施工用临时支架结构中支撑作用分析

论文摘要

施工支架是施工中常见的临时结构形式,目前我国常用的施工支架形式有扣件式,门式和碗扣式。随着建筑形式的变化,施工中高、大支架结构的使用日益广泛。由于支架是临时结构,长期以来,它的研究并没有引起人们的高度重视,其设计理论也还有很多不成熟的地方,加上工地现场管理的问题,致使在我国发生的建筑施工事故中有四分之一与支架的失效有关,造成了巨大的人身财产损失。本文利用有限元分析软件ANSYS建立了门式和扣件式钢管支架的计算模型,通过对比不同支撑搭设方式下支架的极限承载力,对门式和扣件式支架结构体系中支撑的作用进行了研究。主要内容有:1.在ANSYS有限元软件中建立分析支架结构的合理模型,并验证模型的正确性。2.利用所建立的有限元模型,分析此类支架结构体系的失稳形式和其中支撑的作用。3.研究此类支架中斜撑的合理搭设方法。从给定跨距后不同的斜撑设置方式入手,对不同斜撑搭设方法下支架的极限承载力进行对比,研究此类支架结构中斜撑的合理搭设方法。研究表明支架的极限承载力与其失稳模态有关,而失稳模态是由竖向斜撑的设置方式决定的。通过改变竖向斜撑的设置,可以提高支架结构的稳定极限承载力。本文对实际工程中搭设支架可以起到指导作用,并为下一次《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》和《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的修订提供参考依据,为后续的研究提供一定的思路和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源及研究目的和意义
• 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
• 1.2.1 国外研究现状及分析
• 1.2.2 国内研究现状及分析
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 ANSYS 软件简述
• 2.1 ANSYS 软件简介
• 2.2 ANSYS 功能简介
• 2.3 ANSYS 的基本架构
• 2.4 屈曲分析
• 2.4.1 屈曲分析的概念
• 2.4.2 非线性屈曲分析
• 2.4.3 特征值屈曲分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 支架结构体系在ANSYS 软件中的实现
• 3.1 门式钢管支架结构简介
• 3.2 扣件式钢管支架结构简介
• 3.3 支架体系的结构特点
• 3.4 支架结构体系在ANSYS 软件中的实现
• 3.4.1 单元的选取
• 3.4.2 模型的建立
• 3.4.3 材料的本构关系
• 3.4.4 初始缺陷的施加
• 3.5 半刚性节点在ANSYS 软件中的实现
• 3.5.1 半刚性节点的定义
• 3.5.2 半刚性节点的模拟
• 3.6 分析模型规划
• 3.6.1 规范中对支架构造的规定
• 3.6.2 有限元分析模型
• 3.7 本章小结
• 第4章 门式钢管支架体系中支撑的作用分析
• 4.1 支架体系的受力特征
• 4.1.1 剪刀撑对失稳模态的影响
• 4.1.2 交叉支撑对失稳模态的影响
• 4.2 稳定极限承载力
• 4.2.1 扣件刚度的影响
• 4.2.2 交叉支撑的影响
• 4.2.3 水平剪刀撑的影响
• 4.2.4 竖向剪刀撑的影响
• 4.2.5 竖向剪刀撑单向设置的情况
• 4.3 本章小结
• 第5章 扣件式钢管支架体系中支撑作用分析
• 5.1 失稳模态
• 5.2 稳定极限承载力
• 5.2.1 扣件刚度的影响
• 5.2.2 水平剪刀撑的影响
• 5.2.3 竖向剪刀撑的影响
• 5.2.4 竖向剪刀撑单向设置的情况
• 5.3 本章小结
• 第6章 支架竖向斜撑合理搭设方法的探讨和建议
• 6.1 门式钢管支架竖向斜撑合理搭设思路
• 6.1.1 竖向剪刀撑交叉设置时支架的受力性能
• 6.1.2 竖向剪刀撑单向设置时支架的受力性能
• 6.2 扣件式钢管支架竖向斜撑合理搭设思路
• 6.2.1 竖向剪刀撑按传统方式设置支架的受力性能
• 6.2.2 竖向剪刀撑上下交错设置支架的受力性能
• 6.3 合理搭设方式的建议
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢