基于施工时变性的单立杆早拆模撑体系失效机理与失效控制研究

The single pole early-dismantling formwork supporting system is fit to tall concrete building structural standardization, green and rapid construction characteristics. The further study of its mechanical performance, failure mechanism and design theory can provide corresponding theory basis and design method for efficient and safe application Considering mechanical property differences of each early-age concrete floor based on construction time-dependence, design theory and methods on the optimal failure mode control of construction layer single pole formwork supporting system and multilayer early-dismantling single pole common force-bearing system will be put forward in the application project.Therefore, construction time-dependence early-age concrete structure damage mechanism, the formwork supporting system and time-dependence early-age concrete structure interaction mechanism and failure mode under primary concreting, limit state evaluation system and design control theory of formwork supporting system and time-dependence early-age concrete structure are the key to resistance failure design and are need to solve. The early-age concrete bending structure damage index, reinforcement and early age concrete bond-slip relationship, single pole failure modes and failure control index, evaluation index system and design methods of single pole early-dismantling formwork supporting system will be studied. The design theory and method innovative research results will have important theoretical and social significance. to promote tall concrete building structural standardization, green and rapid construction.

单立杆早拆模撑体系适合高层钢筋混凝土结构标准化、绿色和快速施工特性，深入研究其力学性能、失效机理和设计理论可为高效和安全应用提供相应理论依据和设计方法。本申请项目拟针对该模撑体系，考虑不同楼层各龄期混凝土力学性能的差异，提出基于施工时变性下施工层模撑及以下多层单立杆共同受力体系最优失效模式控制的设计理论和方法。为此，研究高层建筑各楼层不同龄期钢筋混凝土施工时变结构的损伤机理、钢筋混凝土构件一次性浇筑的该模撑体系与混凝土时变结构空间共同作用机理与失效模式、及该模撑体系与混凝土时变结构极限状态评价体系与设计控制理论，是进行其抗失效设计关键和亟需解决的问题。本项目拟对各龄期混凝土压弯结构损伤指标、粘结滑移关系以及该模撑结构体系的失效模式、评估指标及设计方法等展开系统深入研究，拟取得施工时变性下该体系设计理论与方法的创新性研究成果，成果对推广高层建筑标准化绿色和快速施工具有重要理论和社会意义。

单立杆早拆模撑体系适合高层钢筋混凝土结构标准化、绿色和快速施工特性，深入研究其力学性能、失效机理和设计理论可为高效和安全应用提供相应理论依据和设计方法。本项目主要进行了单立杆铝合金早拆模撑体系的力学性能研究、施工时变结构各龄期混凝土损伤研究、单立杆早拆模撑体系的设计方法与控制理论的研究。针对铝合金模板体系进行了一系列的试验研究和有限元分析，如铝合金模板抗弯试验、销钉连接试验、立杆稳定性试验、铝合模板整体稳定性试验，得到了铝合金模板合理的截面形式、单立杆稳定承载力的设计方法、单立杆铝合金模板体系的设计方法。进而研究各楼层不同龄期钢筋混凝土施工时变结构的损伤机理，针对在自然养护下各龄期混凝土的力学性能以及早龄期混凝土受荷对其后期的力学性能影响规律展开研究，提出基于龄期和养护龄期度双参数各龄期混凝土力学性能预测公式，并提出基于龄期和养护龄期度混凝土的非线性应力-应变本构关系模型，并得到了基于持荷时间和持荷轴拉比的损伤影响系数。接着，采用试验和有限元分析相结合的方法，对早龄期钢筋混凝土梁抗弯性能以及早龄期持续受弯对其后期力学性能影响的试验研究，并采用有限元的方法对早龄期梁板构件和单立杆梁板支撑体系进行分析，探讨早龄期梁板受弯构件的力学性能。最后，利用有限元分析软件ABAQUS建立早龄期钢筋混凝土梁、钢筋混凝土板的有限元模型，通过大量的参数分析，探讨混凝土强度、拉压纵筋配筋率、配箍率、截面尺寸等参数对早龄期混凝土梁、板构件承载力的影响规律。在有限元参数分析的基础上，提出了单立杆早拆模撑体系与混凝土时变结构空间共同作用机理与失效模式、及该模撑体系与混凝土时变结构极限状态评价体系与设计控制理论，提出了钢筋混凝土梁、板构件在单立杆支撑下的抗弯承载力计算公式，为铝合金单立杆早拆模板体系的推广运用提供参考。