[發(fā)明專利]用于防止高大模板支架連續(xù)性倒塌的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210497613.1
• 申請(qǐng)日: 2012-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN102999669A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華建民;陳名弟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;E04G17/14
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑力學(xué)領(lǐng)域，特別是一種防止高大模板回去連續(xù)性倒塌的方法。

背景技術(shù)

大量的統(tǒng)計(jì)資料表明，結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全性遠(yuǎn)小于使用期的安全性。以美國為例，大約57％的工程破壞事故出現(xiàn)在施工階段；在俄羅斯，這個(gè)比例約為70％，我國則更為突出，葉耀先在對(duì)1958～1987年間國內(nèi)285起較大的建筑結(jié)構(gòu)倒塌事故進(jìn)行的分析表明，施工期間發(fā)生的安全事故占83％，而根據(jù)近10年357起倒塌事故統(tǒng)計(jì)顯示，有78％的事故發(fā)生在施工階段，而造成大部分結(jié)構(gòu)坍塌的原因在于模板支撐體系的倒塌。

通過對(duì)此類事故的分析研究，發(fā)現(xiàn)因施工期間模板支架連續(xù)性倒塌，最終導(dǎo)致事故發(fā)生的占有相當(dāng)大的比例。所謂連續(xù)性倒塌是指，結(jié)構(gòu)在正常使用條件下由于突發(fā)事件使結(jié)構(gòu)發(fā)生局部破壞，這種破壞從結(jié)構(gòu)初始破壞位置沿構(gòu)件進(jìn)行傳遞，最終導(dǎo)致整個(gè)建筑物倒塌或者造成與初始破壞部分成不成比例的倒塌。

?連續(xù)性倒塌研究源于建筑結(jié)構(gòu)。1968年5月16日，倫敦Ronan?Point公寓樓18層一住戶因夜間煤氣泄漏引起爆炸，爆炸壓力破壞了該單元兩側(cè)的外墻板和局部樓板，上一層的墻板在失去支承后也同時(shí)墜落，墜落的構(gòu)件依次撞擊下層造成連續(xù)破壞，使得該22層高樓的一個(gè)角區(qū)發(fā)生多米諾骨牌效應(yīng)從上層一直坍到底層。自從公寓樓發(fā)生連續(xù)性倒塌之后，英國的設(shè)計(jì)規(guī)范就相應(yīng)做了修改,歐洲的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也隨之做了調(diào)整。有關(guān)防止結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)性倒塌的設(shè)計(jì)方法在很多國家的規(guī)范都有規(guī)定，英國、瑞典、荷蘭等國家在Ronan?Point公寓樓倒塌之后，開始把煤氣爆炸產(chǎn)生的沖擊作用量化，要求設(shè)計(jì)時(shí)必須針對(duì)這類偶然作用明確分析結(jié)構(gòu)的抵抗力。有些國家的規(guī)范雖然沒有用計(jì)算的方法來防止建筑物發(fā)生連續(xù)性倒塌，但也提倡通過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性及構(gòu)件之間的拉結(jié)獲得結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，從而防止結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)性倒塌。然而，我國還沒有在抗連續(xù)性倒塌方面做出明確規(guī)定，只是在GB?50010《凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.1.6條中規(guī)定：結(jié)構(gòu)應(yīng)具有整體穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)的局部破壞不應(yīng)導(dǎo)致大范圍倒塌。規(guī)范只對(duì)該條款做了簡單的說明，沒有提出設(shè)計(jì)的具體方法和要求，缺乏可操作性?？梢娢覈谶B續(xù)性倒塌方面研究是不足的。

造成高大模板支撐體系連續(xù)性倒塌的原因很復(fù)雜，歸根到底在于高大模板支撐體系的受力特性是非常復(fù)雜的，存在諸多不確定性因素。首先在模板支撐架作用時(shí)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)包含尚處于低齡期的混凝土構(gòu)件，混凝土的力學(xué)性能并未發(fā)展成熟，隨著混凝土齡期的增長，整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗力和內(nèi)力均會(huì)發(fā)生改變，而且在大跨度、大樓面高度的模板支撐系統(tǒng)中，支撐架的剛度不是無窮大的；其次，模板支撐架與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間存在著空間上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，構(gòu)成了模板支撐與主體結(jié)構(gòu)之間共同作用的體系，而在施工結(jié)束前結(jié)構(gòu)并未能形成完整的承載體系；再者，施工階段荷載分布非常復(fù)雜，施工期內(nèi)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和結(jié)構(gòu)使用期的荷載效應(yīng)也有所不同；施工階段各項(xiàng)人為操作失誤也是導(dǎo)致模板支撐結(jié)構(gòu)體系處于施工期事故頻發(fā)的重要原因。這些客觀條件的限制和施工過程中的人為因素，導(dǎo)致施工期內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)失效概率高于正常使用階段。

當(dāng)前高大模板支架施工方案中對(duì)所加設(shè)的輔助構(gòu)造措施是出于一種習(xí)慣性的安全考慮，并沒有思考過所增設(shè)的構(gòu)造措施是否對(duì)高大模板支架發(fā)揮應(yīng)有的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種用于防止高大模板回去連續(xù)性倒塌的方法，它可以通過計(jì)算，對(duì)模板支架整體受力及抗連續(xù)性倒塌進(jìn)行分析，并提出模板支架設(shè)計(jì)及施工的改進(jìn)技術(shù)措施。

本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，具體步驟如下：

1）將定節(jié)點(diǎn)為半鋼性，桿件無缺陷，根據(jù)施工方案進(jìn)行高大模板支架建模；

2）在高大模板支架模型上施加模擬荷載；

3）對(duì)高大模板支架出現(xiàn)缺陷后的情況計(jì)算每種缺陷對(duì)應(yīng)的失穩(wěn)系數(shù)Ⅰ，缺陷包括有：荷載偏心、立桿初始彎曲和初偏心、結(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量；

4）在高大模板支架模型的基礎(chǔ)上增加輔助措施，再重新計(jì)算高大模板支架出現(xiàn)步驟3）所述缺陷后的對(duì)應(yīng)失穩(wěn)系數(shù)Ⅱ；

5）比較失穩(wěn)系數(shù)Ⅰ和失穩(wěn)系數(shù)Ⅱ，若失穩(wěn)系數(shù)Ⅱ大于失穩(wěn)系數(shù)Ⅰ，則保留增加的輔助措施，若失穩(wěn)系數(shù)Ⅱ小于或等于失穩(wěn)系數(shù)Ⅰ，則去除輔助措施。

進(jìn)一步，步驟1）中建模參數(shù)包括有：立桿橫距、立桿縱距、支撐高度、橫桿縱桿的步距、縱橫掃地桿的距地高度、連墻件沿已經(jīng)形成強(qiáng)度的柱逐步縱向分布、沿梁長方向沿支撐高度設(shè)置剪刀撐，與縱橫桿在交結(jié)處以旋轉(zhuǎn)扣件連接。

進(jìn)一步，步驟2）中施加的模擬荷載參數(shù)包括有：梁下支承模板支架受載梁寬和施工狀態(tài)中受載面的荷載大小。