附着式升降脚手架力学性能研究及优化分析

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随着社会发展与科技的进一步完善,中国城镇化步伐必将加速,在城市土地资源有限这一前提下,高层及超高层建筑的数量逐渐增多,相应的施工难度加大,而传统式脚手架由于高度受限等原因逐渐被市场淘汰。近些年来,附着式升降脚手架凭借着其适用性强、施工成本低、安全系数高等优势被各大城市广泛应用于建筑施工当中。由于其实际施工过程中往往存在着较为复杂的施工情况,且相关的设计知识相对滞后,在实际施工中来仍是以经验方式进行设计和实施,所以附着式升降脚手架的使用过程中安全事故常有发生。本文采用试验和有限元模拟的研究方法,针对架体在工程当中不同工况下的各构件受力特性、整体稳定性、局部关键构件等问题进行了相关方面的研究。本文得出结论如下:(1)附着式升降脚手架现场试验。架体结构在使用与提升两种工况的设计规范要求荷载组合作用下,其结构应力值均在强度设计的范围内,且各构件应力和架体整体位移与荷载成正比,能够保证工程中架体的正常运行。架体在运行过程当中,架体机位位置构件及架体内侧构件为关键受力构件,可进行适当的加强,为架体结构设计提供一定的参考。(2)附着式升降脚手架静力有限元分析。通过试验结果和有限元仿真结果比较,证明了本文构建的模型准确性;在风荷载参与荷载组合作用下,对架体整体有较大不利影响,且在提升工况下更为明显。故为保证架体安全可靠,对于此类架体在设计和施工中应充分考虑风荷载的影响作用,应严格监测风荷载的大小,必要时可对架体进行一定拉结处理,且风荷载过大时严禁提升作业;水平桁架在架体中不同安装方式对架体结构有一定的影响作用,当水平桁架安装于架体第一、二步位置内侧时,对架体结构安全有一定程度的提高,而提升工况下水平桁架安装于架体第一、二步位置外侧时,不满足相关使用要求。(3)附着式升降脚手架稳定性分析。架体在使用与提升工况下,线性屈曲分析相对于非线性屈曲分析得到屈曲特征值偏不保守,且在提升工况时更为明显;考虑结构的初始缺陷后,其结构整体稳定性有一定程度的减弱,对结构有着较大的不利影响,因此在此类架体稳定性分析时,应充分考虑结构初始缺陷的非线性方法进行稳定性的设计验算,其结果更加符合实际。(4)附着式升降脚手架局部构件分析与优化。对架体附墙支座和走道板进行有限元模拟分析,模拟结果表明:附墙支座满足规范设计相应要求,能够保障架体的安全;走道板采用采用新型工艺制作时,提高构件强度、刚度的同时减少了用钢量与焊接的工作量,为走道板的优化设计提供了参考。
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