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扣件式鋼管腳手架作為澆筑混凝土模板支撐體系在工程中普遍使用，它具有運輸快捷、施工方便等優(yōu)點。但由于扣件式鋼管腳手架搭設(shè)是人工操作，其整體穩(wěn)定性受到人為因素影響比較大，在實際工程中引起的安全事故也較多。鑒于施工安全事故頻發(fā)，政府對于建筑安全研究越來越重視，相關(guān)機構(gòu)和科研人員針對不同的腳手架進行模擬試驗，并通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析軟件進行模擬研究，取得了很多成果。陸征然、陳志華等利用ANSYS分析軟件研究了腳手架在施加不同荷載下的應(yīng)力變化情況，并根據(jù)試驗的結(jié)果與現(xiàn)行規(guī)范《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》模板支架的計算方法進行對比，指出規(guī)范中的一些不足并提出了相應(yīng)的改進措施。熬鴻斐、李國強等對于雙排式鋼管腳手架極限承載力進行分析，并取得了一系列的成果。雙排腳手架水平方向設(shè)有連墻桿和攬風(fēng)繩，其整體穩(wěn)定性有所提高，其相關(guān)理論研究可以為滿堂扣件式鋼管腳手架研究提供相應(yīng)的參考。滿堂腳手架由于跨度長、高度大等特點，其整體穩(wěn)定性比雙排腳手架差，在大面積、大跨度的滿堂腳手架工程中，腳手架安全性應(yīng)引起足夠的重視。本文在《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》的基礎(chǔ)上，運用MIDAS/GEN結(jié)構(gòu)分析軟件建立5個與現(xiàn)場試驗架體相類似的模型，研究5種不同架體(剪刀撐位置不同)在相同荷載下的應(yīng)力分布及位移變化規(guī)律。本文研究結(jié)果可以為滿堂扣件式鋼管腳手架的內(nèi)力傳遞規(guī)律以及實際工程中剪刀撐設(shè)置等研究提供參考。
滿堂扣件式鋼管腳手架在縱橫方向是由不少于3排的立桿構(gòu)成，并與水平桿、掃地桿、斜撐等構(gòu)件。
通過扣件連接形成的承力支架。大面積滿堂扣件鋼管腳手架桿件應(yīng)力傳遞、變化規(guī)律較為復(fù)雜，且不便于分析。本文只考慮3×3跨的滿堂腳手架體系，在此基礎(chǔ)上研究其應(yīng)力、位移的變化規(guī)律。架體立桿間距為0.95m×0.95m，步距為1.25m，掃地桿的高度為0.05m，架體總高為3.8m，結(jié)構(gòu)模型如圖所示。第1層平面如圖2所示。為研究剪刀撐拆除對于架體內(nèi)力、位移的影響，剪刀撐一共設(shè)置四根：豎直方向設(shè)置兩個斜向剪刀撐，分別布置在架體的內(nèi)部(見圖)；水平剪刀撐考慮交叉布置可能導(dǎo)致某一層剛度較大，實際模型分別在架體的第二層、第三層各設(shè)置一根(見圖)。為研究剪刀撐對于滿堂腳手架應(yīng)力及位移變化的影響，每次荷載加壓完畢后，拆除1個剪刀撐，在有限元結(jié)構(gòu)分析軟件幫助下，觀察架體立柱每根鋼管的應(yīng)力變化并進行對比，同時模擬架體在豎向荷載作用下各節(jié)點沿x、y、z方向的位移變化。該試驗為豎向荷載試驗，不考慮水平荷載和風(fēng)荷載，不設(shè)置側(cè)向支撐。16根立桿具體編號規(guī)則如下：上面第一排從左到右依次為1#、2#、3#、4#，第二排5#、6#、7#、8#，第三排、第四排以此類推，1#、2#斜撐的布置如圖所示，架體其余尺寸如圖所示(粗色線表示剪刀撐)。
模型鋼管截面采用48.3×3.6，材質(zhì)選用Q235，彈性模量Es取2.06×e5MPa。架體頂部設(shè)有橫向的木方，木方尺寸為68mm×80mm，材質(zhì)為松木，具體參數(shù)可參考相應(yīng)的《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》。頂部荷載采用單向板傳力方式，荷載通過單向板→木方→水平桿→鋼管立柱路徑傳給地面。本文采用MIDAS/GEN分析軟件建模，水平縱橫桿、立桿交界處豎直方向錯開0.05m，扣件連接處采用剛性連接。
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