扣件式钢管支模架极限承载力有限元分析

谢 晶 旭

(中国中元国际工程有限公司，北京 100089)

扣件式钢管支模架极限承载力有限元分析

谢 晶 旭

(中国中元国际工程有限公司，北京 100089)

在考虑扣件节点半刚性的基础上，利用通用有限元软件SAP2000建立了扣件式模板支架三维模型，分别采用了线性和非线性屈曲分析方法研究了模板支架的整体失稳形态和极限承载力，明确了模型的力学假定和分析过程，研究结果表明：扣件式钢管模板支架的有限元分析方法可以作为承载力验算的重要手段。

扣件式钢管支模架，节点转动刚度，极限承载力

1 概述

近年来，随着土木工程行业的飞速发展，模板支架坍塌造成的人员伤亡事故层出不穷，传统凭经验和直接套用规范的模板支架搭设方法难以满足实际工程的要求，容易留下安全隐患。本文以市场上使用最为广泛的扣件式钢管支模架[1]为研究对象，基于通用有限元软件SAP2000[2]对其极限承载力进行有限元分析。

2 有限元模型的建立

2.1 节点半刚性

目前扣件节点的力学简化模型为介于刚接和铰接之间的半刚性连接[3]，节点转动刚度可根据实际搭设情况抽样实测确定。由于扣件节点的特殊性，节点转动刚度与扣件螺栓拧紧力矩成正比，袁雪霞等[4]对扣件节点在不同螺栓拧紧力矩T下的转动刚度R进行了试验研究，试验结果见表1。

表1 节点刚度试验结果

本文取拧紧力矩T=40 N·m下对应的节点转动刚度R=46.85 kN·m/rad。

2.2 分析模型基本假定

1)模型为三维杆系结构，上下立杆连接处假定为刚接，立杆底端支座假定为铰接即约束X，Y，Z三个方向的水平位移。……