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混凝土结构高支撑模板体系有限元分析及施工关键技术研究

作 者: 王娜
导 师: 张伟林
学 校: 安徽建筑工业学院
专 业: 结构工程
关键词: 混凝土结构 高支撑模板体系 坍塌事故 有限元分析 施工监测
分类号: TU755.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 67次
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内容摘要


随着我国建筑行业的飞速发展,公共建筑、高架桥等大型建筑的数量在不断增加,在这些建筑的施工过程中,高支撑模板体系在混凝土浇筑过程中的作用越来越重要。但是由于大部分工程技术人员认为支撑体系是临时结构,所以对其不够重视,使得高支撑模板体系在使用过程中的倒塌事故频频发生,严重影响了施工的安全性和建筑物的使用功能,给人们的生命财产造成了严重的经济损失。因此,对高支撑模板体系中杆件的设计计算、理论分析以及施工监测是非常有必要的。本文以安徽省地质资料库实物存储库工程为背景,采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的方法,对混凝土结构高支撑模板体系进行分析研究。主要研究内容与成果如下:(1)通过查阅相关文献资料对模板支撑体系典型坍塌事故进行分析,归纳出三种导致高支撑体系坍塌的模式。介绍了混凝土浇筑路径的选择以及混凝土浇筑过程中支撑杆件的内力放大效应。(2)简单介绍了高支撑模板体系与钢筋混凝土结构共同作用的理论以及三种模型,基于弹性支承连续梁模型,对大梁高支撑模板体系进行了支架内力的计算。对本工程两道梁下的模板支架的稳定性、扣件抗滑移承载力进行了验证。(3)应用ANSYS有限元分析软件模拟施工工况,结合实际施工步骤,得到施工模拟的计算值。研究实际施工过程中的力学行为状态,找出制约施工成形的关键因素和部位,采用分段逐步统计的方法对理论计算值进行分析,了解施工过程中结构应力分布规律及最大变形区域,总结施工监测的要点,从而为施工监测提供理论支持。(4)基于高支撑模板体系的信息化施工技术,设计了现场监测方案。通过分析监测和模拟结果之间的差异,找出引起这种差异的原因,为今后类似的工程设计和施工提供依据和借鉴。研究成果对高支撑模板体系工程的监测具有重要的实践指导意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-12
插图清单  12-14
附表清单  14-15
第一章 绪论  15-25
  1.1 选题背景和来源  15-18
  1.2 模板支撑体系的研究现状  18-21
    1.2.1 国外模板支撑体系的研究  18-19
    1.2.2 国内模板支撑体系的研究  19-21
  1.3 混凝土浇筑路径对模板支撑体系的影响  21-22
    1.3.1 混凝土浇筑路径的选择  21-22
    1.3.2 混凝土浇筑过程支撑体系内力放大效应  22
  1.4 本文的研究内容  22-24
  1.5 本文的研究意义  24-25
第二章 混凝土结构高支撑模板体系的内力计算  25-39
  2.1 概述  25
  2.2 混凝土结构与高支撑模板体系共同作用问题分析  25-30
    2.2.1 混凝土结构与高支撑模板体系共同作用分析原理  25-26
    2.2.2 混凝土结构与高支撑模板体系共同作用分析模型  26-28
    2.2.3 弹性支撑连续梁模型  28-30
  2.3 模板支架杆件的设计与计算  30-33
    2.3.1 基本设计规定  30
    2.3.2 水平杆件计算  30-31
    2.3.3 立杆的设计计算  31-33
    2.3.4 扣件抗滑移承载力计算  33
  2.4 混凝土模板支架受力计算  33-37
    2.4.1 模板支架材料及参数  33
    2.4.2 梁底支撑钢管计算  33-37
  2.5 本章小结  37-39
第三章 混凝土结构高支撑模板体系的有限元分析  39-51
  3.1 概述  39-41
    3.1.1 高支撑模板体系的特点  39-40
    3.1.2 高支撑模板体系的有限元计算方法  40-41
  3.2 ANSYS软件介绍  41-42
  3.3 高支撑模板体系有限元模型的建立  42-49
    3.3.1 单元的选取  42
    3.3.2 边界约束条件  42-43
    3.3.3 加载方式  43-44
    3.3.4 有限元分析模型  44
    3.3.5 计算结果  44-48
    3.3.6 计算结果分析  48-49
    3.3.7 基于弹性连续梁模型计算结果与有限元计算结果对比分析  49
  3.4 本章小结  49-51
第四章 混凝土结构高支撑模板体系施工过程动态监测  51-73
  4.1 概述  51
  4.2 高支撑模板体系施工过程动态监测  51-62
    4.2.1 监测原理  51-52
    4.2.2 监测的目的和意义  52-53
    4.2.3 施工监测系统  53-54
    4.2.4 监测内容  54-56
    4.2.5 监测仪器的选择  56-59
    4.2.6 监测点布置  59-61
    4.2.7 影响监测结果的主要因素  61-62
  4.3 施工监测结果与有限元计算结果对比分析  62-72
  4.4 本章小结  72-73
第五章 结论与展望  73-75
  5.1 结论  73-74
  5.2 展望  74-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
读研期间主要科研成果  79

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工 > 各项工程与工种 > 混凝土与加筋混凝土工程 > 模板工程
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