基于代理模型方法的盘扣架体可靠度评估及预警值确定

王兴宇; 王磊; 杨燕; 林忠和; 余国庆; 陈佳丽

doi:10.13206/j.gjgS25090103

基于代理模型方法的盘扣架体可靠度评估及预警值确定

doi: 10.13206/j.gjgS25090103

1. 中国建筑第八工程局有限公司, 上海 200122;
2. 中国建筑第八工程局南方公司, 广东深圳 518000;
3. 昆明理工大学建筑工程学院土木工程系, 昆明 650500

基金项目:

中建八局局级重大项目研发课题（2025-03-02）；云南省住建厅科研开发项目（K00000219）。

详细信息

作者简介:
王兴宇，博士，工程师，主要从事钢结构与空间结构施工分析、智能算法工程应用研究。Email:852432153@qq.com

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出版历程
- 收稿日期: 2025-09-01
- 网络出版日期: 2026-07-06

Reliability Assessment and Warning Threshold Determination for Disk-Lock Scaffold Systems Based on the Surrogate Model Method

1. China Construction Eighth Engineering Division Co., Ltd., Shanghai 200122, China;
2. China Construction Eighth Engineering Bureau Co., Ltd. Southern Branch, Shenzhen 518000, China;
3. Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Mechanics, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China

摘要

摘要: 为合理评估盘扣架体的工程可靠度，提出一种基于多层次塑性铰和节点刚度的盘扣架体建模计算方法。以昆明长水T2航站楼某典型高支模工程作为载体，建立架体关键参数的不确定性统计模型，基于代理模型方法量化评估了架体的可靠度指标，并给出了预警值确定的方法。研究结果表明：同相关试验结果相比，基于多层次塑性铰和节点刚度的架体建模方法的计算误差在5%以内，满足工程要求，可基于该计算方法建立既有架体响应数据集，并通过响应面-蒙特卡洛方法快速评估高支模工程的可靠度；采用基于超越概率的高支模预警值量化确定方法，能够实时调整预警阈值，提高预警精度。
- 高支模 /
- 塑性铰 /
- 响应面-蒙特卡洛方法 /
- 可靠度评估 /
- 预警值
Abstract: To reasonably assess the structural reliability of disk-lock scaffold systems， this paper proposes a modeling and calculation method based on multi-level plastic hinges and joint stiffness. Taking a typical high formwork support project of Kunming Changshui T2 Terminal as a case study， this study established a statistical model for the uncertainty of key parameters. The reliability indexes of the scaffold system were quantitatively evaluated via a surrogate model approach， and a method for determining reliability warning thresholds was developed. The results indicated that， compared with corresponding experimental data， the proposed calculation method based on multi-level plastic hinge theory and joint stiffness achieved an error within 5%， which met engineering requirements. Furthermore， based on the existing scaffold response dataset， the response surface-Monte Carlo surrogate modeling method realized rapid reliability assessment for high formwork support systems. In addition， the quantitative determination method of warning thresholds based on exceedance probability supported the real-time adjustment of thresholds， thereby improving the early warning accuracy for high formwork structures.
- high formwork support /
- plastic hinge /
- response surface-Monte Carlo method /
- reliability assessment /
- warning thresholds

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参考文献(29)

[1]	姜旭, 张其林, 顾明剑, 等. 新型插盘式脚手架的试验和数值模型研究[J]. 土木工程学报, 2008（7）:55-60.
[2]	李朝阳, 潘新忠, 余波. 建筑施工钢管脚手架非线性分析及现场实测验证[J]. 工业建筑, 2020, 50（9）:112-117.
[3]	王凝, 曾凡奎, 曲丹丹, 等. 不同楔紧度下的盘扣式钢管脚手架的节点受力性能试验分析[J]. 工业建筑, 2025, 55（5）:104-112.
[4]	陈桂香, 郭泽群, 胡德平, 等. 承插型盘扣式钢管支架盘扣节点抗扭刚度影响因素[J]. 科学技术与工程, 2020, 20（8）:3231-3237.
[5]	段鹏. 扣件式钢管高大模板支架稳定承载力及可靠度分析[D]. 广州:华南理工大学, 2021.
[6]	Bucher C G, Bourgund U. A fast and efficient response surface approach for structural reliabilityproblems[J]. Structural Safety, 1990, 7（1）:57-66.
[7]	李俊辰. 满堂盘扣式支架快速建模及其力学性能与可靠性分析[D]. 重庆:重庆交通大学, 2020.
[8]	Faravelli L A. Response surface approach for reliability analysis[J]. Journal of Engineering Mechanics, ASCE, 1989, 115（12）:2763-2781.
[9]	American Society of Civil Engineers. Seismic evaluation and retrofit of existing buildings:A SCE/SEI 41-17[S]． Reston, Virginia:American Society of Civil Engineers, 2017．
[10]	李海旺, 王志平, 杜雷鸣. 考虑行波效应下单榀钢管拱桁架的非线性地震反应分析[J]. 建筑结构, 2009, 39（增刊2）:395-397.
[11]	李海旺, 王红霞, 张宗升. 三心圆钢管拱桁架的动力弹塑性分析[J]. 工业建筑, 2011, 41（增刊1）:320-324.
[12]	金波. 高层钢结构设计计算实例[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 2018.
[13]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程:JGJ 231—2021[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2021.
[14]	姜旭. 新型插盘式脚手架力学性能研究[D]. 上海:同济大学, 2008.
[15]	郭泽群. 承插型盘扣式钢管支架稳定承载力研究[D]. 郑州:河南工业大学, 2019.
[16]	Galambs T V, Ellingwood B, MacGregor J G, et al. Probability based on load criteria assessment ofcurrent design practice[J]. Journal of the Structural Division, ASCE, 1982, 108（5）:959-977.
[17]	Ayyub B M. Structural safety analysis of reinforced concrete buildings during construction[D]. Amercia:Georgia Institute of Technology, 1983.
[18]	Liu X L, Chen W F, Bowman M D. Construction load analysis for concrete structures[J]. Journalof Structural Engineering, 1985, 111（5）:1019-1036.
[19]	佟晓利. 钢筋混凝土结构施工期可靠性研究[D]. 大连:大连理工大学, 1997.
[20]	梅源, 胡长明, 周正永, 等. 高大模板支撑体系在结构施工期内所受荷载统计分析[J]. 工业建筑, 2010, 40（2）:42-46.
[21]	Reynolds J. Advanced analysis and probabilistic-based design of support scaffold systems[D]. Australia:Sydney University, 2014.
[22]	谢楠, 张坚, 张丽, 等. 基于影响面的混凝土浇筑期施工荷载调查和统计分析[J]. 工程力学, 2015, 32（2）:90-96.
[23]	简超军, 胡长明, 叶正武, 等. 大跨度框架结构施工期活荷载现场调查与统计分析[J]. 施工技术, 2015, 44（15）:32-34.
[24]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑施工模板安全技术规范:JGJ 162—2008[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2008.
[25]	陈智民, 冯允成. 仿真与响应曲面法的结合及其在综合生产计划中的应用[J]. 航空学报, 1988（8）:359-365.
[26]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑结构可靠性设计统一标准:GB 50068—2018[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2018.
[27]	高祥祥, 李衍航, 周才文. 高支模模板支撑系统监测预警值模拟分析[C]// 2022年工业建筑学术交流会论文集（下册）. 北京:2022:1441-1443.
[28]	郭佳, 何铭华, 殷治宁, 等. 碗扣式钢管脚手架位移监测系统研制及预警值确定[J]. 公路工程, 2014, 39（6）:1-5.
[29]	聂军委. 基于结构可靠度原理的监控预警体系研究[J]. 建筑技艺, 2020（增刊1）:78-82.