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扣件式钢管脚手架和模板支架具有承载力高,搭设灵活,经济性好的特点,是我国建筑施工中主要的架设形式。但是由于该结构体系设计理论的不足,再加上施工管理和材料质量等方面的缺陷,已成为近年来扣件式脚手架和模板支架坍塌事故不断发生的主要原因。因此对扣件架施工期安全性开展研究,具有重要的理论和实际意义。 本文针对扣件式钢管脚手架和模板支架体系存在的问题和实际工程应用的需要,在前人工作的基础上,较为全面的对扣件式钢管脚手架和模板支架的工作性能进行了研究。形成了包括现场调研、试验研究、有限元分析、可靠性分析以及现场跟踪监测的一套完整的扣件式钢管脚手架和模板支架施工的分析评估体系。通过上述研究工作,本文形成了以下主要研究成果: (1) 本文通过对建筑施工现场扣件式钢管脚手架及模板支架材料几何参数、搭设参数的调查统计,分析了其规律性,并建立了相应的概率模型。为脚手架承载力研究及可靠性分析提供依据,并在一定程度上弥补了我国建筑施工期扣件式钢管脚手架统计资料匮乏的现状。 (2) 对扣件式钢管脚手架材料的力学性能进行了系统的试验研究,通过试验对材料初始缺陷对承载力的影响做出评估,并建立脚手架节点的半刚性力学模型,为有限元计算提供了材料力学参数。 (3) 基于调查和试验的结果建立了考虑材料初始缺陷的扣件式模板支架承载力有限元分析方法,并根据有限元分析的结果,初步建立了扣件式模板支架的设计方法,并对规范中提出的计算公式进行了修正。 (4) 提出采用蒙特卡罗数值模拟法和插值法相结合,建立扣件式模板支架稳定系数分布概率模型的方法。在此基础上参考现有相关研究成果并考虑施工中的人为错误对本文提出的扣件式模板支架承载力计算方法进行了可靠性分析,并对活荷载概率模型对可靠指标的影响进行了探讨。