基本信息
- 项目名称：
- 扣件式模板支架用φ48×3.5钢管稳定系数研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 在现阶段工程建设施工过程中，模板支撑架坍塌事故时有发生，其主要原因是模板支撑架体系的设计和施工没有统一的标准，对模板支撑架整体稳定系数没有统一的取值规范。本课题小组通过实地调研、测量并参阅相关的试验研究文献，运用对比法和数值分析法等研究方法，对模板支撑架体系用钢管稳定系数的取值进行了修订，提供了模板支撑架体系设计和计算的依据。
- 详细介绍：
- 摘要：在工程建设施工过程中，作为临时支撑系统的扣件式模板支撑架坍塌事故时有发生，在造成人身伤亡的同时，对工程本身质量也造成不可低估的直接或间接损失。通过相关资料得知，模板支撑架坍塌事故发生的主要原因是模板支撑架体系的设计和施工没有统一的标准，对模板支撑架整体稳定系数 没有统一的取值规范，在工程施工过程中，大多规程直接采用GB50018-2002规范（以下简称GB50018规范）中的关于轴心受压构件的稳定系数 ，用于计算扣件式模板支撑架用钢管的稳定承载力，这一做法有待进一步确定。本课题小组通过实地调研、测量并参阅相关的试验研究文献，运用对比法和数值分析法等研究方法，对GB50018规范中构件初弯曲和荷载初偏心的取值进行了修正，确定出实际工程中扣件式模板支撑架用钢管的初弯曲和荷载初偏心的取值，给出修正后综合缺陷的数学模式，并提出了扣件式模板支架用φ48×3.5钢管整体稳定系数 的修订意见。另外，将本文建议的稳定系数 的求解方式与欧洲EN1993规范和GB50018规范中稳定系数 取值对比，并绘制出本文建议的稳定系数曲线与GB50018规范及欧洲EN1993规范曲线的比较图形，发现初弯曲为钢管计算长度的350分之一的曲线与EN1993规范的曲线最为接近，而GB50018规范的稳定系数曲线明显高于其它两条曲线,从而验证了修订后稳定系数取值的正确性，做出了扣件式模板支架用φ48×3.5钢管稳定系数的表格，为模板支架的设计计算及搭设提供了更可靠的依据。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：对模板支撑架体系用钢管稳定系数进行修订，提供模板支撑架体系设计和计算的依据。 2. 运用新的稳定系数的计算依据，计算扣件式模板支撑架用钢管的稳定承载力，以减少模板支撑架坍塌事故的发生。 基本思路：通过实地调研并参阅相关文献，利用各种研究方法，提出稳定系数的修订意见，并与欧洲EN1993规范和GB50018规范中稳定系数的取值相对比，做出扣件式模板支架用φ48×3.5钢管稳定系数的表格。
科学性、先进性及独特之处
- 1.本文综合考虑了实际工程中扣件式模板支撑架用φ48×3.5钢管综合缺陷的影响因素，确定了综合缺陷在实际工程中的取值，对钢管稳定系数 的取值进行了基于工程实际的讨论，解决了长期以来在工程施工过程中对模板支撑架整体稳定系数 没有统一取值规范的问题。
应用价值和现实意义
- 1.解决了长期以来在工程施工过程中对模板支撑架整体稳定系数 没有统一取值规范的问题。 2.本文基于工程实际做出了扣件式模板支架用φ48×3.5钢管稳定系数的表格，为模板支架的设计计算及搭设提供了更可靠的依据。 3.利用本文建议的稳定系数 的取值来计算扣件式模板支撑架用钢管的稳定承载力，能够保证施工的安全，有效减少工程施工过程中模板支撑架体系坍塌事故的发生。
学术论文摘要
- 在工程建设施工过程中，作为临时支撑系统的扣件式模板支撑架坍塌事故时有发生，对工程本身质量也造成不可低估的直接或间接损失。通过相关资料得知，模板支撑架坍塌事故发生的主要原因是对模板支撑架整体稳定系数没有统一的取值规范，在工程施工过程中，大多规程直接采用GB50018-2002规范（以下简称GB50018规范）中的关于轴心受压构件的稳定系数，用于计算扣件式模板支撑架用钢管的稳定承载力，这一做法有待进一步确定。本课题小组通过实地调研、测量并参阅相关的试验研究文献，运用对比法和数值分析法等研究方法，对GB50018规范中构件初弯曲和荷载初偏心的取值进行了修正，确定出实际工程中扣件式模板支撑架用钢管的初弯曲和荷载初偏心的取值，给出修正后综合缺陷的数学模式，并提出了扣件式模板支架用φ48×3.5钢管整体稳定系数的修订意见。另外，将本文建议的稳定系数的求解方式与欧洲EN1993规范和GB50018规范中稳定系数取值对比，并绘制出本文建议的稳定系数曲线与GB50018规范及欧洲EN1993规范曲线的比较图形，从而验证了修订后稳定系数取值的正确性，做出了扣件式模板支架用φ48×3.5钢管稳定系数的表格。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 将本文建议的稳定系数的求解方式与欧洲EN1993规范和GB50018规范中稳定系数取值对比，验证了修订后稳定系数取值的正确性。
参考文献
- （1）中华人民共和国行业标准,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130）[S].北京:中国建筑工业出版社,2001. （2）中华人民共和国国家标准，冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）[S].北京：中国计划出版社,2002. （3）European Committee For Standardization,Eurocode 3:Design of steel structures —Part 1-1[S].Brussel,2005.（欧洲EN1993规范） （4）陈绍蕃.钢结构设计原理[M].北京：科学出版社，2005. （5）胡长明,葛召深,王静,等.扣件式钢管模板支架剪刀撑研究[J].施工技术,2009, 38(6): 70-72. （6）胡长明,葛召深,王丽芳,等.扣件式钢管模板支架静压变形特性的试验研究[J].工业建筑,2010, 40(2): 32-35. （7）袁卫宁,常伟,等.轴压冷弯薄壁卷边角钢稳定系数研究[J].工业建筑,2008,38:606-609.
同类课题研究水平概述
- 国内研究： 在目前的建筑结构施工中，扣件式模板支撑架广泛采用的是φ48×3.5钢管，部分用φ51×3.0钢管。经调查研究国内现行的各种规范及规程，对于扣件式模板支架用钢管，均直接采用GB50018规范关于轴心受压构件的稳定系数 进行设计计算。 GB50018规范的稳定系数 是在试验的基础上，主要采用下列几何缺陷和典型截面制定的： （1）构件的初偏心为0.05倍的截面核心距)； （2）构件的初弯曲为构件长度的750分之一，其中钢结构规范中取构件长度的千分之一。 （3）取方管截面为典型截面，其截面参数回转半径与截面核心距的比值为1.27。 在这种情况下，国内很多学者对扣件式模板支架的稳定系数进行了研究，但是仍然存在很多问题没有解决。 国外对于扣件式模板支架的研究直接套用欧洲EN1993规范中关于稳定系数的取值方式。
