论文部分内容阅读
连墙件是施工现场用于将脚手架架体与建筑主体结构连接,能够传递拉力和压力的构件。在风荷载等各种水平荷载作用下,连墙件水平抗滑承载力直接决定了脚手架的整体稳定性。因连墙件抗滑承载力不足而引起的脚手架垮塌安全事故频繁发生,造成重大的经济损失和人员伤亡。因此,开展连墙件水平抗滑承载力计算及优化连墙件结构形式将有助于进一步提高脚手架的安全性。本文基于能量原理得出金属表面的静摩擦力和滑动摩擦力的计算公式,结合摩擦力随时间和滑动速度的变化规律,分析计算出单扣件连墙件的抗滑承载力;利用矩阵位移法分析双扣件连墙件在未滑移时两扣件摩擦力之间关系,并计算出双扣件连墙件抗滑承载力值;基于指数衰减摩擦模型,利用有限元软件ABAQUS模拟单、双扣件连墙件不同时刻应力云图及其摩擦力时程曲线,并进行了相应的影响参数分析。根据所做工作得出结论如下:(1)采用能量原理计算单扣件连墙件最大静摩擦力为11.268kN,滑动摩擦力7.967kN,双扣件连墙件在还未滑动时,靠近受力端的扣件与钢管之间摩擦力较大,而远离受力端摩擦力较小,双扣件连墙件抗滑承载力明显小于2倍的单扣件;(2)扣件A和B间距越大,扣件B与A摩擦力比值越大,它们之间呈线性关系,同时双扣件连墙件抗滑承载力越小。单、双扣件连墙件抗滑承载力理论计算值与规范试验值吻合的较好。提出了承载力可变型连墙件这个结构形式。(3)有限元仿真计算得到理想接触条件下双扣件连墙件最大抗滑承载力66kN,最小抗滑承载力61kN,单扣件抗滑承载力为35kN,双扣件连墙件抗滑承载力是单扣件的[1.74,1.83]倍,与理论值吻合较好;(4)在单、双扣件连墙件中,螺栓预紧力越大,扣件A和B摩擦力越大,双扣件连墙件抗滑承载力也越大,但是并不是呈线性关系的,发生钢管滑移产生的摩擦耗散能是连墙件静摩擦状态的两个数量级倍;(5)连墙件处于静摩擦状态,考虑塑性变形时扣件A和扣件B摩擦力大小在加载期间是交替变化的,更有利于连墙件整体发挥作用,达到最大静摩擦力之前扣件A和扣件B能产生更大的抗剪承载合力;(6)在钢管发生滑移瞬间,不管是否考虑塑性变形,滑动摩擦力均有增大的趋势,塑性变形对滑动发生的时间有滞后作用且摩擦力增加的幅值更大,产生的摩擦耗散能更小。