[发明专利]用于防止高大模板支架连续性倒塌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑力学领域，特别是一种防止高大模板回去连续性倒塌的方法。

背景技术

大量的统计资料表明，结构在施工过程中的安全性远小于使用期的安全性。以美国为例，大约57％的工程破坏事故出现在施工阶段；在俄罗斯，这个比例约为70％，我国则更为突出，叶耀先在对1958～1987年间国内285起较大的建筑结构倒塌事故进行的分析表明，施工期间发生的安全事故占83％，而根据近10年357起倒塌事故统计显示，有78％的事故发生在施工阶段，而造成大部分结构坍塌的原因在于模板支撑体系的倒塌。

通过对此类事故的分析研究，发现因施工期间模板支架连续性倒塌，最终导致事故发生的占有相当大的比例。所谓连续性倒塌是指，结构在正常使用条件下由于突发事件使结构发生局部破坏，这种破坏从结构初始破坏位置沿构件进行传递，最终导致整个建筑物倒塌或者造成与初始破坏部分成不成比例的倒塌。

 连续性倒塌研究源于建筑结构。1968年5月16日，伦敦Ronan Point公寓楼18层一住户因夜间煤气泄漏引起爆炸，爆炸压力破坏了该单元两侧的外墙板和局部楼板，上一层的墙板在失去支承后也同时坠落，坠落的构件依次撞击下层造成连续破坏，使得该22层高楼的一个角区发生多米诺骨牌效应从上层一直坍到底层。自从公寓楼发生连续性倒塌之后，英国的设计规范就相应做了修改,欧洲的设计标准也随之做了调整。有关防止结构发生连续性倒塌的设计方法在很多国家的规范都有规定，英国、瑞典、荷兰等国家在Ronan Point公寓楼倒塌之后，开始把煤气爆炸产生的冲击作用量化，要求设计时必须针对这类偶然作用明确分析结构的抵抗力。有些国家的规范虽然没有用计算的方法来防止建筑物发生连续性倒塌，但也提倡通过增强结构的整体性及构件之间的拉结获得结构的连续性，从而防止结构因局部破坏而发生连续性倒塌。然而，我国还没有在抗连续性倒塌方面做出明确规定，只是在GB 50010《凝土结构设计规范》第3.1.6条中规定：结构应具有整体稳定性，结构的局部破坏不应导致大范围倒塌。规范只对该条款做了简单的说明，没有提出设计的具体方法和要求，缺乏可操作性。可见我国在连续性倒塌方面研究是不足的。

造成高大模板支撑体系连续性倒塌的原因很复杂，归根到底在于高大模板支撑体系的受力特性是非常复杂的，存在诸多不确定性因素。首先在模板支撑架作用时，现浇钢筋混凝土结构包含尚处于低龄期的混凝土构件，混凝土的力学性能并未发展成熟，随着混凝土龄期的增长，整个结构的抗力和内力均会发生改变，而且在大跨度、大楼面高度的模板支撑系统中，支撑架的刚度不是无穷大的；其次，模板支撑架与钢筋混凝土结构之间存在着空间上的对应关系，构成了模板支撑与主体结构之间共同作用的体系，而在施工结束前结构并未能形成完整的承载体系；再者，施工阶段荷载分布非常复杂，施工期内荷载对结构的荷载效应和结构使用期的荷载效应也有所不同；施工阶段各项人为操作失误也是导致模板支撑结构体系处于施工期事故频发的重要原因。这些客观条件的限制和施工过程中的人为因素，导致施工期内建筑结构失效概率高于正常使用阶段。

当前高大模板支架施工方案中对所加设的辅助构造措施是出于一种习惯性的安全考虑，并没有思考过所增设的构造措施是否对高大模板支架发挥应有的作用。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于防止高大模板回去连续性倒塌的方法，它可以通过计算，对模板支架整体受力及抗连续性倒塌进行分析，并提出模板支架设计及施工的改进技术措施。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下：

1）将定节点为半钢性，杆件无缺陷，根据施工方案进行高大模板支架建模；

2）在高大模板支架模型上施加模拟荷载；

3）对高大模板支架出现缺陷后的情况计算每种缺陷对应的失稳系数Ⅰ，缺陷包括有：荷载偏心、立杆初始弯曲和初偏心、结点施工质量；

4）在高大模板支架模型的基础上增加辅助措施，再重新计算高大模板支架出现步骤3）所述缺陷后的对应失稳系数Ⅱ；

5）比较失稳系数Ⅰ和失稳系数Ⅱ，若失稳系数Ⅱ大于失稳系数Ⅰ，则保留增加的辅助措施，若失稳系数Ⅱ小于或等于失稳系数Ⅰ，则去除辅助措施。

进一步，步骤1）中建模参数包括有：立杆横距、立杆纵距、支撑高度、横杆纵杆的步距、纵横扫地杆的距地高度、连墙件沿已经形成强度的柱逐步纵向分布、沿梁长方向沿支撑高度设置剪刀撑，与纵横杆在交结处以旋转扣件连接。

进一步，步骤2）中施加的模拟荷载参数包括有：梁下支承模板支架受载梁宽和施工状态中受载面的荷载大小。