拱构型门式钢管脚手架结构安全分析

论文摘要

拱构型门式脚手架由于自重轻、搭拆方便、节省钢材用量、可以多次重复使用等优点，在建筑施工现场大量使用。但该脚手架在结构形式、搭设方法、构配件的制作等方面又达不到国家或行业标准的要求，存在严重的安全隐患。为了验证其安全程度，对拱构型门式外脚手架给出其合理使用的限定范围，本文从安全使用方面入手，对拱构型门式脚手架的极限承载力和稳定性方面进行了较为系统的研究。1、根据国家现行的脚手架技术标准，给出了门架的荷载种类及取值的相应规定，以标准门架为例，归纳总结了脚手架稳定性分析和搭设高度的计算方法。2、根据目前建筑市场上使用的拱构型门式脚手架的杆件材料、搭设方法等特点，建立了一个三跨六步的空间分析理论模型，通过模拟实际施工中的多种工况，采用有限元的方法，并用ANSYS通用计算软件对各种工况进行计算分析，在对比分析各工况条件下同一根杆件的应力、应变基础上，指出各工况杆件布置的利弊，并通过两组实物整架模型试验，验证所建立的理论模型及计算分析方法的正确性。3、将所建立的三跨六步空间分析理论模型推广至实际工程中的宽度和高度，计算分析了拱构型门式脚手架的整体稳定性。4、根据理论分析和实物整架模型试验对比分析的结果，提出了拱构型门式脚手架改进的有效技术措施。本文的相关研究成果可为拱构型门式脚手架的生产和推广应用提供科学的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及其研究意义
• 1.1.1 安全生产的需要
• 1.1.2 拱构型门式脚手架的特点
• 1.1.3 拱构型门式钢管脚手架使用中存在的安全隐患
• 1.2 门式脚手架在国内外的应用现状
• 1.2.1 我国目前脚手架使用情况
• 1.2.2 门式脚手架在国外的发展情况
• 1.2.3 门式脚手架在我国研究使用情况
• 1.3 本文主要研究的内容
• 第二章 标准型门式脚手架的计算方法
• 2.1 门式脚手架的主要构配件及其作用
• 2.2 脚手架的荷载计算
• 2.2.1 荷载种类
• 2.2.2 荷载的取值规定
• 2.3 标准型门架稳定性及搭设高度的计算
• 2.3.1 门式脚手架稳定性计算
• 2.3.2 门式脚手架搭设高度的计算
• 2.4 小结
• 第三章 拱构型门式脚手架的理论分析与试验研究
• 3.1 拱构型门式脚手架荷载计算
• 3.2 计算模型的建立及基本假定
• 3.2.1 计算模型的建立
• 3.2.2 模型的假定
• 3.2.3 工况组合
• 3.2.4 工况组合说明
• 3.3 对拱构型门式脚手架的理论分析
• 3.3.1 用有限单元法求解
• 3.3.2 ANSYS介绍
• 3.3.3 ANSYS理论分析结果
• 3.4 实物整体模型试验
• 3.4.1 试验概况
• 3.4.2 试验装置
• 3.4.3 试验程序
• 3.5 门架受力情况理论值、试验值对比分析
• 3.5.1 极限承载力对比分析
• 3.5.2 应力、应变对比分析
• 3.6 计算模型的扩展
• 3.7 小结
• 第四章 拱构型门式脚手架的计算方法
• 4.1 拱构型门式脚手架改进的措施
• 4.2 拱构型门式脚手架承载力、稳定性计算及实例
• 4.2.1 单榻门架承载力的计算方法
• 4.2.2 拱构型门架搭设高度的计算
• 4.2.3 拱构型门架承载力和稳定性计算实例
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 5.1 主要结论
• 5.2 有待进一步解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文、科研及获奖情况