基于刚度缩减法的扣件式钢管脚手架极限承载力分析

摘要

扣件式钢管脚手架具有装拆方便、搭设灵活、通用性强和经济性好等优点，广泛应用于各种工程施工现场，其安全性直接关系到施工人员的生命和财产安全。针对扣件式钢管脚手架的节点半刚性连接特性开展极限承载力分析，对于扣件式钢管脚手架结构的设计和安全性评估具有重要意义。
　　 本文主要围绕具有节点半刚性连接特性的扣件式钢管脚手架的极限承载力分析理论和方法开展研究，具体研究内容包括:
　　 1、采用梁柱法建立梁柱平衡微分方程，进而推导考虑节点半刚性连接特性的梁柱单元刚度矩阵，建立扣件式钢管脚手架结构的有限元分析模型，并分析节点半刚性连接特性对扣件式钢管脚手架内力响应的影响规律。分析结果表明，利用考虑节点半刚性连接特性的梁柱单元来模拟扣件式钢管脚手架的受力性能具有较高的计算精度;
　　 2、在充分考虑扣件式钢管脚手架节点半刚性连接特性的基础上，结合极限分析理论的弹性模量调整策略，建立一种适合扣件式钢管脚手架极限承载力分析的刚度缩减法，对扣件式钢管脚手架进行极限承载力分析，并分析了承载比、承载比均匀度及极限承载力的变化曲线。分析表明，与极限承载力分析的弹塑性增量加载法相比，刚度缩减法具有计算精度高、收敛速度快等优点。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究动态

1．2．1 扣件式钢管脚手架的节点半刚性连接特性

1．2．2 扣件式钢管脚手架的极限承载力分析

1．3 本文主要研究内容

1．4 本文主要创新点

第二章 考虑节点半刚性连接特性的扣件式钢管脚手架内力分析

2．1 引言

2．1．1 扣件式钢管脚手架节点连接方式

2．1．2 扣件式钢管脚手架的计算模型

2．2 考虑半刚性连接特性的单元刚度矩阵

2．3 内力算例分析

2．3．1 四层双跨半刚性连接框架

2．3．2 五层五跨脚手架

2．4 小结

第三章 基于刚度缩减法的扣件式钢管脚手架极限承载力分析

3．1 引言

3．2 极限承载力分析的弹性模量缩减法

3．2．1 基于广义屈服准则的单元承载比

3．2．2 弹性模量缩减法的单元承载比均匀度和基准承载比

3．2．3 基于能量守恒原理的弹性模量调整策略

3．2．4 基于弹性模量缩减法的极限承载力分析

3．3 极限承载力分析的刚度缩减法

3．2．1 扣件式钢管脚手架的单元承载比

3．2．1 极限承载力分析的刚度缩减策略

3．4 极限承载力算例分析

3．5 小结

第四章 结论及展望

参考文献

致谢