型钢混凝土转换梁吊模支撑体系与设计关键问题研究

作     者：刘明峰 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：蔡健

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：型钢混凝土转换梁 吊模施工 应力超前 屈服弯矩 使用安全系数 

摘      要：转换层结构已成为竖向不规则高层建筑中常用的一种结构布置方式，型钢混凝土转换梁由于其强度高、刚度大、延性好等优点，被广泛应用到转换层设计中。目前转换层施工常用模板支撑方式：落地支撑法、叠合浇筑法、吊模法。由于落地支撑法所需材料多，叠合浇筑法所需工期均较长，省材料、效率高、利用型钢自承重的吊模法支撑方式开始得到广泛工程实际应用，然而，有关吊模法的理论研究明显滞后于工程应用。由于采用吊模法的型钢混凝土转换梁在施工阶段型钢已存在的施工应力而使梁有“应力超前效应，因此会对梁正常使用阶段的屈服弯矩和极限弯矩产生影响。为此，本文对吊模支撑体系的设计、传力机理进行研究，对型钢混凝土转换梁在不同施工方式下的正截面承载力计算进行理论推导，并由此对影响采用吊模施工梁力学性能的关键因素进行分析，给出适合吊模施工的合理参数范围，为工程实际提供参考。本文主要研究内容与成果如下。 (1)对吊模施工支撑体系设计、传力机理、几种形式与选择原则进行研究，提出了吊模支撑体系的设计方法与相关构件的安全性验算的方法。 (2)总结了国内目前有关型钢混凝土梁正截面承载力计算的理论公式，分析了已有理论中无屈服弯矩公式、型钢腹板极限状态全塑性应力分布与实际有差别的问题;基于平截面假定，给出了本文对型钢混凝土转换梁正截面极限弯矩M与屈服弯矩M的建议公式，并得到吊模施工梁的M’与M’的计算公式。 (3)采用非线性有限元方法对型钢混凝土转换梁进行模拟。由分析结果，证明了采用吊模施工对梁的极限承载力没有影响，并由有限元结果与建议公式计算结果的对比，验证了建议公式的合理性;通过对比极限弯矩规程公式值与建议公式值，两者差距很小，可以用规程公式设计值作为采用吊模施工型钢混凝土梁极限弯矩的理论值。 (4)定义型钢混凝土梁屈服弯矩与极限弯矩之比为型钢混凝土梁使用阶段的安全性系数b，而吊模施工使梁b降低，利用本文建议公式，对采用吊模施工型钢混凝土梁的力学性能关键影响因素进行了参数分析，给出了其合理参数范围。