外文翻译.docx

1、外文翻译文献翻译 题 目 钢管脚手架支护结构 混凝土模板的可靠性评估学生姓名 * 专业班级 机械设计及其自动化10-3班 学 号 5410020103* 院 （系） 机电工程学院 指导教师(职称) * 完成时间 2014年3月 9日 文献来源：钢管脚手架支护结构混凝土模板的可靠性评估Hao Zhanga，*, Kim J.R. Rasmussena, Bruce R. EllingwoodbaSchool of Civil Engineering, University of Sydney, NSW 2006, AustraliabSchool of Civil and Environment

2、al Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, USA文章历史：收到一一年三月九日经修订的2011年11月21日接受2011年11月21日可在线2011年12月26日关键词：建筑模板、负载（力）、非线性框架分析、基于概率的设计、脚手架、支护、钢、结构工程、结构可靠性摘要：混凝土结构的施工过程中多次失败可溯源到模板支护的崩溃系统。可靠性分析的典型的钢管脚手架支护结构是本文提出利用上的钢支架构件的几何和机械性能最近的调查数据，以及第二阶非弹性结构分析模型。发表岸负荷调查进行分析，以开发抽动模型在混凝土浇筑作用于

3、支架的负荷。本文探讨失效模式URE，对结构强度的可变性不同的随机变量的影响，且可靠性所分析的支架结构。可靠性框架可以用来改善当前工作加载的钢管脚手架结构的设计极限的基础，使支架设计的风险是一致的。2011 Elsevier公司保留所有权利。1介绍钢脚手架钢筋混凝土常用浓度结构调查为撑系统，支持模板。相比与其他支护系统，如木材或金属桩，钢SCAF-折叠型系统具有增加的强度的优点，并更大的面板尺寸。的钢脚手架系统通常由上行权利（管柱，称为行业标准），过账（水平构件），括号和可调插孔。该立柱是由各种类型的装置连接到所述横杆连接，如CUPLOK关节或楔形接头。需要注意的是另一种类型的支架在施工常用的是

4、交流塞斯支架，主要用于支持小到中雨从工人，小型工程材料和设备负荷安全的工空间。访问脚手架未在此考虑研究。许多研究表明，钢筋混凝土的故障在其施工阶段所发生的结构通常是溯源到模板支护体系的崩溃1,2。该这种结构失效的经济和法律后果是令人不安的。广西（中国）医药大学图书馆邮轮业咨询委员会凹痕在2007年，其中七名施工人员被打死3，是最近钢管脚手架发生灾难性的失败例子支撑系统。这样的失败促使许多努力，调查钢支架的结构性能既实验和数值模拟4-11 。最近，第二阶非弹性结构分析（高级分析）一直用于预测的行为和极限状态承载能力钢管脚手架结构，包括材料和几何非的非线性，初始几何缺陷，和半刚性连接详细信息12。

5、不幸的是，即使有精确的结构模型已通过标定实验测试，实际的钢支架曼斯不能准确预测因为较大的不确定性结构性能及应用负载将始终在。在结构最新进展使用普罗巴性理论允许这些不确定性进行量化方法和支架结构的安全性是理性地评估他们的极限状态概率的计算（可靠性能力）。这里，结构的可靠性被定义为概率该结构将满足其强度性能目标或适用性超过给定的时间周期。结构可靠性分析的有限数字已经施工期间的临时搭建物进行的。Gromala13审阅木材为基础的存取可靠性要求脚手架木板的规范和标准，以及相关的要求，目由木材评级机构发布的许用应力。负载和电阻中的可靠使用的统计信息计算能力是基于假设而不是实验心理数据。Charuvisi

6、t等人14访问脚手架风险研究在强风通过风洞试验和现场实测风荷载作用于实际的支架。该研究主要集中在连接支架的访问外部的联系积聚的安全ING墙壁。Epaarachchi等人15,16计算出的概率典型的多层施工过程中结构失效钢筋混凝土建筑物。这是假设系统故障发生在板强度（弯曲或剪切）极限状态侵犯。海岸/ reshores失败并没有考虑他们的研究。目前在对钢管脚手架的设计，行业惯例结构的基础上，极限工作载荷（WLL）的理念。基本WLL设计公式的格式RnFS（Dn+Ln）其中Rn=通过分析计算=标称系统的力量并根据所设计的代码接受的设计方法考虑振动性的材料制成，并且标称值剖恰当-安全，D的关系，FS =

7、系数Dn和Ln是名义上的死和活负载由于施工：Rn/ FS表示允许工作负载。施工恒荷载包括混凝土的重量和模板。施工活荷载作用于支架包括施工人员的重量，设备，堆放材料和混凝土中局部做畦津贴配售。的安全系数，通常为2.03.0，是判断性。与目前钢材相关的可靠性支架的设计实践是未知的，从而难以延伸脚手架的设计超出了目前的做法，以满足新兴的建筑行业的需求。本文提出了一种典型的钢的可靠性评估设计按照WLL设计，支架结构垫。通过设计的支架可靠性的影响先进的非线性分析和习俗弹性分析进行了比较。概率的研究利用可用文献和数据在岸上的负荷，几何最近的调查数据的钢支架构件和机械性能，和一个仲第二个阶非弹性结构模型。对

8、结构可靠性的影响人为错误的能力进行了探讨。2结构可靠度分析我们认为，一个支架结构的极限强度，在该系统极限状态由过载定义为失败。钢支架被设计成能承受垂直荷载，以及由于横向混凝土压力或风载荷等的形状工作通常是由该完成的部分外部约束永久性的结构，其中在水平荷载作用传输。因此，钢支架的设计一般是由版本-管辖负载。本研究仅考虑了死亡的组合活荷载由于施工。在极限状态概率Pf=P（R-（D+L）0）其中P（A）=在支架中，R=最终事件的概率结构强度（耐），D=施加静荷载作用，L=活载作用。由于载荷随时间变化，D +L在方程（2）在营建过程中被解释为最大总负载效应化过程。式（2）可以使用标准的可靠性分析来评估

9、方法，如Monte Carlo模拟或一阶可靠性方法（FORM）如果结构电阻的概率信息距离和负荷可用。本研究假定负荷作用对支架的每个直立在过程中的地步他们达到他们的最高值完全相关。因此，只有两个随机变量须说明死者和活荷载。这个假设使得能够分析是可信使用表格ITY有效。如果结构阻力和负载相互统计独立的正态变量，极限状态由下式给出概率Pf=（-）这里（）是标准正态分布函数。在这种纸，Xn,和Vx表示名义，平均值，标准偏差化和变化（COV）为一个随机变量X的系数分别。可靠性指标，B，已经习惯作为来代替Pf以概率为基础的极限状态设计17 。对于相关非正态随机变量，一个罗森布拉特变换，MATION可应用于

10、产生相当于独立正常变量以表格的使用。见参考文献18的详细信息。在这项研究中，对支架的概率负荷模型分别为从文献中公布的负荷调查数据获得的。结构阻力的统计特性为使用模拟和先进的非线性有限元推导换货分析（FEA）。仿真研究也提供了有用的上的不同的源的相对重要性的信息不确定性的整体变异的结构强度。该负载和阻力的数据，然后使用表格来合成估计结构可靠性。3脚手架的概率负荷模型作用于支架的垂直载荷可以被归类为死和活荷载。死载荷是由于混凝土的重量和模板。它增加了作为混凝土浇筑的进展，并在放置的端部达到最大。活负载由施工人员，设备的重量，层叠材料，以及任何影响混凝土中的影响安置。活荷载的大小取决于阶段的结构，即

11、，之前，期间和之后浓度的放置克里特岛。图。1示出了岸负载（组合的典型历史死者和活荷载效应）19,20，比照。最大的岸负载通常在混凝土浇筑期间发生。如在节将描述3.1和3.2，恒载是DOM-岸边负载时混凝土浇筑组件。因此，最大的岸载荷作用时，会发生死负载被完全开发而活荷载假定其瞬时值，它可以是小于的最大活载19,20。在实习期末，活荷载效应减弱因为建筑活动减少。脚手架然后支持板坯的唯一的重量。最大值之间的差岸负载和负载只是在铸造后提供一个估计式化的活荷载效应。施工活荷载可能增加之后显著浇注由于增加建设图1，典型的岸载荷历史。活性材料和储存。然而，岸边的负载趋于减小，混凝土板的收益部分的强度和启动

12、汽车施加的载荷的一部分20,21。因此，最重要的时间为脚手架支撑系统是典型的过程中混凝土浇筑。脚手架倒塌的调查1显示那的脚手架故障74在混凝土浇筑时发生操作。建造这个阶段代表了关键条件的支架设计，它是这个阶段的建设，该本文地址。在混凝土浇筑，新浇楼板的阶段没有刚性，并且所有负载由支架支撑。该EF-FECT对人为错误的结构可靠性进行了讨论。在脱签署实践，作用于支架的立柱的垂直载荷最常使用的支流面积法，想当然地计算ING的立柱支撑的新浇楼板的重量和指定的代码基本设计活荷载（上模板）。可替代地，在岸上负载可以通过计算来获得支持反应，通过集中加载的承载梁从托梁（在被称为分布式方法载荷19而在梁法20）

13、。已经表明，该分布式方法或光束方法仅比稍微更准确的支流区域的方法19,20 。在下面的讨论中，除非特别声明，岸边负荷使用计算支流面积法。相比，其已经进行了大量工作在建筑物占用的负荷，相对有限的研究已经为施工荷载进行。几种分析模型22 -25已经提出来研究多岸上板相互作用故事结构。这些研究主要集中于确定在部分固化的板坯的载荷。在26和27，建筑在板坯formworks活荷载前后混凝土浇筑进行了调查。直接测量负载其它负载调查效果（轴向负载）上模板支持分子19,21,28,20,29。相关岸上负荷调查的简要总结在下面给出。3.1活荷载在这项研究感兴趣的活荷载是同伴活荷载当静载荷达到最大值的倒结束 。

14、同伴活荷载可以通过减去最大，估计IMUM岸负荷倾刚过负载。这个同伴活荷载进行了检查，法塔勒19和Ikheimonen20。从报道的数据20，可知：（1）由于负载的重量工人及设备是非常小的比较与静荷载;（2）当混凝土被放置通过泵送的冲击负荷不大，（3）当起重机和斗甲基-OD是用于混凝土浇注时，COVVL等于0.7，且平均活负载L约等于0.3升Ln如果标称现场负载Ln被校准，采用2.4千帕的设计模板活荷载（50呎）的计算得到在ACI 347规定30。通过法塔勒进行的调查19，其中，起重机和斗方法用于及实践-ING，建议类似的结果： =0.31和VL=0.71支流面积法， =0.27和VL=0.54

15、L如果更多准确分布式方法被用来计算在岸上的负荷。在此基础上的有限数据，假设在本研究中该支架上的活荷载有I型极值分布，与VL= 0.7和=0.3为2.4千帕的模板设计活载（50呎）。值得强调的是使取决于设计铁架活荷载，且该值可能有很大的不同从标准的标准。例如，美国混凝土学会规定了所有建筑的2.4千帕的设计活荷载（50呎）阶段30 ，而在澳大利亚标准为模板的浓度混凝土AS361031 ，设计活荷载变化对不同浓度结构调查阶段，它是1.0千帕的混凝土浇筑阶段。3.2恒载理论上，恒载荷传递到的直立的脚手架，可以计算合理准确地作为可变性。混凝土的重量相对较低（一COV的0.060.09的量级17）。然而，

16、许多研究表明，所测量到对于适用于支架的静荷载计算值有比较大的变化19-21,29。法塔勒19研究了六层平板办公大楼，用203毫米（8英寸）的楼板厚度。单跨钢管脚手架门户帧由两个立柱和三个水平横杆被用作海岸。十一仪表立柱放置内模板第四楼板下的室内海湾。据观察，在直立号4的负载是显著低比其理论所叠加的负载，并且在相邻的股直立第10号拿起了额外的负载。笔者建议这可能是由于直立过早屈服或错位立柱4号。如果立柱4号和10被排除在调查数据显示，D/Dn的平均值为0.92和0.35的支流区甲基-COV外径，并且平均值为0.93和0.32的分布式方法的COV。Rosowsky等人21和Kothekar等人32

17、报道了岸负荷调查在联邦监狱旧址贝克利，西弗吉尼亚州。两个相同的小倒入地区（8.10平方米每一个）和一个大面积倒（51.28平方米米）分别为在这两种铸造和固化阶段的调查。每个小区域是由钢管脚手架塔4个支持。对于大的模板支撑系统灌注区域浓度其中八个的16钢柱sisted，被检测的。COVS33.3和28.5的恒载为小中观察到小倾区域和大倾面积。同时还发现该支流区域负荷接近实际的平均岸上的负荷。Ikheimonen20调查了岸负荷在四桥，五住宅楼宇地盘。板坯厚度从950毫米到1310毫米变化的桥梁，到150mm至350mm的住宅建设建筑物。共有66海岸被仪器。MEA-变身岸负荷又分为负载由于模板，加

18、载由于混凝土，以及在放置过程中的最大负荷。为恒负载测量到计算的值被发现的均值为0.9和0.29 COV的支流区域的方法，和的平均值为0.99和0.30COV的光束方法的。蓬特等人29研究了混凝土施工建设有七层和四层地下停车场。板坯的厚度为250毫米。共有34仪表钢交岸被放置在一个典型的7.25.65米内部每个停车级别的海湾。该研究表明，在恒载D具有一个平均值约等于标称Dn和COV 0.25左右。在上述调查结果的基础上，它似乎使和VD范围为0.250.3。需要注意的是静载和occupancy活荷载为普通楼宇的0.1典型的中海和0.25，分别为17。显而易见的是，静荷载的可变性在棚架比相关联的变异

19、性要大得多浓度混凝土的重量。这样做的原因额外的不确定性是不能完全理解，但它可能与不均匀沉降的立柱或支架安装，如缺乏缺陷的立柱和模板/承载梁之间轴承19,20,33,34。此外，支流区域概念可能是来源因为严格来说，支流区域概念的差异仅当拱腹模板很死板。似乎在目前正常施工实践，0.30 COV是表象用于对支架的静载荷作用。因此，假定在这项研究中，恒负载是正态分布，用和VD= 0.30。应该强调这VD包括在施工中产生的细小瑕疵的效果实际的公差的限制，它不考虑效果（总额）的人为错误。4支架结构的强度4.1例如结构一个典型的钢脚手架塔中所示的图。2进行了审议。该系统采用3层在1湾有1海湾安排，1.5米层

20、高相等的高度，在这两个1.829米海湾宽度方向。立柱和横杆通过CUPLOK连接关节。一个CUPLOK联合组成的焊接固定底杯在立柱和滑动上一杯。刀片结束的构件（分类账）被放置在底部杯。至搞合资，顶杯是向下滑动叶片和通过触击它的耳用锤子。这种类型的连接无需螺栓连接或焊接，并允许简单快捷勃起。实验测试表明，CUPLOK关节半刚性，一般在显示与松动刚度小装载由于缺乏合适的起始35 。在该插孔底部和该框架的顶部是可调节的，并假定是相同的长度。对于插孔扩展两个极端值被认为是，即100毫米和600毫米。相应的帧被称作支架1和。该立柱，分类帐和括号是钢圆空心型材（CHS）。该插孔是实心钢条。表1总结了NOM-

21、INAL截面尺寸和屈服应力的成员。4.2钢脚手架成员的随机特性七个基本随机参数在目前的鉴定研究：（1）得到的立柱的应力，（2）得到的插孔的应力，（3）初始外的直立柱，（4）载荷偏心度，（5）厚度的立柱的CHS，（6）直径的插孔，和（7）的半刚性CUPLOK关节的关节僵硬。所有随机变量被假定为相互统计独立。以下各段和表2总结了统计信息的基本随机变量。详情可从引用的参考文献获得。在构件的平均值和COV外的平直度和负载偏心率从场测量的结果取35。该外的直线为立柱带套管接头（即，接头）由对数正态分布，均值为蓝本L/ 770和0.6的COV。标称值外的直线被假定为L/ 500，工业上采用的典型值。该荷载

22、偏心率的大小是通过模拟一个对数正态分布DISTRI-bution，平均的b /4和COV为0.55，在其中b是宽度承载梁;这个平均值等于标称在澳大利亚标准模板指定设计值具体AS361031。据推测对测得的数据外的平直度和载荷偏心度是代表性的正常质量建设。钢框架的稳定性不仅受马尼-载荷偏心度和柱的性向外的直线，而且他们的模式。作为鞍钢360-10规定37，最unfavour-能模式应该被假定为初始几何不完善，使得它们提供了最大的破坏性影响。该实地调查35表明，负载偏心AP-模式图2，一个钢管脚手架塔CUPLOK关节。梨是随机的，而立柱的偏心负荷从而可被认为是不相关的。然而，这一结论是困难没有额外

23、字段数据一概而论。在本学习，然后，对外的直线度，只有幅度荷载偏心采取的是随机变量。所有负载ECCZH加入收藏-TRICITIES都在相同方向上定向，以最大化德斯塔效果。构件外的直线的图案是使用弹性屈曲分析确定。所述第一弹性屈曲模式进行缩放，并添加到完美的几何形状以确定构件的形式外的直线度38。对于制作与平均质量普通钢结构控制，它是合理的假设平均截面适当的，关系是相等的手册值，具有0.05的典型COV17。然而，由于钢管脚手架的成员从一个重用工作到另一个新成员与旧的混合，很多相信，这引起了在截面额外的不确定性属性。因此，假定平均到标称VA-略是1.0和COV为0.08的立柱的厚度和插孔的直径。研

24、究人员在民事演义-的学校在悉尼大学测得的截面适当的，为纽带，从材料储存在使用中采取立柱54的样本。该调查显示，统计截面适当的，联系上面的假设似乎是偏向保守。在Cu-的瞬时与旋转（M-）之间的关系关节是半刚性。基于联合测试35，一个简单的三线性建模，如图所示。3，采用本研究以理想化的M-关系为CUPLOK关节。关节僵硬似乎是依赖新生，凹痕上连接在关节分类账的数目。三种情况可以被识别，即4路（内联），3路（边接）和2路接头（角接接头）。只有联合双向适用。在这项研究中考虑，因为它们是一湾由支架一湾。在三种刚度参数（k1，k2和k3），则k1和和k3变化相对较小。因此，他们被确定，并设置等于40.9和

25、4.6千牛米/弧度k2被视为平均为77.6普通变量千牛顿米/弧度和0.2的COV。4.3系统优点的统计特征推导出的统计信息为钢的强度支架，模拟方法已被使用。这种方法重新quires一个准确的方法来预测实际系统的强度，和概率分布为每个基本然知识DOM参数。在这项研究中，三维二阶无弹性的有限元模型12被用于模拟以获得系统强度的准确预测，图3，理想化的M-曲线为双向CUPLOK关节。该CUPLOK接头分别使用三线性M- 模型建立半刚性如图所示3.在所有的应力 - 应变关系的钢CHS假定理想弹塑性。为简单起见，被钉扎假设连接的底座连接，即弯曲罗塔蒸发散是免费的，而扭曲的旋转被阻止发生。爱特纳，基座连接

26、可利用可被建模为半刚性弹性转动弹簧Krb38。每个立柱的顶部重新从翻译水平方向拉紧。这的假设是有道理的，主要是因为在施工实践中，水平模板通常是由（杆外部约束完成）永久性结构。承载梁（见图。2）一般将约束上的U型头的转动，这可以通过一个弹性转动弹簧krt为蓝本应用在每个立柱顶部12。krb值和krt取决于许多因素，如承载的载荷和性能，并难以量化和推广。在本研究中，krb和krt不包括在内。据认为，忽略分它们的作用是保守的。同等幅度的集中垂直载荷应用在每个立柱的顶部在相对 于岑的偏心轴，如节中描述4.2。负荷均增加递增，直到系统失败的不稳定的详细资料结构建模可以在别处找到12。系统优势的统计数字，

27、是用拉丁文模拟超立方体（LHC）的抽样方法和基本随机变量总结在表2中。在每次模拟，最终系统使用二阶非弹性分析得到的强度。LHC的方法是采用分层抽样的方式得出的统计量，响应变量的光学性质，并且是一种高效的复杂的系统。与直接Monte Carlo模拟相比，较少的样本需要在LHC方法来覆盖概率空间并实现期望的均方误差。几个调查中，分别对每个脚手架整体的不确定性在脚手架容量由对待所有参数然获得DOM。对待一个参数作为随机变量和保持，参数为确定性和等于其各自的标称值提供的相对重要性的指标不同的随机属性系统强度的变化。为简单起见，完善相关假设的物质和之间的直立到直立，千斤顶对插孔，几何性质和用于联合对关节

28、之间的刚度。不存在相关性之间的直立到插孔，直立到关节或插座对关节。典型-新增Cally，为每个不确定性进行了300 LHC模拟分析每个支架。两个脚手架结构的标称强度分别为第一评价为使用二阶非弹性有限元分析的参考点，和供料的标称值，几何和刚度特性，总结表2。额定负载偏心性被取为B/ 4 = 20mm时，假设载体的宽度为80mm。4.4脚手架1-100毫米插孔扩展与标称特性，最终的负载，可以是汽车由支架1里德被发现是每直立107.2千牛。立柱扣在S曲率可以忽略不计的整体挥洒作为最终失败的形状，说明了系统的故障是由于非弹性直立成员的弯曲屈曲。最高产量，定义为横截面的已取得的百分比，是约40的立柱在第

29、一层。这证明使用的非弹性分析。千斤顶，分类帐和斜撑都在其弹性极限时发生故障。表3列出的脚手架1模拟强度统计分别考虑上述各随机变量。结果表明大约是统一适用于所有情况。该变异系统的力量主要来自于不确定性与偏心荷载，材料（Fy相关）和几何支撑，立柱的（厚度）。相关的强度直方图随机载荷偏心度示于图4在获得COV12.9。这并不奇怪，考虑到大的变化，在载荷偏心度（55COV）。注意，直方图是扭曲了。由于脚手架1，额定性能由于立柱的弹性弯曲屈曲失败，因此预 计该系统的强度将是在变量敏感这些影响的非弹性屈曲参数强度立柱。例如，Vr采用4.9的值以及用于随机屈服应力和随机厚度的5.1立柱。另一方面，关节僵硬和

30、外的直线似乎对适度影响性系统的实力。大的变化，这两个随机正确的，联系与系统强度相对较小的变化相关联。千斤顶的屈服强度有对VR一个无关紧要的效果因为在失败的插孔是在弹性范围和屈曲插孔并没有出现。图5显示了实力直方图脚手架1时，所有的随机变量都包括在内，假定它们在统计学上是独立的。平均强度R等于1.02Rn（108.8千牛）与COV为17。直方图明显偏向左侧，一个类似趋势与随机关联的强度直方图的观察载荷偏心度（参见图4中）。四个概率分布函数进行了检查以表示支架1的强度分布：正常的，对数正态分布，和威布尔分布。两个统计量，假设检验，即Kolmogorov-Smirnov检验和安德森 - Darlin

31、g检验，采用模拟数据进行的。人们发现，支架1的强度，可以最好装有由一个三参数分布。4.5脚手架2-600毫米插孔扩展支架2的标称模型未能在44.64千牛顿，表明一种减少对系统标称容量近60时，顶部和底部的插孔扩展从100毫米增加至为600 mm。另一种不同的故障模式，其中，所述横向变形系统蒸发散基本上局限于插孔和在脚手架示变形小间，观察到在这种情况下。该立柱和横杆只经历了小曲率保持弹性。系统的强度是由屈曲管辖千斤顶及其他成员和连接强度的该CUPLOK关节僵硬不被利用。表3给出了结果的可模拟得到的脚手架2相关特征研的研究。插孔的直径和载荷偏心是最有影响力的因素的变异结构强度。值得注意的是，在插孔直径的可变性（COV = 8），导致最大的变化在系统中的实力（VR= 12.7）。对于