装配式建筑附着式顶升脚手架力学性能研究

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装配式建筑附着式顶升脚手架(以下简称为“架体”)是根据装配式建筑的特点及施工工艺而研发的一款新型脚手架,其相对于普通脚手架和普通附着式脚手架具有节约材料、施工效率高、装拆方便、外观整洁等优点。该架体能够更好的辅助装配式建筑施工,为推动建筑工业化改革提供了强有力的保障。近年来脚手架事故频发,违背了“安全生产”的口号。故本文为了验证新研发架体的安全性,通过试验法以及计算模拟法等研究方法对该类型的两种架体及三种相匹配的附墙支座进行力学性能的研究,并针对架体构造得薄弱点进行加强优化。本文根据对架体的相关研究得到了以下结论:(1)通过试验可以看出架体运行正常,架体运行中没有出现液压油缸出缸不同步现象,没有发现液压油缸漏油现象。但在试验1中可以看到附墙支座1在架体活荷载超3k N/m~2时,附墙支座1的背板与槽钢挑梁间存在缝隙,经研究,是由于附墙支座1与槽钢挑梁间为单螺栓连接造成。所以附墙支座与附着结构连接应采用双螺栓及多螺栓连接。(2)通过试验可以看出无论是使用工况还是顶升工况,架体各测点应力均满足材料强度设计要求。对6m机位跨度,1、2步加载工况下的架体进行了防坠试验。经测试,附墙支座的防坠性能良好,能够及时制动架体,使其停止下坠。试验过后,对架体及附墙支座进行检查,没有发现异常现象。表明架体力学性能设计良好,导轨及附墙支座抗冲击性优异。(3)通过试验与计算结果的对比可以看到架体计算值与架体试验值相差不大,能够验证架体有限元模型建模的准确性。(4)通过对验证过的架体进一步计算分析,得出架体在无风荷载工况下的最大应力发生在水平桁架处,架体在有风荷载工况下的最大应力发生在脚手板的龙骨部位。架体在无风荷载作用下,竖向荷载对架体承载力起主导作用,架体在有风荷载作用下,水平风荷载对架体承载力起主导作用。两架体在200m使用高度、3k N/m~2施工活荷载工况下,架体最大应力超过材料设计强度值,但未超过材料屈服强度值。此工况下使用架体需进行加强处理,对走道板进行加强优化,改变脚手板龙骨截面尺寸,能够使架体最大应力降低,使其满足材料设计强度值。(5)通过计算发现附墙支座销轴滑槽处的棱角极易发生应力集中现象,棱角处的应力集中能够使棱角处提前变形破坏或出现裂缝现象,影响结构的安全性,且应力集中部位的应力超过材料设计强度值。对棱角处进行圆角处理可以避免上述问题的发生,并降低了最大应力,使附墙支座满足材料强度要求,且能够使应力集中部位转移到相对安全的结构平面上。(6)通过稳定性研究可以得出两架体的稳定性满足设计要求。架体步距对架体稳定性影响较大。(7)通过整体分析和对比可以看出装配式建筑附着式顶升脚手架具有节约材料、效率高、安全性好、外观整洁、经济性好、适用性好等优势。
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