脚手架的力学模型及数值分析

现行脚手架规范对双排扣件式脚手架的承载力计算是基于哈尔滨工业大学所做的整架试验得到的,缺少清晰的力学概念分析。为了从力学概念和模型分析上得到承载力计算公式,以理想的弹性支撑上轴心受压立杆模型为基础,分析了受大横杆弯曲变形影响的脚手架稳定承载力,得到了承载力的理论计算值。以理论分析的基本假设为条件建立了整架ANSYS分析模型,进行了特征值屈曲和几何非线性屈曲计算。结果表明大部分模型计算结果与现有规范比较偏于保守,误差在允许范围内。说明简化的力学模型及计算公式对于估计脚手架的稳定承载力具有工程上应用的可行性。ANSYS数值分析结果显示:脚手架整体失稳发生之前,某些立杆虽未达到极限承载力但各连墙件受到的反力差异较大,某些连墙件受到的反力明显大于规范所规定的不考虑风荷载时的抗拔力5KN。按规范计算所得到的承载力是偏于安全的,但连墙件抗拔力不够成为脚手架倒塌的重要原因之一。