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4单项技术报告(一)考虑与结构共同作用的模板支架抗连续倒塌分析及施工关键技术目录TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc290559191"舟1长搂课疑题妈的坡背社景代与脏提脸出牌9沿3HYPERLINK\l"_Toc290559192"犹1璃.义1柔课边题透研由究英的扣工叉程羞背符景凭9馒3HYPERLINK\l"_Toc290559193"惩1瞎.段2捐望国丢内雪外谨研坚究都现朝状咽9派7HYPERLINK\l"_Toc290559194"假1疑.扇3涝互课震题折研瞧究技的讨目斜的终1期0蚊1HYPERLINK\l"_Toc290559195"屿1尖.席4惹残课页题洞主国要建内疏容骑及堡技售术银主体线证1倦0慕2HYPERLINK\l"_Toc290559196"纲2静机模某板获支订撑蜡体幅系茶理兔论妄概鸡述猫1局0刊2HYPERLINK\l"_Toc290559197"侵2愈.拢1垮疤模北板捆支垂撑丸架膜的寒主土要更计森算青方拾法浊1惠0闯2HYPERLINK\l"_Toc290559198"许2园.堵2橡壳模挖板究支废撑决体骑系喊计墙算锁基慎本项假钱定鞭1胸0晕8HYPERLINK\l"_Toc290559199"劲2途.绑3伴笑施炒工彩过嗓程无及爷荷往载遥特君点阔1钓1痛0HYPERLINK\l"_Toc290559200"劝2场.尽4割地施非工需期偷结洪构悦抗坚力毒特睡点胞及宣计瓜算齐1许1捧2HYPERLINK\l"_Toc290559201"苏3引狐考科虑坦与涛结刚构泉共绩同穿作划用袜的愉模歌板曲支享撑米体僚系错试岔验苍研立究苹1搁1夺4HYPERLINK\l"_Toc290559202"据3晋.宽1脾早横龄代期轮混派凝看土贷基死本详力绞学晌试炼验闪1荐1隙4HYPERLINK\l"_Toc290559203"档3盲.葡2奥舍施龄工删期命钢站筋清混星凝斤土杰框凯架锅模葵型火试菊验剪1用2仍4HYPERLINK\l"_Toc290559204"燥3披.陡3剥寻实罢验色小刺结落1悉4焰3HYPERLINK\l"_Toc290559205"载4孝.轧网模登板谎支容架迫抗声连丽续偏倒拖塌庙数竹值卸分篇析转1锄4旋4HYPERLINK\l"_Toc290559206"笛4厨.营1积模壮型蛾分齿析稼基秆本坛假头定问1锣4丈5HYPERLINK\l"_Toc290559207"讯4抵.燃2茧模式板荒支坡架样整母体转稳钳定妻及桑抗查连届续却倒命塌纵分少析湾1丈4炭7HYPERLINK\l"_Toc290559208"开4啊.弹3须刷楼晋盖厕梁溉板替下式部亡支惧承庆模宵板毒支穿架必整早体度稳赔定前分逐析列1堂5娇2HYPERLINK\l"_Toc290559209"控4众.赔4捕与纽规群范录建鼓议敏计煎算厌公甚式侨的饱安链全呈性科比斜较陡1斑5谢4HYPERLINK\l"_Toc290559210"捎4洞.撕5风掏剪结脊论秘及尚建茄议玩1滋5慢5HYPERLINK\l"_Toc290559205"震5精.尼能实嗽施激效乏果抖、错关迟键喉技谷术狸及迟创秩新详点摩1升5推5浙1合爹课毕题鱼的医背鼻景誉与林提经出津1追.暴1触课滴题爸研创究曲的岭工池程盲背黄景皮模哲板打支笨撑逢系努统出的终应济用死概话况陷模言板窑工汗程备是龙混过凝灯土望结素构苦建它造杀中弓一离个死量运大开面害广趴的沸项超目顾,茄其射中桐模迁板枯和遍钢矿管诞支蜡撑误在阳施敏工韵造耕价总中就占顽相醒当劲的绕比拍重蔬,躺昂廉贵葛的载租隆赁脏费下用蛋和伏一粘次忽性朵投抹资梨占抛到凉主半体适施君工催费冷用古的书3赏0扶%粮左富右五,衬由浆此岂可伐见搭合递理松选赌择喇模绒板林支站撑忍系买统借的伸方狮案穴对栏建乖筑搏施擦工铃非柏常偷重四要晃。迟尤救其哲到机了斥二犹十纷一稼世期纪露,滨随状着散大由量右高航层崭、横超飞高蹄层锡建季筑颈的牧涌丧现辫,奴施板工爬单泳位岂对劝模仅板妹工询程跳的隶技肚术弟和宽安弃全央等蹈方乡面蜂的挑要挪求哗越字来岭越刃高缺。葵模臣板犬支售撑损系嚼统刻是征随豪着逐模从板维工马程辜技假术报的泰进位步糟而猎逐绕步遗发宁展缠起仪来茅的贩。着很知长父一膀段承时旬间创,裕与款模涉板鞠工划程泽相于配屡套柿的胀支镰撑帅系旺统里普关遍筝采前用扛的确是军木落支息撑粮或堵竹野支甜撑注,闸一扭直狗到辨2气0窜世侦纪艺初辟,片英仔国受首董先裳应或用届了于用栗连遇接公件揉与划钢夏管毒组碧成厚的门钢语管碰支展撑菠,业并闻逐安步颗完州善键发股展真成暗为卷扣习件拘式河钢艘管匹等别工级具抱式怎支顽撑侄。椅鉴丽于晓这顶种注支岛撑垂具倍有笼加欺工斤简克便挖、心拆怖装车灵场活诸、聚搬匪运篇方莫便灶、凭通威用三性圈强状等央特猪点拖,嘉很滚快毕推而广旗应坟用公到骗其喇他瞎国扁家药。接目饲前棚在河许预多忍国析家辣已瓶形卷成战各蚀种榨形危式御的秆多但立可杆抵钢后管肌支砖撑玻,己这塌也痒是偷我制国以最纲普现遍见的胃模顺板栋支尽撑道形但式椅。鸭到吩了滔二椒十斩世榨纪蹲5碗0润年根代训,延美奴国蹦首开先醉成光功逗研债制袖了树门嫁式样支滑撑始,惧由肢于胞它棚具痛有油承贵载话力关好责、汤使扩用贿安五全狼等疤特寻点爹,醉发意展率较正快居。鞠在闲法灿国哭、纯德继国毅、模意型大艺利昏等侦国既家饼还劝出闲现举了才与满门齐式学支巾撑豆相姓似许的锻梯奋形姑、腊四云边蓬形傍和扫三旗角专形隔等民模撞板品支拔撑罗系猛统那。呼目冈前抓在勇欧感洲倦、巷日邀本祸等勇国讲家昂,川门过式庙支费撑雁的躁使若用料程狼度贫是承最破广写的所,堆占痒各度类蛋支枯撑和的搂5已0购%鲁左清右梨。雨我隆国览也浸使旷用县了符门仇式炎模烂板谦支耍架还,握但麻推律广扶程欲度幕不靠够免,形主彼要需用恋于于桥蜓梁嫌、闸大怖型宽建坚筑子物太、揪超示高岂层裕建尼筑判等孩。欣二速十玉世涂纪则6隐0私年状代各以始来五,击碗隐扣剪式加钢番管倍支侮撑国得首到妥大该量覆的逐开保发借和嚼应牙用久,验这疲种惨支锻撑偿结亡构拍形羽式室和有扣昌件择式色钢循管浅支财撑率的饿结艺构喉形龙式羡基哗本禁相违似龟,狐但静比近扣尽件灶式孕支格撑茫的颤稳温定库性黑高备,塔在蔑欧煎洲巷的糕应抢用商较恼为稀广溜泛鹊,营东滚南奶亚债和厚我陶国哄也车有猜少出量葱的丽应处用鞭。屑目规前腰,类由块于扭扣瓶件可式攻钢赢管孝模观板门支要架工施机工冬方朋便粪、菊快讨捷泥、桐适纤应傅性驻强柳,赢在呈工伟程窄项泉目精中屑得捡到召了棚广茅泛饶应爹用乎,腹成专为敏我帖国秒最刺常宾用良的巩模省板抓支史撑干形佣式困,艰占通到蓄模旋板瑞支率撑箭量连的啦7恶5梅%味以老上初,别在载许峰多聚大营型牧工悔程义中罪也预使朵用纲过象门纤式府支乖撑由及狸碗太扣票式注支牛撑塞,刑但室由厨于何价排格馅较吴高众等急原薪因开没披有碎得核到舟广留泛沉地趣推慨广铲,斑但蒜是饰由类于坊其蜻二毒者腔具酬有雷搭丛设拢高莲度玻高许、申刚幸度涨大罢、填承套载政力尤好雀等我优陕点担,销仍嫁将俩是数今紫后脚模借板事支纵撑射发皮展模的泛重桥要湾方乘向突。怖支泡撑带形证式说的搁选妥择盟不碎是属任肿意爽的遵,稻除崖了凭利锦用灵支苹撑鲜本勇身驰的李特宋点犯外限,呆还汪要恩考搬虑办施送工宁要每求副和邮施棍工港经串验爱来亭综望合余权玩衡忧比远较更。厕工创程慢实陵际闲中痒选悔择孕模民板浸支更撑共系喇统闹的棚形积式存时伏主难要缝注买意陈以锣下武几娇个恶方未面配:柜①内确妄保巷杆惯部焦件机节跳点唯的侍连签接歇规危范运,咱传妥力乱方伍式劲明膊确翁,碎使钻用羡可千靠功。吃钢栽管通支睬撑片系奔统监的胃承捷载萍力锁取斑决朋于速支件撑蒙杆然件手的末承轧载扩力的、聋结辉构鲁形富式赌和蜂节削点女性够能繁以抄及划整泄体沉稳商定洲性泻。蕉若蕉受识力样不充明允确叶,蠢就民难锋以鸟其愁是板否集安志全麦可娃靠勤。项②遗使份支谅撑柳立船杆陈尽是可坛能恒的脉承芦受这轴苏心村荷嘱载线,更避功免户或严减再少矛偏飘心蛙作柿用这。攀对③糖让齿水刚平际杆典和絮斜烦杆恋来洪承捏受兼水怠平责力取。狭④粒通漠过萝加拢强暂整臣体干连盈接勒件榆来猾确旅保赛支闻撑浓的煌整旅体惯稳察定涛性锄。泻⑤奸采险用营合竞适格的矩配浴件颈使出支株撑痰架撤构写造帆尺华寸所规卷范讽化唐,泉减使少膝随每意廊性涝搭宁设表,父避势免田小玉稳诉定侨结叮构家和湿可贸变苍节隔点白的骡出祥现深(寸即债受敞力紫后室产迁生泻较脱大锋的榴垂兴直牲、幕水肿平巡变龄位织和真角紧变姑位鹊)索。亿⑥疯通然过兔发耗展燕系思列炊化妹配器套狮产展品压来然满浴足草不赵同补应棒用液场锤合此和探荷报载司情叫况瓶的混要倡求等。夕施锄工诞期赚模凤板评支屠撑按体王系职存篇在搭的睁问什题键长抓期海以钢来庭,昼施宣工炊期折模括板顶支祸撑朵体泥系遍的烫安关全冷控菌制砌以春经勿验乳为怪主吊,衫缺薪乏麻现泉场妨实支测城的漠基跟础真和虹有叨效粱的感计敲算秤分扭析代。闸随顿着品城并市穗建接设扭日偶益燃发研展史,租建耐筑检行盖业兔处念在咱一朱个爹前劲所谢未榨有豆的味高净速总发错展慎期佣,先一诱方月面饺,旦高丢层恒与幅超故高舅层朴建秧筑输增易多匠;村另辩一小方颜面锁随亚着另人伐民狂生罢活虽水惭平刃的霞上赴升捆,虎住范宅肆条惩件抢逐屡渐垫改虚善晚,阵人狱们匪对纽建漠筑截物势的被多告功刺能寒性市和杏造两型加美餐观堪提痰出靠了棒更蒙高庸的环要夫求如。犬而姜这寻些艺建周筑损一御般训采妇用币混步凝办土舞结后构艳,佣施牺工窑过迟程砍的裁共径同蒜特今点属就铁是诞混役凝毯土障施来工寇量爱大否、未工胃期格长亩、乞质剖量陈要盟求积高乎。伐再储加侄上纽业却主夏对趋投蹄资扑周烟期型要斥求士的葱缩忌短郊,攻在扫下澡层筑甚灰至育多蜂层灵混蚁凝暂土摸主征体象结垂构皮尚抚未眨达幕到猴设吊计万强高度兔要悲求偷时货就肉开逃始浑浇客注坐上挂层浪主章体个结衫构兄己另成震为鞠必摩然爬。聪于债是采多钢层肯模孝板传支器撑准体岔系抓应蝴运而而劫生穿,正成漠为代现贫在屡施验工姐单沾位束普碍遍且采核用肚方州法记,机施仅工它周迈期禁一腐般勤为倘1牵0浑天虎一坝层薪、娱7陶天帝一筝层毙、职5肝天尽一田层区甚厉至疯更程短屋。坚从写工牌程逮进胞度安的铃角骡度腹来虽讲蔬,番结杠构板工令程危的性施歌工收速歼度踩,趴很颠大数程雨度敬上货也做取右决辣于核模仙板掀工向程迅的银进疾度横,肝因怖此坛对狸各帆楼重层崇的漫水鸦平粉结摘构乔而篇言悄,特就竿需移要奏有街更药多啦的董模唤板街及捡支片撑器架窄才绩能爽满懒足山工拨程货进换度锈的廊要屑求摧。紫除齿此氏之勇外辨,浓特烦殊赠混绘凝寄土挑结概构庆也售发颜展招迅粥速抗,撒这阿些劝特沃殊玉的蹈混艺凝航土带结黑构漂通均常帖占慢地恭面积积举、录空止间徐跨鲁度款和置自闪重低都欲比婆较盒大铅,柏比在如环高量架伞结娱构吼、美桥范梁搂结号构妄、黑高际空逆悬业挑释结虾构论等逗,惑原齐有鸟的资施凉工忽经候验娇难核以俱保溉证世施寿工线质窑量英和己安仇全窝,厌这杀对刻编偶制音模陪板役支攻撑肺体贯系职方锣案骆提牌出馒了升新坏的耐要取求慌:磁第蜜一亲,惜目锁前去我良国侧的迎混暴凝特土获结利构颠设颈计篮规倾范妄和俘模驱板链技胸术宜规视范余没锯有森对滥施咱工稿期毕模波板坝支稳撑坦结猪构瘦体滑系猫的舒整屑体旋受养力首分忌析捡提偏供情方恨法蛛或朴建纹议拼及醋思搭路还,恳也药没株有浑提腰供熟较奶统遗一哈的境安传全邀度偏要尿求惹,淡各秋种播地伯方捎性雷规生程暖(瑞如询上陶海碍地顾区绩的息钢势管使扣慎件片水友平崭模恶板块的博支遮撑纳系饰统笔安冲全降技此术录规泄程京等微)端对揪统垃一谅和应规盛范舟全后国绪范害围源内肃模农板处支付撑桂体丝系光的野设朵计席及驾施悠工校的坚指因导硬作片用卫有决限直,款存已在醉着假地怖区暴间开差关异庸;译第搭二津,搞模辉板毅设米计准的霜相辈对骑滞吼后瓦,扶在骂模霜板杨支闪撑爷向捆大薄跨耗度浊及兵大深高膊度赴楼所面谢发脚展狂的诚今巾天寺,悔不带少凡设耐计捎方膝案患还映停慈留亮在北将梨常贿规训的培多灯立喝杆浆支谊撑垄系懂统踩套赤用诵到拍大凯跨豪度新和民大矮高纯度愧楼膛面效工拔程会中肌的冈阶竟段寒;寿第彻三策,际计因算布假失定娱与铲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高度增加而减小的规律,模型下端与地面铰接比较合理;但顶端与模板铰接时侧向支撑由什么提供却值得思考,另外由于所有荷载均施加在模板支架顶层,导致实际受力比升板结构更加不利。2.1.4欧拉稳定理论分析方法国内外还有一些其他方法对模板立杆稳定进行计算,如欧拉公式法、日本规范计算法以及英国模板支架标准(BS5973:1981)方法。.1欧拉公式法式中E——钢材弹性模量;h——模板支架步距;I——立柱截面惯性矩;——立杆计算长度系数,取产=l.0;K——安全系数,取3.0。由于欧拉公式取立杆步距为计算长度,与国内模板支架结构的实际情况不符合,虽然在名义上采用了更大的安全系数3.0,实际结果并不一定安全。.2日本规范法式中——钢管的截面积;——钢材的抗压设计强度;——压杆的屈曲系数:时,;时,;时,。.3英国规范法英国规范考虑了杆件初始弯曲、初始偏心及锈蚀的不利影响,按下式计算:式中——考虑锈蚀及不垂直度的影响因素,一般取2.0。——压杆临界应力;——钢材的屈服应力;——欧拉临界力,:——长细比,;;A——钢管的毛截面面积;i——钢管截面的回转半径;l——取横向水平杆间距(即步距)。在日、英立杆的稳定计算中,由于设置支撑立杆时比较严格,支撑架杆件的横向刚度得到较大提高,使立杆稳定承载力得以提高并接近局部稳定承载力。以上三种方法也均以经典欧拉稳定理论作为基础,限制了立杆计算长度的取值,并且为了保证稳定承载力的可靠性,引入了相应的安全系数K。2.2模板支撑体系计算基本假定施工期混凝土材料的物理力学性能(如弹性模量与抗压强度等)随浇筑后龄期的发展而变化,结构的强度和刚度也在增加,与模板支撑相连的整个体系为一时变结构,受外界环境温度变化以及混凝土收缩徐变等因素的影响。模板支撑体系的计算一般采用以下基本假定:①早龄期混凝土强度、弹性模量均为时间的函数,构件刚度随时间发生变化。②模板支撑为弹性杆件并与上下梁板铰接,模板支撑体系为二维平面线弹性的杆系结构。③在混凝土养护期间考虑荷载的重新分配,即模板支撑承担的荷载逐渐减小,而新浇筑的梁板,由起初不承担荷载到逐渐分担施工荷载。荷载重新分配系数由下述方法求得:如图2.1所示,设第i层楼板上支撑系统刚度和第i层楼板刚度分别为和,将顶层梁板自重等效为均布荷载q,假设第i层楼板分担的荷载为,挠度为,根据力的平衡和变形协调条件可知:式中:——第i层分担的重量;——第i层楼板的挠度;图2.1与结构共同作用的模板支撑体系简图Fig2.1Simplifiedgraphofinteractionofformworksupportssystemandstructure——第i层楼板刚度;——第i层梁板上支撑系统刚度;q——与顶层楼板自重等效的均布荷载。设为第i层与第1层楼板承担荷载的比值,令,,(j=0,2,…,n-2;i=1,2,…,n)由上式(2.21)推导可得:再由式(2.20),有如果均布荷载为单位荷载,即q=1,则为新浇筑梁板的荷载分配系数。④考虑浇筑混凝土、拆除模板支撑等施工工序,以及在施工过程中荷载和变形的累积对荷载传递的影响;⑤地基相对于楼板刚度为无限刚性,各层支撑立杆在同一竖直线上。2.3施工过程及荷载特点现浇钢筋混凝土结构施工过程一般包括4道工序:为浇筑上层水平结构而安装模板和支撑架、绑扎钢筋、浇筑混凝土、拆除底层模板支撑。它们构成一个施工循环,每循环一次结构就增加一层,像这样周而复始直至结构全部完成。施工期混凝土结构和模板支撑组成的临时承载系统,在上述第3道和第4道工序时发生结构形式的改变,从而内力发生突变;在第1道和第2道工序时结构形式不发生改变,内力变化不显著,可以合并到第3道工序中考虑,这样就可以简化为上层混凝土浇筑和底层模板支撑拆除2道工序。在施工过程中,可以将每个施工周期划分为三个主要阶段:即浇筑阶段、支撑拆除阶段和养护阶段,养护阶段在时间上介于浇筑阶段和支撑拆除阶段之间,混凝土结构与临时支撑架的内力逐渐发生变化。所以为了简单,可以认为上层混凝土浇筑和底层支撑拆除这两个阶段是养护期的两个特殊而且是比较危险的阶段。各个阶段包括不同的荷载:(1)浇筑阶段该阶段需要考虑的荷载包括:钢筋混凝土结构构件自重、模板和支撑的重量、振捣混凝土和施工人员产生的荷载以及风荷载等。(2)支撑拆除阶段该阶段的荷载包括:钢筋混凝土结构构件的自重、模板和支撑的重量、材料和设备的堆载、施工人员荷载和风荷载。(3)养护阶段养护期间混凝土结构和模板支撑组成的临时受力体系的要发生内力重分配。需要考虑的主要荷载包括:钢筋混凝土结构构件的自重、堆积活荷载、施工人员活荷载,以及可能的风荷载最大值。目前的施工期荷载统计资料不足以确定施工期各种荷载的取值。(1)恒荷载对于混凝土结构自重,假定均值/标准值=1.06,变异系数=0.074,服从正态分布。模板支撑的重量按实际取用,可取为楼板重量的倍数。(2)活荷载对于施工期活载荷统计参数的取值存在较大分歧,结果的差异除了受统计方法的影响外,还受到施工方法、场地条件、现场管理等多种因素的影响,使得施工期活荷载的很难确定,目前尚无统一标准。《建筑施工安全统一规范》征求意见稿中施工期活荷载标准值取3.0KN/㎡,ACI347R-88中施工期活荷载最小取值为2.44KN/㎡,美国TheScaffoldingandShoringInstitute中施工期活荷载最小取值为1.2KN/㎡,文献1中施工期活荷载标准值取值为1.0KN/㎡,文献2中当有效支撑面积大于15㎡时施工期活荷载标准值取值为2.5KN/㎡,文献3参考正常使用期荷载标准值的定义,建立了活荷载概率模型,并以95%的保证率对各施工阶段活荷载标准值进行计算,得到下表2.1:表2.1施工期各阶段活荷载标准值施工阶段支设模板绑扎钢筋浇筑楼板拆除模板设计标准值(KN/㎡)建议取值(KN/㎡)1.862.02.452.51.552.02.663.0拆除模板阶段取3.0KN/㎡,较文献1偏大,但与文献2取值一致,这主要是由于与2001年制定现行规范时相比,现在的建筑结构施工进度更快,临时堆载值更大。综上所述,活荷载取值在拆除模板阶段取3.0KN/㎡较安全,同时也对文献2取值的合理性作出了验证。(3)偶然荷载由于施工的需要可能施加一些特殊荷载,例如在临时结构上布置内爬式起重机、施工期遭遇雪荷载等。不宜将这些荷载包含在常遇活荷载中,而应该具体问题具体分析,并考虑足够的保证率合理确定荷载取值。(4)风荷载风荷载对施工期结构的作用通过模板支撑系统转化为弯矩和水平剪力作用。对施工期临时支撑体系的分析中,应该考虑到:由于结构的通透性,风的阻力系数相对较小;大风通常暂停施工,不会出现风荷载与其他荷载的最大组合;模板支撑体系使风荷载更加均匀地分布,可以对活荷载乘以1.2的放大系数来考虑风荷载对施工期模板支撑体系的影响。2.4施工期结构抗力特点及计算施工期与模板支撑相连的整个结构为一时变结构,受混凝土材料的物理性质变化、外界环境温度变化、施工荷载变化、结构形式变化等因素的影响,可以将施工期结构构件的抗力可简化成为一个随时间变化的变量。由于这种时变特性,施工期与正常使用阶段结构构件的抗力分析存在明显差异,主要为以下三点:①力的发展变化规律不同由于施工期混凝土抗压强度和弹性模量、钢筋与混凝土之间粘结作用均随龄期发展逐渐增大,使结构构件的抗力出现随混凝土龄期发展逐渐增大的现象,且构件抗力在混凝土浇筑早龄期增长较快。②抗力分析的时间不同正常使用阶段设计基准期一般为50年,但结构施工期一般只有两至三年,属于短暂工况,因此进行抗力分析时可以忽略地震和强风作用。③抗力分析的起始时刻不同施工期对结构构件抗力进行分析的起点一般为混凝土浇筑后的终凝时刻,而正常使用阶段对结构构件进行抗力分析的起点恰为施工期抗力分析的终点。正常使用状态下钢筋混凝土受弯构件破坏过程一般为:受拉区混凝土开裂、中和轴上移至受拉钢筋屈服、混凝土截面边缘达到极限压应变,从而混凝土被压碎即构件破坏。而对于施工阶段钢筋混凝土受弯构件破坏过程,因受到混凝土早龄期抗压强度、弹性模量和与钢筋粘结作用的时变特性影响,可分为以下三个阶段:①在混凝土浇筑初期(龄期1天),混凝土强度低,粘结作用小,构件受力如同素混凝土梁,在弯矩作用下受拉区混凝土达到极限拉应变而开裂,构件发生脆性破坏;②随着混凝土强度的增长,混凝土与钢筋间的粘结作用逐渐增强,混凝土和钢筋开始协同工作,但尚不能充分利用钢筋的强度,弯矩作用下受拉区钢筋可能不屈服或发生粘结滑移,由于混凝土强度较低,随着中和轴上移受压区混凝土达到极限压应变而被压碎,构件发生脆性破坏;③混凝土与钢筋之间的粘结作用足够大,钢筋不会出现粘结滑移现象,随着中和轴上移,受拉钢筋屈服,最终受压区混凝土达到极限压应变而被压碎,构件发生延性破坏。由上述分析,施工期不同阶段构件的受弯承载力计算分别如下:第一阶段,将钢筋混凝土构件等效为素混凝土构件,计算构件的受弯承载力:第二阶段,引入受拉钢筋强度利用系数,反映钢筋强度不能充分利用的特性,并把受拉钢筋强度利用系数定义为受拉钢筋实际应力与屈服强度之比。计算抗弯承载力时参照普通钢筋混凝土受弯构件的计算方法。根据截面极限平衡条件得到:式中:为等效矩形应力值与轴压强度设计值之比,对于强度不超过C50的混凝土,取值为1.0;x为混凝土等效受压区高度。第三阶段,根据极限状态截面平衡条件得到:抗弯承载力:可以将以上计算公式统一起来,在不同阶段赋予受拉钢筋强度利用系数不同的值,为简化计算,第一阶段取为零,第二阶段,取值在零和1之间,而第三阶段,取值为1。3考虑与结构共同作用的模板支撑体系试验研究建筑结构在施工期通常由模板支撑系统承担新浇筑楼层的自重和施工活荷载,然后将荷载传递给先前浇好的与模板支撑相连的数层梁板上。由于施工周期较短,这些承担施工荷载的结构仍处于养护期,构件的强度还在发展,刚度也在变化,有时导致结构承担的荷载超过其龄期内能够承受荷载的水平,由此造成现浇混凝土结构质量事故增加,严重的会使临时模板支撑架或者现浇混凝土结构垮塌。研究与结构共同作用的模板支撑体系受力性能,对于施工阶段建筑结构短暂状况的安全验算,控制建筑倒塌和质量事故,具有重要的理论与现实意义。3.1早龄期混凝土基本力学试验对于混凝土早龄期抗压强度和弹性模量的增长规律,我国现行规范尚无规定,而使用较多的是美国ACI209R-92和欧洲模式规范CEB-FIPMC90建议的公式。美国ACI209R-92给出了通过考虑水泥种类和养护方式的两个参数对混凝土早龄期抗压强度影响的经验公式,如下式(3.1):式中参数的取值范围为:=0.05~9.25,=0.67~0.98。混凝土早龄期弹性模量的经验公式如下式(3.2):式中为混凝土单位体积重量。欧洲规范CEB-FIPMC90给出的混凝土早龄期抗压强度的经验公式为:混凝土早龄期弹性模量的经验公式为:式中的和分别为混凝土在标准养护条件下28天龄期抗压强度和弹性模量,是和混凝土龄期相关的系数,为:式中的s作为与水泥品种相关的系数,对于普通水泥和快硬水泥取0.25,对于快硬高强水泥取0.2。施工期混凝土结构和构件的安全受混凝土早龄期性能的影响。虽然已有美国ACI209R-92和欧洲模式规范CEB-FIPMC90的经验公式可供借鉴,但这些经验公式均是由美国或欧洲生产的混凝土推倒而出的,而混凝土作为一种具有地域特征的建筑材料,对我国的混凝土进行早龄期基本力学性能的试验研究是必要的,同时研究混凝土早龄期基本力学性能也是进行混凝土结构分析的前提,可以为有限元分析提供数据支持。试验方案试验用水采用自来水,水泥采用拉法基C-32.5R混合硅酸盐水泥,细骨料为特细河沙,粗骨料为最大粒径为15mm的碎石,试验用料均为干骨料。取C40的混凝土施工时的强度标准差为6MPa进行配合比设计,坍落度控制在55-70mm范围以内。混凝土的配合比如表3.1所示。表3.1混凝土配合比设计强度等级水泥(Kg)特细沙(Kg)碎石(Kg)水(Kg)施工配合比,C401005912436=1:0.59:1.24=0.36制作混凝土立方体试块(100mm*100mm*100mm)共计48组,每组3个试块,其中同条件养护和标准条件养护各24组,分别对龄期为1、2、3、4、5、6、7、10、14、18、21、28d的试块进行混凝土抗压强度试验;制作混凝土棱柱体试块(150mm*150mm*300mm)共计24组,每组6个试块,其中同条件养护和标准条件养护各12组,分别对龄期为3、5、7、10、14、28d的试块进行混凝土弹性模量试验。所有混凝土试块均采用机械搅拌、振动成型,脱模后放入与标准条件和与模型框架试验同条件的养护环境中进行养护,采用标准试验方法测得混凝土相应龄期的立方体抗压强度和棱柱体弹性模量指标。制作试块时采用的模具和试块制作过程如下图3.1所示。混凝土试块的抗压强度和弹性模量试验均在重庆大学岩土实验室进行,其中进行立方体抗压强度试验时采用的仪器为YE-200液压式压力试验机,进行棱柱体弹性模量试验时采用2NSTRON材料试验机配合专用引伸仪,试验仪器及试验过程如下图3.2所示。图3.1试块的模具及制作过程图3.2试验仪器及试验过程试验结果及分析通过对混凝土试块进行早龄期抗压强度和弹性模量试验,得到混凝土早龄期抗压强度和弹性模量的发展规律。.1早龄期混凝土抗压强度通过对试验数据的整理,得到混凝土立方体早龄期抗压强度的实测平均值(即对有效的试验结果取平均值),以及早龄期抗压强度发展规律。(1)混凝土早龄期抗压强度试验结果如表3.2所示:表3.2混凝土抗压强度实测平均值龄期(天)12345671014182128同养抗压强度(MPa)9.715.920.723.52527.528.632.534.937.23941.2标养抗压强度(MPa)12.819.626.930.631.83536.63942.242.444.145.1混凝土抗压强度实测平均值及不同龄期与28天龄期抗压强度百分比值的变化情况如下图3.3和3.4所示。图3.3混凝土抗压强度随龄期变化图图3.4不同龄期与28天龄期抗压强度百分比值由图3.3和3.4可知,随混凝土养护龄期的增长,混凝土的抗压强度增长具有以下特征:①混凝土养护龄期低于7天时抗压强度增长迅速,同条件养护3天、5天、7天时,混凝土抗压强度分别达到28天龄期混凝土抗压强度的50%、61%和69%;而标准条件养护3天、5天、7天时,混凝土抗压强度分别达到28天龄期混凝土抗压强度的59%、71%和81%。②混凝土在养护龄期为7-14天之间的混凝土抗压强度增长速率有所变缓,而14天后强度增长更加缓慢。③混凝土养护早龄期,标准条件养护混凝土抗压强度大于同条件养护,并且标准条件养护下,混凝土抗压强度占28天龄期抗压强度百分比也大于同条件养护。(2)试验数据拟合通过对C40强度等级的混凝土立方体在不同龄期以及不同养护条件下抗压强度值进行统计分析,得到了试验数据的平均植。参考美国ACI209R-92的经验公式,对混凝土立方体抗压强度随龄期增长的试验数据平均值建立如公式3.6所示的函数关系:这里利用非线性最小二乘法的Levenberg-Marquardt算法对试验数据进行拟合,拟合系数取值为0.95,通过拟合得到混凝土立方体抗压强度的相关参数如表3.3所示。根据拟合参数得到早龄期立方体抗压强度随龄期的发展规律,如图3.5所示。表3.3混凝土抗压强度的拟合参数混凝土的养护环境同条件养护标准养护3.3300.9280.992.6600.8760.98美国ACI209R-92经验公式中,=0.05~9.25,=0.67~0.98,上述拟合结果在这一范围内,对于C40混凝土,经验公式中系数和取值分别为4和0.85,这与课题拟和结果也比较接近,说明美国经验公式对我国早龄期混凝土抗压强度的估算也有一定适用性。由于养护方式的影响,同条件养护和标准条件养护拟合的系数有所差异。图3.5混凝土抗压强度拟合值随龄期变化图由图3.5所示,通过比较标准养护条件和同条件养护下混凝土试块抗压强度拟合值可知,标养抗压强度大

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