高大模板支架的可靠性分析及安全性评价

论文摘要

近年来高大模板支架坍塌事故呈多发态势,造成了巨大的经济损失和人员伤亡,高大模板支架的安全性越来越引起人们的重视。高大模板支架由于搭设高度较高、承受荷载较大,一旦出现局部失稳,容易导致整个支撑体系坍塌。因此,对高大模板支架进行可靠性分析及安全性评价,以确保支架的安全性,具有重要的理论价值和工程意义。本文的主要研究成果如下：(1)通过对近十年国内发生的部分模板支架坍塌的事故原因进行了剖析,总结得到了导致国内支架发生坍塌的最主要因素,此为支架的可靠性研究提供了方向。(2)对模板支架的部分搭设参数进行了施工现场实测,经过统计分析后得到了搭设参数的概率分布和统计参数,为支架的可靠性分析提供了参考依据。(3)通过实地调研和参考其它有价值的文献分析,采用了安全系数和安全裕度较为全面地分析了当前我国模板支架的安全水准,同时探讨了搭设质量的各种因素对模板支架安全性的影响,提出了较为富余的安全储备是必需的。(4)根据施工现场实测结果,提出了将钢管壁厚、拧紧扭力矩、立杆超出顶层水平杆长度和剪刀撑设置等视为试验因子；基于现场实测的统计参数,主要考虑了试验因子的影响计算得到了不同工况下的高大模板支架的极限承载力；同时采用了响应面法对极限承载力进行了拟合,确定了高大模板支架抗力的概率模型；通过参考部分文献资料获得了可靠性分析时荷载的概率模型；并建立了支架的极限状态方程,利用了蒙特卡罗法对支架进行了可靠性分析；根据分析结果说明了在支架施工过程中设置剪刀撑的重要性以及必须严格控制立杆超出顶层水平杆长度以及扣件螺栓扭紧扭力矩。(5)根据相关文献的施工现场的调研结果,确定了高大模板支架搭设质量人为过失的检查内容,提出了DER安全性评价法,同时探讨了如何用DER评价法来评价支架的安全性,并通过工程实例分析说明了提出的安全性评价方法可以适用于高大模板支架的安全性评价,为支架的检查和验收提供重要的参考。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 模板支架的发展
• 1.2.1 国外模板支撑系统的发展
• 1.2.2 国内模板支撑系统的发展
• 1.3 扣件式钢管模板支架的组成
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 模板支架稳定承载力研究现状
• 1.4.2 建筑结构施工期荷载研究现状
• 1.4.3 模板支架可靠性分析研究现状
• 1.4.4 模板支架安全风险研究现状
• 1.5 本文主要研究内容
• 2 建筑结构可靠性基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 结构可靠性分析的常用方法
• 2.2.1 中心点法
• 2.2.2 验算点法
• 2.2.3 映射变换法
• 2.2.4 蒙特卡罗法
• 2.2.5 响应面法
• 2.3 高大模板支架的可靠性分析采用的方法
• 2.4 本章小结
• 3 模板支架的事故调研分析及施工现场实测
• 3.1 引言
• 3.2 模板支架坍塌事故调研与分析
• 3.2.1 模板支架坍塌事故案例
• 3.2.2 典型模板支架坍塌事故案例分析
• 3.2.3 模板支架坍塌事故的原因分析
• 3.3 模板支架施工现场实测
• 3.3.1 钢管壁厚的实测数据及统计分析
• 3.3.2 立杆超出顶层水平杆长度的实测数据及统计分析
• 3.3.3 扣件螺栓拧紧扭力矩的实测数据及统计分析
• 3.4 本章小结
• 4 当前我国模板支架安全性现状分析
• 4.1 引言
• 4.2 规范规定的模板支架立杆稳定性计算方法
• 4.3 模板支架安全性分析的方法
• 4.3.1 模板支架立杆极限承载力
• 4.3.2 模板支架立杆轴力标准值和设计值
• 4.3.3 模板支架安全性的评价方法
• 4.4 当前我国模板支架安全性的现状
• 4.4.1 模板支架安全性现状的研究方法
• 4.4.2 计算结果与分析
• 4.5 搭设质量对模板支架安全性的影响
• 4.6 本章小结
• 5 高大模板支架可靠性分析
• 5.1 引言
• 5.2 基于响应面法的高大模板支架的抗力概率模型
• 5.2.1 ANSYS结构稳定性分析的基本理论
• 5.2.2 计算模型的建立及参数取值
• 5.2.3 计算工况的确定
• 5.2.4 有限元分析的计算结果
• 5.2.5 基于响应面法的高大模板支架的极限承载力表达式
• 5.3 高大模板支架的荷载的概率模型
• 5.4 高大模板支架的可靠性分析
• 5.4.1 高大模板支架可靠度计算
• 5.4.2 算例分析
• 5.4.3 试验因子对高大模板支架抗力的影响
• 5.5 本章小结
• 6 高大模板支架安全性的新评价方法
• 6.1 引言
• 6.2 模板支架安全性的评价方法
• 6.3 基于DER评估法的支架安全性评价
• 6.3.1 搭设质量的检查内容
• 6.3.2 模板支架安全性的评价过程
• 6.3.3 搭设质量的安全性评价方法
• 6.4 工程实例应用分析
• 6.5 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集