连接节点的半刚性对门式钢管脚手架受力性能的影响

摘要

门式钢管脚手架以装拆方便、整体承载能力高、经济等优点得到广泛应用,但对其半刚性连接的研究和论证尚不深入。节点连接的可靠性对门式钢管脚手架的整体性能有较大影响,本文在介绍各国规范有关半刚性连接的试验研究、理论分析和设计方法等基础上,分析门式钢管脚手架的半刚性节点连接,探讨半刚性节点对门式钢管脚手架稳定性和承载力的影响。
　　 根据门式钢管脚手架的结构特点,本文采用理论分析和计算机电算相结合的方法对其进行研究。对门式钢管脚手架进行半刚性框架稳定分析,并采用有限元分析软件ANSYS10.0进行数值模拟计算。具体研究内容如下:
　　 1.应用钢框架稳定分析理论,结合门式钢管脚手架结构自身特点,引入半刚性节点,对门式钢管脚手架进行稳定分析;
　　 2.利用已有试验研究成果的M-θ关系曲线,采用有限元分析软件ANSYS10.0模拟扣件节点的半刚性连接,建立脚手架有限元分析模型,分析半刚性节点对脚手架极限承载力的影响,将理论分析结果与门式钢管脚手架试验结果进行对比,相互验证;
　　 3.根据试验研究和理论分析的结果,参照《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010中门式钢管脚手架稳定性的实用计算公式,开发脚手架辅助计算软件。最后介绍程序的基本结构,给出部分程序源代码,并通过算例演示程序的使用过程。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 半刚性节点研究状况

1.2.1 国内、外研究状况

1.2.2 节点刚度研究方法综述

1.2.3 试验测试技术综述

1.2.4 节点M-θ关系曲线模型介绍

1.3 现存的主要问题

1.4 本文的研究内容及方法

第二章 门式钢管脚手架稳定承载力理论分析

2.1 门式钢管脚手架受力性能的整架试验研究

2.2 轴心受压构件及框架的稳定理论

2.2.1 轴压构件的稳定分析原理

2.2.2 压弯的梁柱单元计算

2.2.3 应用转角位移法计算半刚性框架

2.2.4 多跨多层框架的稳定性:无侧移屈曲的简化模型

2.4 本章小结

第三章 门式钢管脚手架承载能力的有限元分析

3.1 ANSYS简介

3.2 ANSYS的分析过程

3.3 半刚性有限元刚度矩阵

3.4 有限元模型的建立

3.4.1 材料本构关系

3.4.2 单元的选取

3.4.3 半刚性节点的模拟

3.4.4 考虑构件的几何缺陷

3.4.5 计算模型的建立

3.5 计算结果

3.5.1 极限承载力

3.5.2 失稳模式

3.6 本章小结

第四章 门式钢管脚手架辅助计算软件开发

4.1 软件开发的背景意义

4.2 软件的总体说明

4.2.1 编制原理依据

4.2.2 软件的开发工具选择

4.3 软件模块功能

4.3.1 软件数据采集模块

4.3.2 参数查询解决方案

4.3.3 计算过程

4.3.4 软件计算流程

4.3.5 AUTOCAD输出解决方案

4.3.6 ANSYS连接解决方案

4.3.7 计算结果输出解决方案

4.4 算例

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 展望

参考文献

致谢