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新型盘扣式格构支架力学性能及稳定性研究
| 论文题名： | 新型盘扣式格构支架力学性能及稳定性研究 |
| 关键词： | 桥梁施工;盘扣式格构支架;力学性能;稳定性能 |
| 摘要： | 支架结构是桥梁建设施工的重要部分，传统的扣件式支架和碗扣式支架已不能满足当前桥梁建设需求，盘扣式支架具有受力稳定、装配方便、经济性良好等优点，成为当前主流支架。盘扣式支架采用满堂搭设繁琐、不能有效发挥材料强度、占用大量施工空间，为更好发挥盘扣支架的优点，因此对盘扣式支架结构创新，提出一种新型盘扣式格构支架。盘扣式格构支架的承载性能和稳定性是影响其结构应用安全的主要因素，但目前对盘扣式格构支架的研究不足，影响其工程应用的安全性和推广。本文开展了盘扣式格构支架力学性能及稳定性研究，主要内容如下： （1）盘扣式格构支架节点研究。盘扣式格构支架节点为半刚性连接，该连接方式对支架稳定承载力具有重要影响。本文开展了盘扣节点竖向抗剪、水平抗剪和抗弯试验，获取了盘扣节点荷载-变形关系及节点破坏现象，研究节点半刚性特性并分析该现象原因。采用ABAQUS软件建立了盘扣实体有限元模型，以节点荷载变形关系为指标，验证了试验及和模型的正确性。采用三线性模型和二参数对数模型，拟合节点荷载-变形曲线，获取了节点刚度值及其取值范围。 （2）盘扣式格构支架力学性能研究。本文设计并开展格构支架压载试验，测试支架的荷载、位移和应力变化，得到试验过程中架体荷载-位移、荷载-应力关系曲线，格构支架的极限承载力和破坏形式。采用ABAQUS软件建立压载试验有限元模型，引入结构初始缺陷和节点刚度值模拟试验工况，模拟得到格构支架非线性屈曲的极限承载力和屈曲模态，以格构支架极限承载力和屈曲模态为指标，验证建立的有限元模型的正确性。 （3）盘扣式格构支架承载性能和稳定性影响因素研究。基于压载试验建立的有限元模型，开展了格构支架稳定承载力影响因素变参数分析，研究了节点刚度值、结构初始缺陷、立杆直径和壁厚、水平杆步距、架体高度和斜撑布置搭设等因素对支架承载性能的影响规律。采用Design-Expert软件引入响应面法拟合了格构支架变参数模拟结果，获取了无斜撑格构支架的稳定承载力表达式并使用试验结果验证表达式准确性。 |
| 作者： | 刘弘毅 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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