盘扣支架新型加固结构稳定性分析

盘扣支架新型加固结构稳定性分析

张明鑫

山东省路桥集团有限公司

在盘扣支架使用的过程中，盘扣支架没有稳固加固结构，导致盘扣支架在使用时容易发生支架松动的问题。技术方案：一种盘扣支架加固结构，包括有盘扣支架加固本体。本实用新型通过设置设置抗震缓冲拼接组件可以根据需要不断进行拼接，且在使用过程中具有抗震缓冲的作用，确保结构能够承受外部荷载和地震等力的作用，提高整体结构的稳定性，盘扣加固组件可以对盘扣支架进行加固，解决了盘扣支架没有稳固加固结构，导致盘扣支架在使用时容易发生支架松动的问题，加固能够提高结构的安全性，减少结构发生意外事故的风险，保护建筑内的人员和财产安全。

1

100004

2010.2

盘扣支架是一种常用于建筑和结构工程中的连接构件，通常由一个圆盘和一个凸起或凹槽组成，通过它们的相互嵌套，可以用于支撑和连接建筑结构的各个部分，以确保整个结构的稳定性和安全性，这些支架通常由金属或其他高强度材料制成，以满足建筑和结构的要求，盘扣支架在建筑和结构工程中扮演着重要的角色，它们不仅提供了结构连接和支撑功能，还有助于确保工程项目的安全性、稳定性和可靠性，正确选择和使用盘扣支架对于确保结构的完整性和性能至关重要，但现有的盘扣支架在使用的过程中，多是没有稳固加固结构，导致盘扣支架在使用时容易发生支架松动的问题，本实用新型盘扣支架加固结构提供一种可以对盘扣支架进行稳固加固的装置。

1、在盘扣支架使用过程中，抗震缓冲拼接组件可以根据需要不断进行拼接，直至需要的高度，且在使用过程中具有抗震缓冲的作用，确保结构能够承受外部荷载和地震等力的作用，提高整体结构的稳定性，盘扣连接杆组件可以方便装置进行拆装，且可以稳固整体设备的作用，具有辅助支撑作用，盘扣加固组件可以对盘扣支架进行加固，防止盘扣结构在长时间使用过程中，发生松动，加固能够提高结构的安全性，减少结构发生意外事故的风险，保护建筑内的人员和财产安全；

2、首先根据需要的高度，将拼接块放入拼接围槽内进行拼接，橡胶防滑垫可以起到防滑稳固的作用，将螺钉穿过拼接围槽内开设的螺钉通孔和拼接块内部开设的螺钉穿孔内，进行限位稳固，当受到压力时，承重杆上端的缓冲弹簧可以起到减震缓冲的作用，减震块进一步进行减震，减少装置冲击，提高整体结构的稳定性；

3、将辅助支撑杆侧端安装连接块连接的上卡块和下卡块卡入盘扣本体，使螺钉穿孔保持三点一线，方便装置进行拆装，且可以稳固整体设备的作用，具有辅助支撑作用；

4、将加固栓本体放入加固栓通孔内，按压固定块和移动调节块，调节弹簧使其进行距离调节，使移动调节块下端的滑动调节块在加固栓本体内部开设的移动调节滑槽内进行调节滑动，卡入加固栓通孔内，当不受到外界的力时，调节弹簧就会恢复到原来的位置，在加固栓通孔进行限位卡紧，减少盘扣长时间使用后发生的松动问题。



二、满堂架计算

1、风荷载对立杆产生弯矩按下式计算：

参照《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》

式中：:单肢立杆弯矩（kN·m）

：立杆纵距（m）；60cm、90cm

：风荷载标准值（）

：步距；取100cm;

2、单肢立杆轴向力按下式计算：

式中：：立杆轴向力设计值（）

：永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；

：可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和。

3.0m梁高处：单根立杆承担的混凝土自重为3.0×0.9×0.6×26=42.12kN

2.2m梁高板处：单根立杆承担的混凝土面积为2.2×0.9×0.9×26=46.3kN

荷载：

a、作用在单根立杆上的钢筋及砼自重取最大值46.3kN

b、模板自重取0.3kN/m2×0.81m2=0.24kN

c、施工人员及设备荷载取4.5kN/m2×0.81m2=6.65kN

d、振捣荷载：2kN/m2×0.81m2=1.62kN

单根立杆侧压力计算值：

3、稳定性系数计算

计算长度：；

式中

——步距；

——立杆伸出顶层水平杆长度，最大不超过600mm；

——立杆计算长度系数，取1.2；

——立杆计算长度折减系数，可取0.7；

已知

，，，，

得，取大值1.84。

查《建筑施工盘扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ166-2016》附录C得

稳定性系数

4、立杆压杆稳定性计算

（参照《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》）

式中：

：立杆截面模量；

：立杆稳定性系数；

取前计算结果腹板下N、M最大代入公式：

满足要求。

三、计算建模

计算采取有限元软件midas进行整体建模分析。

(1)支架边界条件为：钢立柱在桩底处固结，钢立柱与平联斜撑、承重梁共节点，承重梁与贝雷、贝雷与分配梁采用搭接进行模拟，边界示意图如下：

计算采取有限元软件midas进行整体建模分析。

图5主体支架整体三维示意图

2）支架整体结构分析方法

根据《钢结构设计标准》结构内力分析应根据下列公式计算的最大二阶效应系数选用适当的分析方法。当时，可采用一阶弹性分析；当时，宜采用P-Δ弹性分析或采用直接分析；当，应增大结构的侧移刚度或采用直接分析。一般结构的二阶效应系数可按下式计算：

其中为整体结构最低阶弹性临界荷载与荷载设计值的比值

根据迈达斯屈曲分析计算屈曲分析如下：

屈曲分析的1到5阶失稳临界荷载系数分别为：

图9屈曲特征值分析图

由图可至最小临界荷载系数为16.6，故采用采用P-Δ采用一阶弹性分析。

四、钢管支架计算

1.横梁计算

横梁采用H305*305型钢布置，最大间距为60cm，最大跨度为1.05m，计算结果如下：       

图10组合应力图（Mpa）

图11剪应力图（Mpa）

最大组合应力为59.2Mpa

最大挠度为24.3-21.842=2.46mm2625/250=10.5mm,刚度满足要求。

2.贝雷梁计算

加强立杆加强截面积A=2502mm2，长度l0=130cm，弱轴回转半径i=39.5mm，长细比λ=1300/39.5=32.9，稳定系数φ=0.925,内力设计值N=0.925×2502×190/1000=439.7kN

贝雷片受力表

综上：各个工况下贝雷受力均满足要求。

支架结构验算，各杆件在混凝土浇筑时强度、刚度、稳定性均能满足要求。

注意事项：

1、请严格按图施工；

2、由于支架焊接量较大，请务必严格把控焊接质量，本次计算模型中焊接均模拟为等效强度。

1

100004

2010.2