建筑模板卡具“步步緊”的力學(xué)分析.pdf

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1、浙江建筑，第27卷，第9期，2010年9月ZhejiangConstruction，Vo1．27，No．9，Sep．2010建筑模板卡具“步步緊"的力學(xué)分析Mechanicalanalysisof“stepbysteptight"buildingformclamp徐國(guó)榮XUGuo—rong(浙江宏超建設(shè)有限公司，浙江杭州310023)摘要：“步步緊”模板卡具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活好用，省工增效，適應(yīng)性強(qiáng)，梁柱支模都可使用。而且該卡具裝拆方便，速度快，可反復(fù)周轉(zhuǎn)，已廣泛用于施工作業(yè)。以下從機(jī)構(gòu)自鎖，力學(xué)分析著手，對(duì)這種卡具作全面系統(tǒng)的分析，也為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系列化提供一些理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：卡

2、具機(jī)構(gòu)自鎖；力學(xué)分析；變形；預(yù)緊力中圖分類(lèi)號(hào)：TU392．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1008—3707(2010)09—0015—03“步步緊”卡具在建筑支模施工中使用非常普和活動(dòng)卡頭小變形使卡頭脫離自鎖狀態(tài)，同時(shí)由于遍，具有使用方便快捷，節(jié)省工作時(shí)間，靈活通用，工卡桿的慣性作用，使卡頭繼續(xù)向內(nèi)位移。這樣重復(fù)錘效高，同時(shí)能節(jié)約大量木材。還可實(shí)現(xiàn)墻體無(wú)架眼擊，夾緊系統(tǒng)越打越緊。支模。支模加固時(shí)，卡具在模板構(gòu)件外側(cè)，拆除時(shí)無(wú)卡具只有活動(dòng)卡頭被自鎖，才能有效可靠地夾損耗?？啥啻沃苻D(zhuǎn)使用。以下對(duì)該卡具的工作原緊模板系統(tǒng)，下面分析卡具的自鎖條件。理、力學(xué)性能等進(jìn)行研究。以活動(dòng)卡頭為研究對(duì)

3、象，在夾緊過(guò)程中受到P力作用，使卡頭發(fā)生傾斜，見(jiàn)圖2。同時(shí)使A點(diǎn)B點(diǎn)分1卡具的夾緊原理別與卡桿的上側(cè)與下側(cè)接觸，因而產(chǎn)生了作用力。圖卡具由鉤形卡桿和套在其上的活動(dòng)卡頭兩個(gè)零件組成，見(jiàn)圖1。L夾／A圖1步步緊組成結(jié)構(gòu)O—BJ夾緊過(guò)程，木工錘擊圖中的打擊部位，使活動(dòng)卡頭向內(nèi)移動(dòng)夾上木檔。在模板和卡具系統(tǒng)的彈力心J退；打擊處一一’作用下，活動(dòng)卡頭向外傾斜，由于卡桿與卡頭及作用上在其上面的作用力P之間滿(mǎn)足自鎖條件，卡頭不會(huì)圖2自鎖條件分析(c放大圖)被推出。再次錘擊活動(dòng)卡頭時(shí)，由于錘擊力作用位置收稿日期：2010—05—10作者簡(jiǎn)介：徐國(guó)榮(1961一)，男，浙江杭州人，工程師，從事房

4、建施工管理工作。l6浙江建筑2010年第27卷中Ⅳ^和J7、r為卡桿對(duì)卡頭在這兩點(diǎn)的法向壓力，F(xiàn)彎曲剪切應(yīng)力計(jì)算公式和F為相應(yīng)的摩擦力，根據(jù)力的平衡條件=尋(4)N^=NB=N則F^=FB=fN=F3卡桿受力變形式中：產(chǎn)卡頭與卡桿之間的摩擦系數(shù)?？U截面尺寸t×h在全長(zhǎng)范圍內(nèi)一致，相當(dāng)由∑M0=0可得P6=J7、r

5、s于等截面梁。根據(jù)變形疊加原理，分析由偏心P值產(chǎn)要使活動(dòng)卡頭不被P推動(dòng)，則應(yīng)滿(mǎn)足P≤2F生的附加彎矩M和：而引起的卡桿變形情況。圖4從而得出自鎖條件b≥S／2f即為卡桿受力后的變形曲線(xiàn)圖，BC段卡桿變形方程b≥S／2tan~(1)式(1)中：一摩擦角；．s一摩擦點(diǎn)A

6、B之間水平距離。，，=芻【3÷(一孚)+(M2-M，手(·一等)如果將A點(diǎn)的反力與點(diǎn)的反力作用線(xiàn)(5)延長(zhǎng)相交于C點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知：CD=S／2tan~(2)式(2)表明P力作用線(xiàn)在交點(diǎn)C的上側(cè)，與力大小無(wú)關(guān)而只與摩擦角有關(guān)，這就是卡頭自鎖狀態(tài)條件?。松開(kāi)卡頭，只需擊打圖中的部位，使卡頭繞P作圖4卡桿受力變形曲線(xiàn)圖用點(diǎn)作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸點(diǎn)和改變受力狀態(tài)，卡頭不再自鎖，因卡具的彈力作用而退出。由于轉(zhuǎn)角0很小，L的橫坐標(biāo)視作￡，而且tan0=，貝U坐標(biāo)為[，一(L—Z)0]2夾緊系統(tǒng)的內(nèi)力分析D直線(xiàn)方程既然卡具是支模的主要受力構(gòu)件之一，必需對(duì))，：一(6)該夾緊系統(tǒng)進(jìn)行受力分析?；?/p>

7、動(dòng)卡頭因自鎖與卡桿C點(diǎn)處轉(zhuǎn)角形成剛架，整個(gè)卡具就成為一個(gè)偏心受拉剛架結(jié)構(gòu)，圖3是卡具的受力計(jì)算簡(jiǎn)圖。㈩為簡(jiǎn)單估算，分析當(dāng)P力作用線(xiàn)距離o=b的情況：這時(shí)卡桿變形段的方程棚BY：麗(Lxl’一z)(L8)，0=MI／2EI(9)d=Ml／8E，(10)．P如果該段變形值不易看出，可以對(duì)全長(zhǎng)最大變圖3內(nèi)力圖形值d進(jìn)行計(jì)算。由微分學(xué)和解析幾何學(xué)可求得d值公式，并忽略微小量的二次方，最后簡(jiǎn)化得：在B點(diǎn)C點(diǎn)受力情況最為復(fù)雜，有彎矩軸力及d=(3一)=(3一警)d。)剪切力的共同作用。為使活動(dòng)卡頭能自鎖，P力作用線(xiàn)的距離尺寸往往6≥o值，所以應(yīng)在卡桿的c點(diǎn)進(jìn)4穩(wěn)定性和預(yù)緊力的討論行強(qiáng)度分析

8、。在該部位組合應(yīng)力NM，、因?yàn)榭U是拉彎構(gòu)件，截面是矩形，而且卡頭往±一W’往少許嵌入木擋中，對(duì)卡桿有夾支效果，所以不考慮在彎鉤根部點(diǎn)處截面積小于活動(dòng)卡頭相應(yīng)部穩(wěn)定性。位，該部位受彎矩和剪力的組合作用，根據(jù)截面梁的相對(duì)于拉緊螺桿，卡具剛度要小得多，如果與同第9期徐國(guó)榮：建筑模板卡具“步步緊”的力學(xué)分析l7截面面積的對(duì)拉螺桿比較剛度：N=0．3×0．4X40．2／2=2．4kN螺桿的AI=NI／EA，不考慮卡桿軸拉力及卡頭加上前面所提到的預(yù)緊力，則彎曲引起的變形，而且口=b時(shí)，卡具的AI=aO