钢管支模架扣件抗扭性能探讨.

1、钢管支模架扣件抗扭性能探讨扣件式支模架由于其灵活性、通用性和经济性，被广泛应用于我 国的建筑行业。然而多发的建筑灾害在严重的危害到工人们的生命安 全、造成恶劣社会影响的同时，让越来越多的人关注到扣件式支模架 的安全使用问题。对支模架倒塌的事故进行分析，发现其主要原因在 于对结构设计和受力程度认识的不全面。扣件式支模架的连接点，属 于半刚性节点，它的力学性能介于刚性节点和较节点之间。我国钢 结构设计规范1对半刚性节点虽然有所提及，但是并未提供具体 的设计和计算方法。1研究背景敖鸿斐2在对四组试件测试的基础上，提出一个简化的弯矩 和转角之间的函数关系，该函数关系对弯矩和转角采用了线性表示。式(1)

2、在确定弯矩和转角之间关系时无疑是很方便的，但该式相当于将节点完全视为刚节点，在应用中误差较大。袁雪霞3认为节点的 刚性强弱主要取决于其扣件连接的螺栓拧紧程度，故采用有限元计算 程序，模拟扣件节点的半刚性，通过拟合得到了包含两个参数弯矩一 转角(M-0)的对数函数模型。张化振4所得到的直角扣件的初始 扭转刚度线性回归直线是在取扭矩M与转角0的试验数据平均值的 前提下进行拟合的，导致结论不够精确。故若通过实验，将大量不同 情况的扣件利用试验所测得的扣件的弯矩一转角(M-0)关系利用MATLAB软件进行离散性数据分析，分别作出分布图像，即二者在一定范围内的相互关系的变化情况，则可以得到每一组数据的初

3、始连接 刚度和形状参数，再统计出二者的频数分布规律，则可以更好的研究 直角扣件的抗扭性能，进而为扣件式钢管支模架稳定性和可靠性分析 提供依据。2研究方法为研究扣件的抗扭性能，根据钢管脚手架扣件规范5相关 规定，对扣件扭转刚度性能试验，主要采用有限元计算程序模拟扣件 节点的半刚性，并得到扭矩M与转角e的关系。应用MAT-LAB程序， 对上述关系式运用二参数对数非线性模型，选用5组不同的扣件螺栓 拧紧力矩 T,分别为:20Nm, 30Nm, 40Nm, 50Nm, 60Nm进行10组试验，建立M-0关系模型， 将数据进行非线性回归，确定出n和Rk的值。再统计出不同拧紧力 矩T作用下Rk和n的频数分

4、布规律，并作出Rk的分布频数图。再 由Rk-T关系，得到直角扣件的初始扭转刚度公式。最后根据数据, 可得到扣件的最佳拧紧力矩范围，为扣件式钢管模板支撑体系承载力 的计算及有限元模拟提供依据，同时对工程实际应用提供参考。3试验过程本试验的加载方案如图1所示。根据我国现行的钢管脚手架扣 件规范5中所提供的扣件扭转刚度性能试验方法，将扣件安装在 两根互相垂直的型号为4& 3x3. 6mm的钢管上，横管长2100mm, 在距中心1000mm处的横管上加荷载P,在无荷载端距中心1000mm 处测量横管位移值fo首先预加荷20N,将位移测量仪表调整到零点， 第一级加荷80N,然后以每200N为一级加荷，并

5、加载到900No4后续分析在该试验的基础上，由试验结果分析得知，扣件的弯矩一转角 (M-0)曲线离散型较大，造成该结果的最重要的因素是扣件本身的质 量问题，故有必要对扣件抗扭刚度影响因素进行试验，其中不同扣件 的质量m,扣件的盖板厚度b与扣件应力薄弱处(根据试验中扣件的 破坏和损伤提出)的尺寸h差异较大。将试验所用部分扣件作以比较， 认为这种扣件木身的差异直接影响了模板支架整体的承载力，因此可 以对这种差异性利用SPSS进行相关度的分析，研究扣件自身性质对 其抗扭性能的影响，为扣件式钢管模板支撐体系承载力的计算及有限 元模拟提供依据。由于扣件有一定的使用寿命，故其新旧程度一定会 对性能造成影响，故在比较其抗扭刚度影响时，应采用新旧程度大致 相同的扣件。对