體系穩定性研究比較重視，研究成果被廣泛的應用。但是對扣件式鋼管模板支撐體系的鉸接、半剛性連接、剛性連接進行系統的研究相對不足。本文通過ANSYS有限元軟件進行模擬實際工況下的三種連接方式，對三種模擬結果與試驗結果進行對比。結果發現半剛性連接與試驗結果比較接近。因此，扣件式鋼管模板支撐體系連接方式為半剛性連接。

扣件式；支撐體系；ANSYS有限元；半剛性

1 引言

隨著我國國民經濟的發展，建筑物越來越高，跨度越來越大，使得扣件式鋼管模板支撐體系跨度大，高度高。特別是近幾年由于扣件式鋼管模板支撐體系的破壞，導致安全事故頻繁發生，其中一個重要的原因是對扣件式鋼管模板支撐體系連接方式的研究相對不足，認識不夠，導致現場施工人員對節點的連接不夠重視，對節點的扭轉力矩具有隨意性，節點的扭轉力矩部分偏大、部分偏小，從而導致安全事故發生［1］。因此，本文的研究為規范的修訂提供依據，同時也為減小扣件式鋼管模板支撐體系坍塌事故提供理論保證［2］- ［6］。

2 模擬、對比、分析

本文通過ANSYS有限元軟件模擬實際工況下的鉸接、半剛性連接、剛性連接，對三種模擬結果與試驗結果進行對比。三種模擬連接方式和試驗都采用兩跨兩步架。鋼管截面尺寸均為外直徑0.048m，管壁厚度0.003m，鋼材的彈性模量取為2.06×105N/mm2，密度 7.8×10-6kg/ mm3，泊松比0.3。縱距1200mm，橫距1200mm，步距1500mm，掃地桿距地面為200mm，立桿頂端伸出400mm。彈簧單元COMBIN14 用來模擬直角扣件的半剛性性質［7］- ［8］。

圖1是半剛性連接下ANSYS模擬的試驗結果，從中可以看出最大位移為0.285429mm，介于鉸接和剛接位移之間，同時，通過應變片測得中間立桿在7000N的力作用下，頂部最大位移為0.31mm。分析在試驗中比模擬大的原因是曾在初始缺陷。

3 結論

從試驗和模擬中可以得出結論，扣件式鋼管模板支撐體系連接方式是半剛性連接。半剛性的大小取決于扭轉力矩。在施工中我們要嚴格控制扭轉力矩的大小，施工完畢之后，要用力矩扳手進行抽樣檢測。

圖1

［1］劉莉等.混凝土澆筑順序對高大模板支撐體系穩定性影響［J］.沈陽建筑大學學報，2014，01（17）：115-119.

［2］趙挺生，龍奮杰，方東平等.鋼筋混凝土建筑施工短暫狀況設計分析［J］.工程學，2004，21（04）：39-44.

［3］張永安.關于高支模鋼支架計算的研討［J］.廣東土木與建筑，2000（01）：51-57.

［4］章雪峰.混凝土結構扣件式鋼管模板高支模整體受力分析［D］.杭州：浙江大學，2005.

［5］張福亮.混凝土結構早拆模板體系與拆模時間的研究［D］.上海：同濟大學，2007.

［6］陳閣琳，張艾，杜澤飛.扣件式鋼管模板高支撐架的設計與施工［J］.施工技術，2007，47（09）：21-23.

［7］T.Yen，Y.L.Huang，W.F.Chen，Y.C.Lin.Design of scaffold system for concrete buildings during construction［Structural Engineering Report［R］.Indiana：School of Civil Engineering，Purdue University，West Lafayette，1995.

［8］J.L.Peng，A.D.E.Pan，W.F.Chen.Approximate analysis method for modular tubular falsework［J］.Journal of Structural Engin eering，2001，127（03）：256-263.

項目來源：遼寧省自然科學基金（201602617）。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.040