0 引言

在我国的建筑工程中，满堂支撑架的应用相当广泛，因为它具有诸多优点，比如安全性高，可以循环使用，使用方便快捷，经济性好等.但近年来，越来越多的大跨度、高支模板等结构形式的脚手架发生倒塌事故，频繁的造成人员的伤亡，因此，在建筑工程施工过程中满堂支撑架的安全问题总是人们关注的焦点.本文着重探讨建立2个扣件式满堂支撑架的有限元实例模型，为了让模型与实际工程中脚手架的受力情形类似以便得到的结论能为实际工程提供参考或借鉴，本文通过对比2个模型在竖向荷载作用下立杆伸出不同顶层高度时受力和变形的情况，对2个模型均进行承载力特征曲屈分析[1].

1 建立参数模型

某一建筑工程脚手架工程采用满堂扣件式钢管支撑架，所用的钢管尺寸为φ48.3×3.5[2]，钢材的密度是7 800 kg/m3，E=2.06×105 N/mm2，σs=235 MPa，泊松比为0.3，立杆的间距设为1 200 mm，满堂支撑架的步距设为1 500 mm，扫地杆设置在距离地面200 mm高度，现在分别取2种架体高度，一种高度为6 200 mm，另一种高9 200 mm.本文的架体所选用的扭转刚度是20 kN·m/rad，利用有限元软件Ansys对支架体系进行受力分析，由于此种脚手架在各个方向上的受力情况均不太一样，所以本文的满堂扣件式钢管支撑架的水平杆和立杆用有限元软件Ansys的Beam188单元进行模拟，而剪刀撑的搭设采用有限元软件Ansys的Beam44单元进行模拟，另外扣件的扭转刚度用有限元软件Ansys的Combin14弹簧单元进行模拟，节点的半刚性用耦合重合节点x、y、z 3个方向的自由度来进行模拟[3].立杆底部的约束采用铰接，架体1与架体2模型如图1所示.

从实际出发，将大于3.57×（0.01）的BDP平均分成10段，计算在运用同一技术，使用寿命一样的条件下基层强度的最低限度。这一实验表明，上述关系式可以用来确定不同的基层刚度对应的强度。

  

图1 计算模型

2 立杆伸出不同高度对架体承载力影响分析

2.1 立杆顶部伸出高度值选取

在实际工程安装满堂支撑架施工操作中，受到建筑主体结构不同,楼层高度、满堂支撑架步距大小、扫地杆高度等因素影响，立杆顶部伸出高度有所不同，所取数值结合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)[4]，在有限元软件Ansys中，空间坐标轴z方向分别在2种模型的每个顶端节点伸出0.1～0.8 m，架体1对应模型工况分别为1-1～1-8，架体2对应模型工况分别为2-1～2-8，竖向荷载则是在模型顶部的每个节点上以集中荷载的形式作用[5-11].

聚焦重点开展工作。省公司已下发风纪监督管理办法，对全省各单位风纪监督工作的开展做出统一部署，明确了“体系到位、宣教先行、监督为本、主攻制度、有效衔接、稳步推进”的工作原则。目前，正在制订覆盖全体干部员工的违规行为处理办法。

2.2 2个模型在不同工况下的屈曲分析

由表1可知，在其他条件不变时，架体1稳定承载力随着立杆伸出架体顶部高度增加而下降，工况1-1与工况1-2、工况1-3一阶屈曲失稳模态(图2)相似，立杆失稳模态似正弦函数的弯曲，架体顶部出现偏移，但架体最大变形处发生在架体内部的中间立杆上，最大位移与立杆弯曲幅度也随立杆顶层高度增加而增大，且最大变形处位置随着立杆高度增加而逐步上升.当立杆顶部伸出高度0.4 m时(工况1-4)，架体最大变形处已发生在立杆顶端，1阶屈曲模态与工况1-5(图2)变形相似，架体两端处立杆顶部失稳模态朝着一个方向倾斜，而中部立杆顶部变形相对较小.工况1-6～1-8架体1阶屈曲失稳模态接近，同样是架体外侧，立杆顶端变形最大，中部立杆顶部变形较小，架体整体变形都集中在立杆顶部位置，不利于架体的整体均匀受力，从而导致架体承载力降低.

 

表1 各工况下2种架体稳定承载力

  

工况步距/m立杆间距/m立杆伸出顶层高度/m扫地杆离地高度/m架体高度/m稳定承载力/kN1⁃11．51．2×1．20．10．26．321．341⁃21．51．2×1．20．20．26．421．151⁃31．51．2×1．20．30．26．520．871⁃41．51．2×1．20．40．26．620．231⁃51．51．2×1．20．50．26．719．421⁃61．51．2×1．20．60．26．818．571⁃71．51．2×1．20．70．26．917．511⁃81．51．2×1．20．80．27．016．182⁃11．51．2×1．20．10．29．326．372⁃21．51．2×1．20．20．29．426．192⁃31．51．2×1．20．30．29．525．732⁃41．51．2×1．20．40．29．625．022⁃51．51．2×1．20．50．29．723．742⁃61．51．2×1．20．60．29．822．242⁃71．51．2×1．20．70．29．920．872⁃81．51．2×1．20．80．210．018．65

1) 通过有限元软件Ansys在2种模型每个顶端节点伸出0.1～0.8 m的8种不同工况下的屈曲分析得到2种模型的稳定承载力及1阶屈曲失稳模态，从而研究出钢管扣件式支撑架承载力在各种立杆伸出架体顶部的高度的影响及变形情况.各个工况下的架体搭设参数以及设置要求和求解得出的稳定承载力详见表1，2种架体的1阶屈曲失稳模态见图2.

  

图2 架体1与架体2部分工况1阶屈曲失稳模态

图2显示了架体2在工况2-1、2-5、2-8下1阶屈曲失稳模态，与架体1相似，架体1稳定承载力也随立杆伸出架体顶部高度增加而下降，同时架体外侧立杆顶部的变形逐步增大，并朝X轴方向偏移，工况2-8架体变形集中在立杆顶部区域，严重削弱了架体稳定承载力.

通过表1和图2可知，满堂支撑架架体2高度超过8 m，剪刀撑设置根据规范连续设置，因此在竖向立杆上设置两道剪刀撑.通过软件计算得出架体2承载力要明显大于架体1承载力，说明在外侧立杆设置竖向剪刀撑能明显提高满堂支撑架的稳定承载力，对工程施工安全起重要作用.

2.3 不同立杆伸出顶部高度对两种架体承载力变化分析

1) 本文采用2种不同高度的满堂扣件式支撑架模型，比较了不同立杆伸出顶部高度对模型稳定承载力的影响，发现当立杆伸出顶层高度不断增高时架体承载力逐步降低.

 

表2 不同伸出立杆顶层高度对架体承载力影响

  

立杆伸出顶层高度/m0．20．30．40．50．60．70．8架体1稳定承载力/kN21．1520．8720．2319．4218．5717．5116．18a/%0．892．205．208．9912．9817．9524．18架体2稳定承载力/kN26．1925．7325．0223．7422．2420．8718．65b/%0．682．425．129．9715．6620．8529．27

  

图3 不同伸出立杆顶层高度下架体承载力下降幅度

通过比较分析表2和图3的相关数据可以看出，2种模型在立杆伸出架体高度在0.2～0.8 m的范围内的稳定承载力相应的下降幅度整体上与立杆伸出架体高度成近似的线性关系，超过0.5 m时斜率明显增大，随着立杆顶高度的逐步增加，架体1承载力由21.15 kN下降至16.18 kN，下降幅度从0.89%～24.18%，而架体2承载力从26.19 kN下降到18.65 kN，下降幅度从0.68%～29.27%，相比架体1下降幅度明显增高，这说明支撑架架体高度受立杆顶层高度影响更显著.当立杆伸出顶部高度在0.4 m范围内时，2个架体承载力下降幅度基本在5%的范围内，但当2个架体立杆顶部高度都超过0.5 m时，架体承载力下降速度明显加快，对应图2中屈曲失稳模态中立杆变形加大，因此对于满堂支撑架，立杆顶部伸出高度不应高于0.5 m，当超过时，应通过调整架体步距、扫地杆高度等措施，将立杆伸出顶部高度控制在0.5 m以内，避免影响整个架体的稳定承载力.

3 结语

在工程现场实际施工过程中，扣件式满堂支撑架架体高度取决于楼层结构高度，由于满堂支撑架架体高度不同，所以立杆伸出架体顶部高度不同，对架体承载力影响也有所区别，因此分别选取6.2 m和9.2 m2种不同高度架体分别进行有限元承载力屈曲分析，通过模拟计算得出了在不同工况下2种架体的稳定承载力，如表2，图3所示，其中a表示架体1的各工况相比工况1-1承载力下降的程度，b表示架体2的各工况相比工况2-1承载力下降的程度.

2) 架体2按照规范在外侧立杆处多设置了1道剪刀撑，模拟计算得出其稳定承载力明显提高，因此剪刀撑的设置能显著提高整个架体的稳定承载力.

3) 满堂扣件式支撑架的承载力与立杆伸出顶层高度呈近似线性关系，2个模型的承载力随立杆伸出模型顶层高度的增加而下降，当立杆伸出高度大于0.5 m时，架体承载力下降速度更快，失稳变形更大，因此在实际工程施工时为保证架体整体稳定承载力，立杆伸出架体顶层高度不应超过0.5 m.

进入11月以来，“冬储”再次成为农资市场的热门话题。近年来，随着卖方市场转为买方市场，很多流通企业不再担心货源短缺，冬储积极性降低。因此，一般的市场观点是：经销商拿货不积极，农民到明年春天才开始用肥，冬储遇冷。但是辽宁嘉吉作物营养有限公司董事长张广祥从东北市场实际出发，给出了不一样的观点。他认为，冬储并不像大家所说的“不储”，而是冬储的方式发生了变化。

（2）临时占地。本工程部分渠段需修建临时施工道路，路宽5m，根据实测渠道地形图确定本工程共计临时占耕地20亩，荒地3亩。

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