扣件式钢管满堂脚手架ANSYS受力性能分析

内容摘抄：

0引言
扣件式钢管满堂脚手架，指在纵、横方向由不少于3排的立杆构成，并与水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑等构件通过扣件连接形成的承力支架，架
体顶部施工荷载通过木方下部的水平杆传给立杆，顶部立杆呈偏心受压状态。其在建筑工程施工中有着广泛的应用，受力性能也是众多学者研究的对
象。在实际工程施工中，脚手架的选材、计算、搭设以及人员管理等往往与规范或施工方案存在较多差异，使得脚手架的整体受力性能产生较大改变。
因此，在脚手架使用过程中，需认识到以上因素对架体稳定承载力的影响，本文通过ANSYS有限元分析软件，对各个参数变化时脚手架的受力性能进行
分析，以期得到一些结论，为扣件式钢管满堂脚手架的使用提供数值依据。

1分析模型的选定
扣件式钢管脚手架的简化计算分析模型主要取决于对横杆与立杆扣件节点的简化，可分为：铰接架模型、节点半刚性模型和刚节点框架模型。在这3种计算模型中，按框架模型计算所得的失稳模态与试验结果一致，计算值与试验值有相同的规律，但数值有所差异。在本文有限元分析中，参考陆征然等在扣件式钢管满堂支撑体系稳定性的有限元分析及试验研究所用到的节点半刚性模型，利用扭转弹簧单元模拟直角扣件的半刚性性质。
对于施工中存在的情况，本文选取以下几个方面进行分析：①不同剪刀撑搭设方案对脚手架受力性能的影响；②考虑立杆垂直度对脚手架受力性能
的影响；③扣件节点刚度对脚手架受力性能的影响；④钢管壁厚对脚手架受力性能的影响；⑤扫地杆布设情况对脚手架受力性能的影响。

本文采用有限元软件ANSYS进行分析，钢材弹性模量2.06×10N/mm2,密度7800kg/m3,泊松比0.3,屈服强度235MPa。半刚性节点通过耦合重合节点x,y,z3个方向自由度，弹簧单元Combin14模拟扭转刚度来实现，钢管采用Beam188单元模拟，荷载用集中荷载形式加于各立杆顶端，立杆底部铰

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2不同条件下受力性能分析
2.1剪刀撑布设对脚手架受力性能的影响在《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130一2011中，满堂脚手架要求搭设剪刀撑，剪刀撑分为竖向和水平向，在工程施工过程中，存在一些情况，如剪刀撑缺失、搭设不完全或因施工需要对其搭设进行调整等，使其并未按照技术规范进行搭设。本文通过有限元分析对这些情况进行模拟，并与按照规范搭设的脚手架模型计算结果进行对比。

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3结语
1)剪刀撑的布置对其承载力有较大影响，竖向剪刀撑的缺失导致其稳定承载力下降较大，对于架体横向、纵向跨数为9跨，跨距900mm×900mm,架
体搭设步距1500mm,搭设步数为2步的情况，竖向剪刀撑的缺失导致稳定承载力下降68.8%，水平剪刀撑的缺失导致其稳定承载力下降4.3%左右，竖
向剪刀撑尤其重要。
2)文中数据表明，考虑了钢管垂直度的脚手
架稳定承载力与不考虑钢管垂直度的计算模型计算

（略）

投稿会员：怪难瘦