脚手架节点刚度对架体的力学影响分析

脚手架模型，对刚性脚手架和半刚性脚手架进行了对比分析，对降低发生脚手架安全事故有一定帮助。关键词:ANSYS;脚手架；半刚性；有限元分析中图分类号:TU731.2 文献标识码：A 文章编号:2096-4390 (2019)10-0131-021概述脚手架最理想的搭接方式是各节点刚性连接,而在工程中， 却又很难做到刚接,实际情况是脚手架节点处于刚性和较接之

间，并且节点的抗扭转刚度与直角扣件的质量和螺栓拧紧程度

都密切相关。所以在建设中脚手架也具有更大的风险.研究脚

手架节点刚度就是为了降低发生脚手架安全事故。2建立刚性脚手架ANSYS模型应用ANSYS软件对脚手架的力学性能进行研究，如图1, 建立6跨4步双排脚手架，采用四步四跨剪刀撑。叫本文脚手

架模型的脚手架选用Q235号结构钢,4>48.3 x 3.6钢管.弹性模 量 E=2.06 x 1011 Pa,泊松比 ” =0.3,密度 p =7800kg/m3o使用beaml88梁单元来模拟框架，横杆与立杆之间的交点 使用重合节点耦合来控制X方向,Y方向,Z方向的平动，同时

也控制横杆与立杆之间X方向，Y方向,Z方向的转动。建立刚

性脚手架ANSYS模型，各节点为刚性连接，立杆与地面为固定 较接，不考虑水平荷载，在水平横杆上施加竖直向下的作用力

F=4000N,然后可提取脚手架的应力应变及变形结果数据，此处

均提取最大值。3建立半刚性脚手架ANSYS模型为了进行对比分析，半刚性脚手架模型的搭建与上面刚性

脚手架相同，即脚手架尺寸、材料等均一致,只是在节点处理上

做了调整。使用combinl4弹簧单元控制横杆与立杆之间X方 向，Y方向，Z方向的转动，其扭转刚度k值经查文献取为

20kN-m/rad121,将横杆与立杆之间的交点使用重合节点耦合来控

制X方向,Y方向,Z方向的平动，如图2、图3,为一个节点处局

部细节图。作为相同处理，立杆与地面为固定较接，不考虑水平

荷载,在水平横杆上与前面刚性脚手架相同位置施加竖宜向下

的作用力F=4000N,然后可提取脚手架的应力应变及变形结果 数据,此处均提取最大值。图3节点连接弹簧细节图4脚手架节点刚性和半刚性的数据对比分析利用ANSYS软件分别计算得出脚手架为刚性节点和半刚

性节点时的力学结果，包括脚手架的弯矩、应力和位移，并对结

果进行对比分析。为了更直观的表达刚性脚手架与半刚性脚手 架受力后的内力、应力和变形的不同，将其绘制成表格，如表lo

表1刚性与半刚性脚手架的力学脚手架节点类型最大弯矩(Nm)最大应力(MPa)170.4183.6最大位移(mm)刚性脚手架810.2877.54.85.3半刚性脚手架图1脚手架ANSYS模型由表1可知,半刚性脚手架的最大弯矩比刚性脚(转下页)-132-科学技术创新2019.10探讨市政工程排水管道的施工技术张金城(天津泰达市政有限公司，天津300457)摘要：市政工程道路排水管道施工已成为影响城市发展的关键因素，在城市废水排放、雨水排放、改善城市环境状况、保护

道路功能方面，都发挥着非常积极的作用，因此，在工程施工实践中，一定要将各项管道施工技术合理应用，切实提升城市道路的 排水功能，满足城市在使用道路各方面的需求。关键词：市政工程;排水管道;施工技术中图分类号:TU992

文献标识码：A

文章编号:2096-4390(2019)10-0132-021概述众所周知，天气等外界环境因素对市政工程道路排水管道施工

市政工程道路排水管道的施工过程是非常复杂的过程，这 产生的影响是很大的，因此，在施工时，一定要采取有效措施保

一过程非常容易受到周边环境的干涉，致使道路排水不通畅， 护路基，然后在此基础上，切实提升工程施工的整体质量。严重影响了城市地下光缆以及其他地下管线的正常运行，尤其

3市政工程排水管道施工的主要特征一是辐射范围广、面积大。市政工程道路排水管道施工首先 施工肯定会影响到城市交通，影响市民的正常生活、正常出行，

是最近几年，随着我国城市化进程在不断加快，越来越凸显出

市政工程道路排水管道问题的重要性，切实提升市政工程道路 要涉及到的问题是地面开挖，辐射范围广、面积大。施工时，地面

排水管道施工的整体质量,是每座城市规划发展的重要课题。2市政工程排水管道施工的重要性因此，各相关职能部门要做好多方协调合作等工作，将道路排水

现在，国内一些城市存在非常严重的城市道路排水不通畅 管道施工视为各部门的工作核心。只有这样，方能切实提升施

的问题，导致这一问题发生的主要原因是道路管道排水设计不 工效率，将市政工程排水管道施工对市民的不良影响降至最低。 合理，每当下雨或是下雪的时候就特别容易出现路面积水现象， 二是工程施工组织有着很强的多样性。在前文中我们提到:市

长时间存在路面积水，积水就会渗透到道路的内部结构中，破坏 政工程道路排水管道的施工过程是非常复杂的过程，它涉及到 路基、路面的内部结构,久而久之,就会缩短道路的使用年限。通 的内容非常多,工程由主体工程、各自工程一起组成，以此，在施

常情况下，市政工程道路排水管道施工时,会借助相应技术优化 工实践中，一定要有整体性的施工方案予以支撑在施工时，各项 道路的排水功能,这样对于路基或是路面而言，也是一种保护。目之间的关联性非常强，因此，我们一定要确保每一项目的进度

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手架的最大弯矩增长了&3%,半刚性脚手架的最大应力比刚性 京:中国建筑业出版社,2011.脚手架的最大应力增长了 7.7%,半刚性脚手架的最大位移比刚 [2]杜荣军.科学规范脚手架结构施工支架的设计和计算规定⑷

性脚手架的最大位移增长10.4%。由此可知，刚性脚手架不管是 [J].施工技术,2010,39(4):113-120.在最大弯矩还是最大应力以及最大位移都比半刚性脚手架小， 作者简介：付立平，工作单位：内蒙古包头市公路工程质量 因此刚性脚手架更安全,或者可以说半刚性脚手架更危险。但 监督站，现从事公路工程质量监督。脚手架的刚性节点是计算的理想模型，实际应用中的脚手架是 不能实现节点完全刚性连接的。此处需说明，脚手架是否安全，还与其它很多因素相关，例 如脚手架钢管壁厚，脚手架步数、跨数等搭建方式，有无剪刀

撑，扫地杆布设方案等，还与施工时支架的初始缺陷和施工者

是否严格按规范进行操作施工相关，进行脚手架计算校核时，

均应该合理考虑。5结论在实际工程中，常是用直角扣件连接水平杆和立杆,很难做 到每根钢管是刚性连接，节点或多或少都会因为人为的偏差和

扣件的质量问题产生松动，具有实际情况的半刚性。本文研究 了双排钢管脚手架,利用弹簧模拟半刚性，通过对比脚手架模

型为刚性节点和半刚性节点时的力学结果，得出脚手架为半刚

性节点时，它的各项力学结果均偏大，属于危险情况。但是刚性 节点属于理想情况，半刚性节点更接近于实际情况，说明在实 际工程中，应当注重扣件对节点的拧紧情况，尽量使扣件不会

发生转动，使脚手架的节点趋近于刚性连接，这样，就能较大的 提高脚手架的承载力，使其工作时的安全系数更高。参考文献[1卩GJ130-2011,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北