计划名称高净空钢管门型鹰架支撑现地监测系统

《计划名称高净空钢管门型鹰架支撑现地监测系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、高淨空鋼管門型鷹架支撐現地監測系統方法研究黃玉麟1，顏聰2，林朝琴3，高鈺鈞3關鍵詞：鷹架，現地監測，軸向荷重，側向位移摘要在營建工程中，鋼管門型鷹架常作為施工中之臨時支撐架，尤其是在高淨空狀態下。施工時(尤其是混凝土灌漿時)臨時支撐架若倒塌，必然造成大量人員傷亡及財物損失。根據最近有關鷹架支撐之研究，大致上已可針對鷹架支撐系統從事分析與設計工作，但由於鷹架支撐之搭設及使用具有一些不確定因素，例如施工品質之良窳、地基之不均勻下陷及現場灌漿方式與規劃灌漿方式不同等，均使得設計良好之鷹架支撐系統仍有倒塌之可能。有鑒於此，本文基於分析及試驗結果，建

2、議一套鷹架支撐系統之現地監測方法，希望能於鷹架支撐系統倒塌之前提供警訊，使工地之生命財產安全更增多一份保障。本文建議之監測項目為軸向荷重及側向位移兩項，文內建議應在何處監測此兩項參數，也建議此兩項參數之容許值。1、前言　　鋼筋混凝土建築物在建造過程中，當新澆置的混凝土尚未達到預定強度之前，常需要組搭臨時性的模板支撐來承擔結構體自重、施工人員及施工機具的重量。目前營建工地所使用的臨時支撐結構依其形式可概略分成三種，分別為木支撐、可調鋼管支柱及門型鋼管鷹架。一般來說，淨空不大的樓層，其模板支撐都以木支撐或可調鋼管支柱為之，而高挑空建物方面，由於結

3、構內部淨空高度較大的關係，多半是使用門型鋼管鷹架來作為模板支撐。門型鷹架具有安裝容易、尺寸一致、可重複使用等優點，因此普遍被工程界所採用。不過由於模板支撐係屬於營建工程中假設工程裡的一部份，其重要性常被忽略。依台灣地區的營建災變資料顯示，在混凝土灌漿作業的過程中，常有倒塌破壞的案例發生，而且由於這類倒塌的破壞是整體性的，將造成現場工作人員傷亡，其生命、財產的損失相當龐大。多年以來，國內外學者對鋼管鷹架支撐能力及破壞行為進行多項研究（〔１〕～〔７〕），因此對於鷹架支撐系統的設計與組搭大都已能掌握，但根據營造業的勞動災害資料顯示，不難發現鷹架模板

4、支撐的倒塌災變仍常發生，人員傷亡及財物損失也都相當嚴重，這顯示了經過專家設計所得之鷹架支撐系統，仍會發生倒塌事故，因此如果能發展一套現地監測系統，在鷹架支撐系統快要倒塌之前能發出警示，讓工作暫停及人員疏散，待問題解決後再行復工，則現場人員安全及財產將更有保障。本文之研究構想乃基於此種考量而產生。２、研究方法鷹架系統的破壞模式，一般可區分為系統破壞模式（圖1）及鷹架挫屈破壞模式（圖2）兩種模式，本文所建議之監測系統應該具備能對此兩種破壞模式同時進行監測之功能，如此才能達到防止鷹架支撐系統破壞目的。本文之研究方法包含理論分析與試驗兩部份，此兩部份

5、研究工作之方向就是朝著可以同時監測上述兩種破壞模式之功能而進行。３、監測參數　　現地監測系統根據過去在此方面的研究經驗，較為簡易可行的監測項目為軸向荷重及側向位移三項。監測軸向荷重時需探討及決定之問題包括容許軸向荷重之大小及應在何處監測軸向荷重，同理監測側向位移時需探討及決定之問題也包含容許側向位移之大小及應在何處監測側向位移。４、分析及試驗結果４.1容許軸向荷重及監測位置本文建議採用文獻〔7〕之研究成果，將一典型鋼管門型鷹架支撐系統，看成是若干個基本單元體（圖3）之組合，依據該文獻所提出之基本單元體荷重能力曲線（圖4），將可以依鷹架支撐系統

6、的層數，查得基本單元體的極限承載力(Pu)單元體。本文將鋼管鷹架單根的容許荷重值表示成Pall，則Pall=ψc×(Pu)單元體÷4ψc：折減因子（採用ψc＝0.75）軸向荷重建議監測下列位置：（a）所有第二根腳柱的位置。（b）第二根腳柱中之四個角落位置。（c）鷹架支撐系統使用中，有可能造成集中荷重之位置。4.2容許側向位移及監測位置經由理論分析及進行試驗，本文建議容許側向位移值在系統穩定方面為0mm，在桿件挫屈方面為10mm。側向位移監測位置在系統穩定方面建議監測鷹架頂端與木支撐或可調鋼管支柱之相接處，在桿件挫屈方面建議監測鷹第一層架的頂端

7、。桿件挫屈方面容許側向位移建議為10mm，其理論分析與試驗分析基礎如下。參考以往之研究結果，鷹架系統不管有幾層高，最大的側向位移量都是發生在第一層的頂端，換句話說鷹架支撐系統的第一層支配著整體系統的穩定，所以容許側向位移量，理論上將也應從第一層進行分析。因此本文建立一個承受偏心荷重、桿件頂端為可移動但不可轉動之滾支承、底端為一個鉸支承的結構模式（圖5）來模擬鷹架系統第一層的結構狀態。此結構模式之偏心荷重及側向位移之理論關係推導分析如下：EIy〞＋P(e＋y)＝0 邊界條件1.x＝0y＝02.x＝Ly′＝0ymax＝y(L)＝e＝(seckL-

8、1)edmax＝ymax＋e＝e(seckL)＝e()dmax→∞，seckL→∞，kL＝P=，P＝Pek＝……………………………………………（1），KL=＝………