超高层建筑施工脚手架风载作用下立杆最大弯矩分析

目的研究风荷载作用下不同施工高度处脚手架立杆的最大弯矩值及其变化规律,为高层及超高层建筑施工脚手架的施工设计提供数据支持.方法依据风荷载作用计算公式,考虑超高层建筑施工脚手架的风振影响来计算风载标准值.对扣件节点采用半刚性连接的计算方法,利用有限元分析软件ANSYS对整个架体进行受力分析.结果随着脚手架所处高度的增加,立杆最大弯矩值变化曲线大致分三个阶段:直线上升段、曲线发展段、水平持续段.脚手架立杆最大弯矩出现在迎风面立杆的有连墙件节点处.结论按照现行规范中风载作用下立杆弯矩计算式得到的弯矩值明显小于模拟分析得到的弯矩值.当脚手架施工高度大于450 m时,建议按450 m高度时立杆最大弯矩取值,可简化计算.     

风载作用下扣件式钢管脚手架大横杆受力分析

目的分析风荷载作用下,在建筑物不同高度处脚手架大横杆的风载作用效应,研究大横杆受力变化规律,为超高层建筑施工扣件式脚手架安全合理设计提供依据,为《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)的补充修订提供参考.方法考虑风振影响下的脚手架风荷载计算,利用有限元分析软件ANSYS对整个架体进行风载作用下受力计算,节点采用接近实际的半刚性连接计算模型.分析对比建筑施工过程中脚手架在不同高度处大横杆的受力特点.结果从有限元的计算结果得到了各连接点处大横杆的应力分布云图,并分析得出大横杆的内力的变化规律.随着脚手架所处建筑物位置的增高,高度由50 m到500 m时,各处大横杆应力值的逐渐增大.结论节点上带有连墙件大横杆的应力明显要比在同一高度处节点不带有连墙件大横杆的应力值大,并给出大横杆随其所处高度变化的内力变化曲线规律.     

超高层建筑施工扣件式钢管脚手架连墙件布置

目的研究风荷载作用下当连墙件数量一定时,连墙件的最佳布置方式,为超高层建筑施工脚手架连墙件合理设计提供依据.方法依据风荷载作用计算公式,利用大型通用有限元分析软件ANSYS对整个架体进行受力分析,对杆件与杆件连接的扣件节点采用半刚性连接的分析方法,对比分析连墙件矩形和菱形两种布置方式对架体系统杆件的受力和节点变形影响.结果从有限元的分析中得出相应不同连墙件布置方案情况下的架体杆件的内力分布以及节点位移云图,并对比分析得出矩形布置的大横杆内力最大相差到2371N,明显大于菱形布置,节点位移也同样分布比矩形布置更零散.结论风荷载作用下,连墙件的菱形布置比矩形布置的架体各杆件受力和变形更加均匀合理,在脚手架的设计中应该优先考虑.     

连墙件设置缺陷对脚手架立杆最大弯矩的影响

目的研究风荷载作用下连墙件设置缺陷对脚手架立杆最大弯矩的影响程度和规律,为脚手架合理设计提供依据.方法考虑高层建筑施工脚手架风振影响计算出风载荷标准值,对扣件节点采用半刚性研究,利用有限元ANSYS分析软件对脚手架架体进行模拟分析,研究连墙件设置缺陷下架体立杆最大弯矩的变化及规律.结果从模拟分析中得出连墙件设置方式不同时脚手架立杆最大弯矩的变化趋势和结果,对比分析后得出当连墙件只与内立杆连接时,最大弯矩主要出现在有连墙件立杆节点处,其立杆最大弯矩增加,连墙件设置缺陷对脚手架立杆最大弯矩的影响程度可达近一倍.结论当连墙件设置只与内立杆相连时,对立杆弯矩增加较大,降低其承载力,在施工过程中脚手架连墙件设置应该保证与内外立杆同时连接.     

基于高层建筑主体结构的中美风荷载计算分析对比

基于中美两国荷载规范,采用参数对比分析,讨论了二者高层建筑主体结构风荷载值计算的异同。分析了基本风速、风振系数、风载体型系数以及风压高度变化系数等参数的取值差异和原因。在此基础上,分别运用中美规范计算了某高层结构的风荷载标准值,结果表明,按美国规程计算的风荷载标准值大于按中国规范计算的值,但随着高度的增加差距逐渐缩小。     

浅谈建筑施工扣件式钢管脚手架连墙件的设置

本文阐述了建筑施工扣件式钢管脚手架连墙件的作用、型式、设置和构造要求,探讨如何加强建筑施工扣件式钢管脚手架连墙件设置工作,以保证建筑施工扣件式钢管脚手架的安全。     

覆面施工脚手架抗风设计

为了分析覆面施工脚手架的风荷载特性,结合已有研究成果,并考虑最不利情况,以使用100%挡风率覆面结构的脚手架为研究对象,开展脚手架布置形式、建筑开孔率和周边建筑物风干扰效应等参数影响下的风洞试验。通过刚体模型测压试验,测得各工况下脚手架覆面结构表面上的风压时程,分析作用在其结构上的风压特性及其变化规律。结合试验分析和数值计算得到脚手架整体平均风力系数,并与现行的中国和英国规范建议值进行对比。建立脚手架结构的有限元模型,利用风洞试验测得的风压时程进行加载分析,得到各工况下脚手架连墙件的内力响应时程。估算各工况下所有连墙件中的最大极值拉力,计算阵风荷载因子并分析脚手架布置形式对其影响规律。研究周边建筑对作用在连墙件上最大极值拉力的风干扰效应,计算周边建筑物在不同位置时和不同脚手架布置形式下的干扰因子。综合分析结果,并给出覆面施工脚手架的抗风设计建议。研究结果表明:在所有试验工况下,最大正平均风力系数为1.41,最大负平均风力系数为-1.51,超过了中国和英国规范的最大建议值1.3;半包围布置脚手架的脉动风效应显著,阵风荷载因子最大值可达4.1,若脚手架布置形式为全包围时,最大阵风荷载因子为2.7;当干扰建筑物位于脚手架结构正前方时的干扰效应尤为显著,最大荷载增量可达66%。     

高层建筑局部构件的风荷载效应

我国现行的建筑结构荷载规范给出的垂直于建筑物表面的风荷载标准值计算公式为:WK=βZ×μS×μZ×wo,对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构,应采用风振系数来体现风压脉动的影响。高层建筑在高度为Z处的风振系数为:βZ=1+ζνφ/μZ,风振系数被定义为全部计算风压与静风压之比。它反映了风的脉动作用对结构的动力扰动效应,与主体结构的自身动力特性有关。由它算得的风压数值并不是建筑表面的真实风压,而是考虑主体结构作为弹性体,有本身的动力放大作用,针对结构动内力所采用的等效折算风压。然而,高层建筑中的局部构件,比如阳台栏…     

扣件式钢管脚手架施工技术分析

扣式钢管脚手架在建设工程中被广泛的应用外用脚手架是目前建筑施工的主要施工工具,外墙脚手架的连墙件,是与建筑物连成整体,是保证外架稳定,保证外架安全使用的重要构件。文章结合笔者多年的工作经验,着重介绍了扣件式钢管外排脚手架的布设、设计、施工及安全措施,可供同行参考。     

风荷载作用下超高层建筑脚手架立杆稳定性研究

目的 研究风荷载对超高层建筑脚手架稳定性的影响,完善结构设计理论.方法 通过数理分析,优化风荷载计算公式,并以实际工程算例进行校核;计算、分析风荷载对不同支设基准面(距地面高度大于100 m)、不同搭设方式超高层建筑脚手架立杆附加轴力的影响幅度及变化规律.结果 笔者提出简化的风荷载计算方法与现行规范相比,超高层风荷载附...     

连墙件布置对脚手架整体稳定承载力的影响

目的研究不同连墙件布置对悬挑脚手架整体稳定承载力的影响,为专项方案设计提供依据.方法对扣件节点采用半刚性连接,利用有限元分析软件ANSYS模拟脚手架的第一阶失稳模态以及临界荷载,分析不同连墙件布置对脚手架整体稳定承载力的影响.结果从有限元分析软件ANSYS模拟中得到不同连墙件布置下的第一阶失稳模态以及临界荷载,当连墙件布置为两步两跨时整体稳定承载力比两步三跨提高4.728%,比三步三跨提高62.65%.当连墙件布置为两步三跨时整体稳定承载力比三步三跨提高60.79%.结论当施工处于100m以上时,连墙件应优先采用两步两跨或两步三跨,不宜采用三步三跨.当脚手架搭设需要减小连墙件间距时,减小竖向间距比减小纵向间距对架体稳定承载力的提高更有效.     

主体、装饰共用悬挑脚手架设计及施工技术

随着高层建筑日益增加,悬挑脚手架由于不受场地限制,在高层建筑中被广泛使用,悬挑式脚手架是一种利用悬挑在建筑物上的支承结构搭设的施工用脚手架,架体的垂直方向荷载通过悬挑支承结构传递到主体结构上。悬挑式脚手架由型钢支承架、扣件式钢管脚手架及连墙件等组合而成。结合施工现场实际情况,介绍主体、装饰用悬挑脚手架的设计、构造要求、施工及应用效果。     

运动雷暴冲击风下输电线风载计算参数

基于雷暴冲击风场风速剖面的经验函数,结合矢量合成法和谐波叠加法,构建了风场参数可变的瞬时运动雷暴冲击风场的计算方法.运动雷暴冲击风为短时强风,采用10 min平均风速无法准确地反映风场的时变特征,因而提出了平均时距较短的3 s阵风风速来表达冲击风场的设计风速.从输电线风载计算参数的实际表征意义出发,对10 m高度的3 s阵风风速、风压高度变化系数、风压不均匀系数、风荷载调整系数与冲击风风场参数的对应关系开展了全面的研究.结果表明,冲击风射流直径对风高系数的影响较大,风压不均匀系数和风荷载调整系数则主要受线路所在高度的湍流度支配,其中前者还与线路的档距有关.在此基础上,采用最小二乘法对风高系数和风压不均匀系数的经验公式进行拟合,给出风荷载调整系数的推荐取值,得到了基于3 s阵风风速的输电导线风荷载的完整表达式,并与中、美规范中常规边界层风场和冲击风场下的输电线风荷载进行对比,结果显示,近地面范围内,前者的计算值要高于后者.     

门架式交通标志的风振系数计算

以一格构式门架为例，提出跨径较大的梁柱式门架的风振系数计算方法。首先进行模态分析，确定风荷载计算是否需要考虑风振系数，根据门架结构的特点，结合风振系数基本理论，推导出梁柱式门架风振系数的简化计算公式。对示例门架的计算结果表明：不考虑风振系数使风荷载取值减小约50％，不能保证门架结构的抗风安全；门架设计规范中风荷载取值不考虑风振系数只适用于传统的跨越半幅路基的小跨径门架。     

突然开孔对平屋盖结构静动力风荷载的影响

采用刚性模型和气动弹性模型风洞试验,研究迎风面突然开孔对平屋盖结构静动力风荷载的影响.根据试验结果,分析了开孔前后平屋盖结构的平均风压系数、均方根风压系数和风振响应的变化规律,提出了开孔结构平屋盖净风压的计算方法,以及平屋盖风振系数的简化处理方法.研究表明:迎风面突然开孔会大幅增大平屋盖结构的静动力风荷载,在结构设计中必须考虑内外压的联合作用及相应的风致动力效应,但静动力风荷载的比值变化不大,因此仍可沿用封闭结构的风振系数.     

偏心荷载作用下扣件式钢管满堂支承体系承载性能研究

如何准确地对扣件式钢管满堂支承体系的稳定承载力进行计算是亟待解决的一个技术难题.现有的各种满堂支承体系承载力计算方法中,均没有考虑由于扣件的偏心连接而导致水平杆与立杆不在同一平面内的情况以及满堂脚手架通过水平杆将上部荷载偏心传递给立杆的影响(以上两种偏心情况统称为偏心荷载).在分析满堂支承体系结构特点的基础上,提出了考虑偏心荷载作用下的满堂支承体系数值计算模型.通过对大量不同搭设参数下的满堂支承体系分别进行是否考虑偏心荷载影响的非线性有限元模型分析及2个满堂脚手架的原型试验,证实了偏心荷载这一因素对扣件式钢管满堂支承体系承载性能的影响.所提出的计算模型合理、安全,可为今后满堂支撑架及满堂脚手架的设计提供有价值的参考.     

非规则高耸佛像的风洞试验及风振系数

以新疆西王母像为工程背景,对非规则高耸佛像进行了测压风洞试验,建立了复杂的三维钢骨架有限元模型,计算了结构的动力特性,并利用ANSYS参数化设计语言,编制了能够精确求解非规则高耸佛像风振响应的程序.在此基础上,通过风洞试验所得的风压系数,计算得到254个测点的荷载时程向量,并加载至有限元模型,计算了30个风向角下佛像各关键测点处的风振系数.研究结果表明:风洞实验所得的风压系数时程数据的精度较高,可以满足佛像风振系数的计算要求;对于非规则高耸佛像,其自振频率分布密集,基阶振型不是主控振型,不能直接采用《规范》所建议的风振系数,而应重新计算;风向角的变化对佛像风振系数的影响十分显著,应对最不利的风向角进行抗风验算.     

76M罐体施工落地式扣件钢管脚手架设计

根据对某结构设计高度为76m的工业混凝土罐体施工组织设计要求,拟采用落地式双排扣件式钢管脚手架,按照现行相关规范对满足构造要求初选脚手架方案中的纵横向水平杆承载力与扰度要求、扣件的抗滑承载力、立杆稳定性和立杆地基承载力以及连墙件的强度、稳定性和连接强度分别进行了施工演算,均符合安全要求。     

基于弯剪梁模型和Von Karman风速谱的高层建筑风振系数实用算法

为使风振系数计算中采用的振型函数更符合高层建筑振型特点且易于计算，采用基于弯剪梁模型的高层建筑基本振型简化算式，同时采用Von Karman与高度有关的风速谱模型和Davenport与频率有关的空间相关性模型，建立高层建筑风振系数计算的实用算式，并通过算例与我国现行荷载规范中的风振系数算式进行比较。结果表明，该方法考虑了不同高层建筑振型的特点，既提高了计算精度，简单实用，又便于与国际主流荷载规范接轨。     

基于风压线形叠加法张拉膜结构风荷载与风振响应分析

综合分析了几种现有的张拉膜结构风荷载分析的方法,在此基础上提出了用风压线形叠加法进行风荷载计算的新方法,并給出一个工程算例进行了风振响应分析。该方法采用平均风压与脉动风压线性组合叠加的办法,生成风压时程函数,既保证了作用于结构上的风荷载随时间变化,而且还能保证结构所受的力是围绕着静力风压上下波动。这种算法可为膜结构的抗风设计提供参考。