附着式升降脚手架的受力分析与有限元分析
附着式升降脚手架防坠器设计
附着式升降脚手架在高层建筑的应用
二、存在问题
• 针对脚手架在提升或下降过程中， 如果电动葫芦链条发生断裂，则脚手 架会跌落下来，可能造成人员、货物 的伤亡。因此需要设计一种防坠器， 来提高附着式升降脚手架的使用安全 性能。
脚手架坠落造成的安全事故
三、系统设计法设计防坠器
• 1、功能分析 功能是对技术系统中输入和输出 的转换所作的抽象化描述，可以表述为： 功能=条件×属性。 根据所设计的防坠器达到的工 作要求，首先要检测到绳索断裂，并把该 信息传递给制动装置，制动装置工作，确 保脚手架不发生坠落。
1—导轨；2—脚手架；3—弹簧；4—夹钳；5—定滑轮
导轨模型 定夹钳
动夹钳Βιβλιοθήκη 工作过程四、关键零件的优化设计
• 我设计的防坠器弹簧材料为优质碳素钢，使用 寿命N≥ 10 6 次,许用应力[Ʈ]=405MPa，弹簧 丝直径2.5㎜≦9㎜，弹簧外径30㎜≦60㎜，工 作圈数3≦n≦6，弹簧指数C≥6，工作载荷 F=600N。在满足弹簧的刚度条件，强度条件， 旋转比条件和结构尺寸边界条件等约束条件下， 确定弹簧的弹簧丝直径d，中经D1和工作圈数 n等三个设计参数，使它重量最轻。
• 基于matlab的求解
五、关键零件的有限元分析
• 当夹钳夹入导轨槽中时，会受到 一个冲击力，如果冲击力过大，有可 能冲断夹钳，所以要对夹钳进行有限 元分析。 下面动夹钳为例进行说明（忽略掉 定滑轮的影响）
5.1 建立有限元模型
通过选定单元模型， 定义材料，定义载 荷，设定边界约束 后件等步骤后，就 可以调用相应的有 限元分析程序进行 计算。
• 如右图所示，动夹钳 前端受力过大，尤其 是两边受压力很明显， 需要进行优化。
优化后的有限元模型
附着式升降脚手架最全解读及分析
附着式升降脚手架最全解读及分析1：附着式升降脚手架最全解读及分析一：引言附着式升降脚手架是一种常用的建筑施工设备，广泛应用于高层建筑的搭建和维修。
本文将对附着式升降脚手架进行全面解读和分析。
二：附着式升降脚手架的定义附着式升降脚手架是一种依靠建筑物表面进行固定的升降设备。
它通过悬挂在建筑物外墙上，提供便利和安全的工作平台，使施工人员能够高效、安全地进行工作。
三：附着式升降脚手架的组成部分1. 钢丝绳和驱动装置：用于支持和推动脚手架的上升和下降。
2. 钢丝绳锚固装置：确保钢丝绳与建筑物之间的连接牢固可靠。
3. 工作平台：提供施工人员工作的平台，通常由金属材料制成。
4. 安全装置：如安全带、保护栏等，用于保护施工人员的安全。
5. 控制系统：用于控制附着式升降脚手架的上升、下降和停止动作。
四：附着式升降脚手架的工作原理1. 升降机构：驱动钢丝绳通过卷筒和驱动装置使脚手架上升或下降。
2. 钢丝绳锚固：通过卷筒和锚固装置固定钢丝绳，确保脚手架的稳定性和安全性。
3. 工作平台：提供施工人员进行作业的平台，根据需要调整高度和位置。
4. 安全装置：保证施工人员的安全，如安全带、防护栏等。
五：附着式升降脚手架的优势1. 高效：附着式升降脚手架可以提高施工效率，节省人力资源。
2. 安全：具有完善的安全装置，确保施工人员的安全。
3. 灵活：可以根据建筑物的形状和需求进行灵活调整和使用。
4. 经济：相对于传统的脚手架，附着式升降脚手架在成本方面更具优势。
六：附着式升降脚手架的范围和应用附着式升降脚手架广泛应用于高层建筑的施工、维修和装修领域。
它可以适应各种建筑物的形状和尺寸，提供安全、高效的施工平台。
七：法律名词及注释1. 建筑施工设备：指在建筑施工过程中使用的各种机械设备、工具和器材。
2. 安全装置：指用于保护工人和设备安全的各种装置和设备。
八：本文档涉及附件本文档涉及的附件详见附件列表。
-----------------------------------------------------2：附着式升降脚手架最全解读及分析一：导言附着式升降脚手架是一种常见的建筑施工设备，本文将对附着式升降脚手架进行最全面的解读和分析，以便读者对其有深入了解。
附着式升降脚手架施工分析
附着式升降脚手架施工分析摘要：在各类工程项目的建筑施工过程中，脚手架是一种基本的辅助工具。
正因为其具有广泛的普及性，所以其设计构造的安全性、稳定性以及使用中的规则方法都可能对施工工程的安全、效率、质量产生较大的影响。
本文研究了附着式升降脚手架的结构特点，分析了它在施工环境中的优势利弊，相信能对脚手架的升级换代以及施工管理水平的提升给出有益的参考。
关键词：附着式升降脚手架；施工分析；优缺点随着现代建筑工艺的发展，脚手架这种标准配置也接连不断的迎来革新。
比如附着式升降脚手架，它就比传统的悬挑脚手架有着更好的表现，在场地适用性、拆装快捷性以及架体的稳固性等各方面都得到了普遍的好评。
不过，目前大量应用的附着式升降脚手架也并非完美无缺，基于其施工表现进行研究，发挥优势、补足短板，这才是推动建筑施工质量和水平提升的应有态度。
1附着式升降脚手架的结构设计附着式升降脚手架是在21世纪初才逐渐兴起的一种新型脚手架。
它一改传统脚手架的设计理念，将脚手架与工程项目建设主体相结合，使之成为可以附着在目标工程项目之上进行上下攀附、升降作业的施工平台。
为了保证附着式升降脚手架拥有更大的活动自由度以及更稳固可靠的结构性能，附着式升降脚手架在结构以及配置上都进行了优化。
从基本类型来讲，附着式升降脚手架拥有整体式和分片式结构两大类，具体组成模块包括了升降装置、防倾覆结构、附着结构、架体结构、动力系统等。
借助于各个结构的配合，使得附着式升降脚手架不仅可以灵活的进行升降移动，满足更大范围的施工作业需求；同时还很好的提高了架体的安全性，为施工人员提供了良好的安全保障。
2附着式升降脚手架的施工操作要点2.1附着式升降脚手架的安装2.1.1前期准备工作。
附着式升降脚手架拥有相对复杂的结构设计，而且能够进行更大范围的移动和施工作业。
但如果对于脚手架的安装盲目随意，就可能限制其作用的发挥。
因此，在进行安装之前，理应对施工图纸进行详细的考察，结合脚手架的运动范围、作用面积等进行合理选点安装。
附着式升降脚手架工作特性检测及整体有限元分析
附着式升降脚手架工作特性检测及整体有限元分析[摘要] 文中通过ansys有限元计算，分系出爬架各部分应力及变形；并根据计算结果分析出爬架在工作状态下架体整体稳定性，为实验测试提供理论参考；通过对架体进行试验测试，分析试验数据，得出架体结构应力、杆件挠度及架体防坠性能，为架体设计提供可靠的设计理论及分析基础。
[关键词]爬架；有限元；应力测试中图分类号：tu731.2文献标识码： a 文章编号：0 前言附着式升降脚手架是近年来在高层建筑中一种新型的施工升降平台。
它解决了普通脚手架不能进行高层和超高层建筑外墙施工的难题，目前已经得到广泛的使用。
它一般由支架、爬行机构、动力及控制设备、安全装置和其他专用构件组成。
由于这种具有爬升功能的新型脚手架是在原有脚手架的基础上发展而来的，基本上是在施工现场需求的推动下逐渐发展形成的，其结构在工作状态下的力学特性，还缺少具体的研究和试验数据，为确定结构的动态参数和安全装置的性能缺少科学依据。
通过进行了扶墙爬架工作状态下架体跨中挠度、加体结构应力的测试实验。
本文利用ansys有限元计算对架体进行整体稳定性分析，并且将依据测试数据对架体的工作性能进行分析。
本文利用ansys有限元软件对架体进行建立模型并分析计算架体工作状态下支座承载能力，求解架体整体各杆件受力情况，分析架体受力，并找到极限受力点从而确定架体稳定性。
这为爬架设计提供了可靠的理论参考数据，也为分析架体各部分受力能力提供方法。
文中对架体进行工作状态下应力测试，能够分析测试结果，并且与有限元计算结果共同为架体优化设计提供依据。
1架体结构介绍本文所研究的架体构造参数如下：架体高度为3倍的楼层高，平均立杆纵距为1.5m；架体总高12.6m，平均步距为1.8m；架体在附着支撑部分沿全高竖向设置定向加强的竖向主框架，主框架为导轨组合式焊接结构，与水平框架和架体构成整体作用；每侧的主框架设置四套固定支座；架体底部结构采用桁架式结构；架体上设有其稳固作用的一组撑。
超高层建筑附着升降脚手架动力特性分析与施工控制
超高层建筑附着升降脚手架动力特性分析与施工控制研究摘要：本文分析了超高层建筑附着升降式脚手架的动力特性，并基于提出了切合实际的附着升降脚手架施工控制建议。
关键词：超高层建筑；附着升降式脚手架；施工控制脚手架是土木工程施工必须使用的重要设施，是为保证高处作业安全、顺利进行施工而搭设的工作平台或作业通道。
施工技术的进步，是确保高层建筑能顺利发展的重要条件。
高层建筑的发展，为施工技术的进步提供了广阔的天地，随着高层以及超高层建筑在建设工程中所占比重迅速扩大，对脚手架在安全可靠、快速和经济方面提出了更高的要求，附着升降式脚手架是适合应用于高层建筑、特别是超高层建筑施工需要的新型脚手架，与传统的落地式外脚手架相比有料用量低、使用经济、能较大幅度的提高施工效率的优势，而且，如果解决了风荷载的问题，设计可以不受高度限制[1]。
出于专利保护的原因，国外刊物上对高层、超高层建筑结构施工中的脚手架体系的研究和报道比较少见。
一、基于有限元法的超高层建筑附着升降脚手架多自由度体系振动分析超高层建筑结构高度大，风荷载对其施工用的附着升降脚手架影响较大，是设计附着升降脚手架时重点考虑的荷载之一。
超高层附着升降脚手架结构复杂，一般需要应用各种离散化方法建立结构的离散化力学模型，有限元法是工程中最有效最常用的离散化方法，其基本思路是：将复杂结构看作是离散单元的集合体，然后在小单元内选择适当的位移模式，计算每个小单元及整个结构的动能和应变能最后用hamilton变分原理导出结构的振动方程，用有关方法求解振动方程[2]。
按照ritz法，单元内任一点位移可表示为如下级数：式中矩阵由多项式的各阶组成，为广义坐标，在有限元法中，取节点位移为广义坐标，式（1）用于单元节点后得到：多自由度体系振动方程为：式中的元素仅为节点坐标的函数.由式（2）可得到，代入式（1）后即得到单元位移模式：式中，称为形函数矩阵或位移插值函数矩阵。
有了单元位移模式，即可求出单元的应变分量和应力分量，进而得到单元的应变能、动能，结构的总应变能和总动能分别等于单元的应变能和动能之和，总瑞利耗散函数亦等于单元耗散函数之和：式中分别称为结构的总刚度矩阵、总质量矩阵和总阻尼矩阵，若外力向量用表示，将式（1）、（2）、（3）和（4）代入与hamilton 原理等价的lagrange方程，可得多自由度体系振动方程：二、模态分析及计算方法超高层建筑附着升降脚手架的动力特性是其本身固有的极为重要的力学特性，包括自振频率和模态，直接影响到动力荷载作用下脚手架的响应动力特性分析即模态分析，它是建立在无阻尼线性体系自由振动的基础上的，无阻尼多自由度线性体系的振动方程为：模态分析是用来分析结构本身所固有的特性，因此不包括荷载项：模态分析属于线性分析，任何非线性特征，在模态分析中都将被忽略，附着升降脚手架一个标准单元的有限元分析模型如图：设体系的位移反应为，式中为仅与位置有关的向量，ω为自振圆频率，θ为初相角，则运动特征方程为：，上式是一个关于{u}的齐次线性方程组，利用不恒为0的条件，方程存在非零解的充要条件是：上式是关于ω的多项式方程，叫做频率方程，从数学上来讲就是特征值方程，对于稳定结构体系，由于其质量与刚度矩阵的实对称性和正定性，所以相应的频率方程的根都是实根，对于一个n个自由度的体系可以求出ω2的n个根，对于每一个根ωi 都代表一个自振频率，对于每一个自振频率ωi，都存在特征方程的一个非零解{u}j，也就是振型向量”但是由于特征方程的齐次性，振型向量是不定的，只有人为地确定向量中的某一个值才能确定振型向量的其余值，换言之，就是只能确定振型的形状，而无法确定振型的幅值，为了对不同振型进行统一比较，需要进行振型归一化，常用的归一化方法有：特定坐标的归一化，最大位移值的归一化和正交归一化.其中正交归一化最为常用，也就是令式中：就是第j阶的振型矩阵，容易推出自振频率不等的任意两个结构的振型对于刚度和质量加权正交，也就是： (13)式中：归一化后，中各元素成为确定的值，便于问题的处理，振型的这种正交性使它具备了成为一类线性空间基的基本条件[3]。
附着式升降脚手架的受力分析与有限元分析
附着式升降脚手架的受力分析与有限元分析作者：李秋生白欣来源：《科技创新与应用》2016年第09期摘要：文章以附着式脚手架为研究对象，建立三维实体模型，对脚手架不同状态下进行载荷分析，利用有限元分析软件对重点受力部位进行模拟分析，验证了计算过程的正确性和系统的安全性，为脚手架的优化设计提供了参考依据。
关键词：附着式升降脚手架；受力分析；有限元分析附着式升降脚手架由于在工作过程中具有装卸方便、承受载荷较大、架体的刚度和强度高等优点，目前已成为建筑施工领域应用最多的一种脚手架。
遗憾的是也许出于对专利技术的保护，在国内外权威出版机构和报刊上很少见到对脚手架设计的资料书籍，这就给工程人员的研究设计造成了不便。
文章就当前工程现场所用脚手架结构进行受力分析的探讨，整体结构如图1所示。
1 脚手架结构组成附着式升降脚手架系统的组成如图2所示，主要有以下几部分（1）架体主结构：由导轨主框架、横向水平杆、纵向水平杆、角钢，承重底板、侧面立杆等构成。
架体主结构一般为一个整体刚性结构，现场施工时安装完成后直接使用。
（2）升降系统：由上、下吊点，提升设备，连接部件（螺栓等）构成。
（3）防坠系统：每个附墙点处均设有独立的摆针式防坠装置，每个主框架至少有3个独立附墙点，即有至少三套防坠装置，采用防坠落理念。
（4）电气控制系统：由总控箱、分控箱、遥控系统构成。
本升降脚手架的升降采用电动葫芦升降，并配设专用电气控制线路。
该控制系统设有漏电保护、错断相保护、失载保护、正、反转、单独升降、整体升降和接地保护等装置，且有指示灯指示。
线路绕建筑物一周布设在架体内。
（5）架体防护：随架体搭设同步完成的安全防护措施，包括有底部密封板、翻板、立网、水平兜网、护身栏杆等构成。
架体安全装置主要包括附着支承结构、防倾覆装置、防坠落装置、有效的安全防护措施。
其中附着支承结构是直接与工程结构连接，承受并传递脚手架荷载的支承结构，包括导向座、承重立杆等结构，是附着升降脚手架的关键结构。
附着式升降脚手架防坠器设计.
附着式升降脚手架在高层建筑的应用
二、存在问题
• 针对脚手架在提升或下降过程中， 如果电动葫芦链条发生断裂，则脚手 架会跌落下来，可能造成人员、货物 的伤亡。因此需要设计一种防坠器， 来提高附着式升降脚手架的使用安全 性能。
脚手架坠落造成的安全事故
三、系统设计法设计防坠器
• 1、功能分析 功能是对技术系统中输入和输出 的转换所作的抽象化描述，可以表述为： 功能=条件×属性。 根据所设计的防坠器达到的工 作要求，首先要检测到绳索断裂，并把该 信息传递给制动装置，制动装置工作，确 保脚手架不发生坠落。
1—导轨；2—脚手架；3—弹簧；4—夹钳；5—定滑轮
导轨模型 定夹钳
动夹钳
工作过程
四、关键零件的优化设计
• 我设计的防坠器弹簧材料为优质碳素钢，使用 寿命N≥ 106 次,许用应力[Ʈ]=405MPa，弹簧 丝直径2.5㎜≦9㎜，弹簧外径30㎜≦60㎜，工 作圈数3≦n≦6，弹簧指数C≥6，工作载荷 F=600N。在满足弹簧的刚度条件，强度条件， 旋转比条件和结构尺寸边界条件等约束条件下， 确定弹簧的弹簧丝直径d，中经D1和工作圈数 n等三个设计参数，使它重量最轻。
附着式升降脚手架
防坠器设计
一、附着式升降脚手架
• 附着升降脚手架是指搭设一定高 度并附着于工程结构上，依靠自身的 升降设备和装置，可随工程结构逐层 爬升或下降，具有防倾覆、防坠落装 置的外脚手架；附着升降脚手架主要 由附着升降脚手架架体结构、附着支 座、防倾装置、防坠落装置、升降机 构及控制装置等构成。
防坠器功能树
防坠器
检测
信息传递
制动
2、功能元求解 功能元的求解过程是指选择使用的科技工 作原理，构思实现工作原理的技术结构， 即功能载体。
ChatGpt写的关于附着式升降脚手架受力分析的文章，请大家点评！
ChatGpt写的关于附着式升降脚手架受力分析的文章，请大家
点评！
附着式升降脚手架是由架体与基础之间采用附着连接形式构成的高度可调节、承重特性好，对固定深度不受限制的钢结构升降脚手架，缩短了施工周期，减小施工现场影响，节省了材料和施工成本。
本文简要介绍了附着式升降脚手架、受力分析、设计要求及施工质量管理等内容。
附着式升降脚手架主要由基础和架体组成，其基础和架体可以采用相应形式来构成，可以是压实土基础、混凝土、钢筋混凝土或基础钢筋混凝土桩基础、泥铲基础、叠加柱基础、桩基等；架体主要结构由不锈钢管、螺栓等组成，步距以及脚手架的高度可进行调节，以满足建筑工程施工的要求。
附着式升降脚手架的受力分析主要针对钢管的弯曲受力、剪切受力、拉力受力等进行分析。
针对钢结构受力特点，应采取设计力学方法，以及考虑各种头尾及节点承载力进行受力分析，确定附着式升降脚手架各构件承载能力，防止承载构件超限或破坏危害人身安全及财物损失。
除了受力分析，设计要求对附着式升降脚手架及其他施工机械设备的安全性也具有十分重要的意义。
托架的结构应符合国家质量安全技术标准的要求，比如标准的钢结构件的选择，架体和基础连接接头应焊接良好，并且均应经过实验试验合格和检验批准。
随着脚手架的变换，应对脚手架四周周边环境进行整改，保证施工机械设备的安全稳定及不受外力影响。
最后，施工的质量管理也是工程施工质量保证的重要环节。
施工时应按照相关规范要求，针对施工过程中的每一道工序进行实地施工现场的检查，检查应覆盖材料的数量、检查表和专用工具的操作、施工工艺及建筑物运行状态等。
本文通过介绍附着式升降脚手架和受力分析、设计要求以及施工质量管理等内容，为保证施工质量提供了深入的参考意义和指导意义。
脚手架施工方案中的应力分析与控制方法
脚手架施工方案中的应力分析与控制方法一、背景介绍脚手架作为建筑施工中必不可少的工具之一，承担着支撑和搭建建筑物的重要任务。
然而，由于建筑物本身的重量和外部环境的影响，脚手架在使用过程中容易受到各种应力的作用，从而导致安全隐患。
因此，对脚手架施工方案中的应力进行分析与控制是至关重要的。
二、应力来源与分析1. 垂直荷载：建筑物本身的重量以及施工过程中的材料、设备等荷载会作用于脚手架结构上，产生相应的垂直应力。
通过合理设计脚手架的立杆及横杆等组成部分的数量和间距，可以有效承载这些垂直荷载，避免脚手架因过载而发生倒塌或变形。
2. 水平荷载：由于风力等外部环境因素的影响，脚手架在使用过程中会受到水平方向的荷载作用。
应通过增加水平斜撑、加强脚手架的连接件等方式来增加脚手架的抗风能力，降低水平应力对脚手架结构的冲击。
3. 温度应力：由于季节变化或施工过程中的温度差异，脚手架结构会受到温度应力的影响。
合理选择脚手架结构材料，并考虑温度变化对结构产生的影响，可以有效减少温度应力引起的结构变形和破坏。
三、应力控制方法1. 合理设计施工方案：在脚手架的施工方案中，应根据实际情况确定合理的结构形式和搭建方案。
通过合理选择脚手架的支撑方式、材料种类和焊接方法等，可以提高脚手架结构的稳定性和抗应力能力。
2. 加强连接件的选择与安装：脚手架的连接件是整个结构的关键部分，直接影响脚手架的承载力和抗应力能力。
选择合适的连接件规格和强度，并采用专业的安装方法和工具，能够有效增加连接件的稳定性和抗张力能力。
3. 定期检查与维护：脚手架在使用过程中，由于长时间受到应力的作用，会存在一定的疲劳现象。
因此，定期对脚手架进行检查、维护和及时更换损坏的部件，能够及早发现问题并采取相应措施，避免发生事故。
4. 培训与监督：脚手架的施工人员应具备一定的专业知识和技能，熟悉脚手架的安全使用规范，掌握脚手架的搭建和拆除技巧。
施工单位应加强对施工人员的培训和日常监督，确保他们能够正确使用和维护脚手架，并严格按照施工方案进行操作。
爬升式升降平台附着式导架结构有限元分析
爬升式升降平台附着式导架结构有限元分析
毛华荣;张艳
【期刊名称】《建筑机械（上半月）》
【年(卷),期】2011(000)011
【摘要】利用有限元法对爬升式升降平台在附着形式下的导架和附着装置结构进行了计算分析,给出导架和附着撑杆的变形及应力变化规律和压杆稳定性分析结果,为设计提供理论依据.
【总页数】4页(P111-114)
【作者】毛华荣;张艳
【作者单位】长安大学,陕西西安 710061;长安大学,陕西西安 710061
【正文语种】中文
【中图分类】TH211
【相关文献】
1.附着式升降脚手架的受力分析与有限元分析 [J], 李秋生;白欣
2.导架爬升式升降工作平台在预制装配式建筑施工中的应用初探 [J], 王美华;张文泽;李荣帅
3.导架爬升式升降工作平台标准节吊具的设计及其结构静力分析 [J], 张珂;龙彦泽;陈建平;王占海;黄小征
4.附着式升降脚手架静力有限元分析 [J], 刘光明;李鹏举;徐彬;崔利鹏;王宁铂;邱凯
5.附着式升降脚手架水平支撑桁架有限元分析与测试比较 [J], 胡道权
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高层建筑附着式升降脚手架施工技术分析
高层建筑附着式升降脚手架施工技术分析摘要：本文对附着式升降脚手架的结构进行简述，分析附着式升降脚手架的施工技术，希望为我国高层建筑项目施工工艺的发展提供帮助。
关键词：高层建筑；附着式升降脚手架；施工技术；防坠系统引言现如今，随着经济的迅速发展，城市现代化的程度越来越高，从高层建筑的增多就能体现出来。
目前，在施工中大多采用附着式的升降脚手架，这比传统的悬挑式脚手架更具有优势。
附着脚手架以不影响工作进度为宗旨，它所占用的空间较少，同时需要的人力也少，能够为施工方节约不少的人力和物力，同时还能节约一部分的时间，给施工方带来了相当大的经济效益。
一、附着式升降脚手架的结构1.1 水平桁架竖向框架为水平桁架的关键承受支座，其对节点板与竖向框架两端进行连接，并且也连接了操作钢管与声部，中间片形框架、横杆、斜杆为桁架的结构组成。
架底构造架梁是由桁架和操作架连接起来的，架底框架是由已定型的焊接桁架构成的。
因操作便捷、安全度较高，定型焊接结构被普遍使用在施工中。
1.2 竖向主框架连接附着支撑是竖向主框架的用途，其会同时受到水平力及向下压力，工作人员在确定的空间刚度必须符合既定标准，以保证受力状况良好。
导轨内杆、导轨组合框架、横杆、片石框架、廊道斜杆、外立杆等组成了竖向主框架。
一般为满足安装、使用框架规范，在组合各部分结构时会使用定型焊接法。
1.3 支撑系统斜拉杆为支撑系统的重点，在拉杆受力中，斜拉杆次应力可因拉力机弯矩作用而增大，导致不准确受力。
所以，应当于节点内清除斜拉杆，防止次应力作用，让拉杆受力准确得到保证。
1.4 防倾斜防坠系统升降脚手架的坠落或倾斜为发生脚手架安全事故的原因，因此，应当采取措施避免脚手架倾斜，并应维持一定与建筑物的间距，以使脚手架的稳定得到保证，增强建筑物稳定性。
但因脚手架的不均匀受力可能会出现，前后、左右的偏心受力将因此产生，且风力对高层建筑有很大影响，结果使得建筑物的稳定性不佳。
此外，应当将脚手架防坠落装置装好，以增强其稳定度。
新型附着式升降脚手架结构分析及构造探讨 崔凯
新型附着式升降脚手架结构分析及构造探讨崔凯摘要：近些年来，在我国随着社会经济的迅猛发展，很大程度带动了城市化进程，进而使得建筑行业不断创新和改革。
脚手架是建筑工程施工中一种重要的技术，但是随着建筑结构越来越复杂，人们对脚手架的移动和安全承载性能提出了更高的要求，因为附着式升降脚手架具备良好的安全性，拆卸和安装比较方便和快捷以及良好的经济效益，所以在高层建筑施工中发挥着显著作用。
基于此，本文主要对新型附着式升降脚手架结构分析及构造进行分析。
关键词：附着式；升降脚手架；结构分析；构造一、前言目前，随着高层建筑不断发展，附着式升降脚手架涌现出来了，其实一种新型的脚手架技术，主要是将悬空施工变成架体内施工，将高空施工变成低空施工，与吊篮、外脚手架以及挂脚手架相比较，安全性、经济性以及可靠性更高，所以在高层建筑工程中得到了非常广泛的应用，二、附着式升降脚手架结构分析附着式升降脚手架包括导轨式及导座式两种结构类型，其中，前者包括齿轮式及轨道式两类。
目前，附着式升降脚手架广泛应用于各类现浇钢筋混凝土框架结构中，适用于各类建筑结构类型。
附着式脚手架的结构具体包括连墙架、防倾覆导轨、拉杆、电动葫芦、悬挂梁以及平台底座等部分，架体主体结构通过水平立杆、竖向立杆间通过角钢的连接作用配合成刚性结构体，主要由升降组件、防坠组件、安全防护组件以及电气控制组件等构成。
当前，脚手架技术已成为专业性建筑设备技术，脚手架可随主体施工进度逐层上升，并逐层下降进行装修作业，具有投入量低、操作简单、施工效率高以及工程成本低等优势。
三、附着式升降脚手架工作原理1、工作原理附着式升降脚手架采用落地式双立柱整体架构设计，具有较强的刚度，架体所承受荷载可通过框架均匀传递至建筑结构。
其基本原理为：升降机与脚手架间采用相对连接方式，并固定于建筑结构上，在动力机构的作用下，脚手架可实现运输升降动作，以提升施工的效率及安全性。
附着式结构施工可满足支模混凝土浇筑、材料周转、预应力张拉等工程需求，亦可用于建筑外墙各类喷涂及大理石安装工程等装饰施工，可避免与其他垂直运输结构发生冲突，且其零部件已实现模块化、标准化，施工经济效益大大提升。
附着式升降脚手架使用和管理重点、事故案例分析及对策-兰州
一、附着式升降脚手架的发展历史
Company Logo
脚手架发展趋势
附着式升降脚手架
钢管扣件式脚手架
竹木脚手架
堆土
附着式升降脚手架发展趋势
建筑机器人流水线（下一代）
机器人爬架（新一代）
模块化附着式升降脚手架（市场主流产品）
钢管式附着升降脚手架(上一代)
M16螺栓 组
外立杆
N撑连 接件 导轨
B、水平支承桁架
水平支承桁架全部用60×30×3.0的矩形管焊接而成。
C、架体构架
架体构架主要由立杆、 全钢脚手板、外防护 网和密封组件组成。
立杆 全钢脚 手板
外防 护网 密封 组件
D、附着支承结构 附着支承结构起附着、承载、升降导向、防坠和防 倾的作用。附着支承结构由固定导向件、可调动的 导向滑套座和可调卸荷装置组成。
1、钢管附着式升降脚手架简介
Company Logo
1.1、钢管附着式升降脚手架总装图如下所示
1.2、钢管附着式升降脚手架主要构件及连接
导轨主框架
水平支承桁架：A型
水平支承桁架：B型
转角处用钢管井字形连接 内侧水平支承桁架 外侧水平支承桁架
内外水平支承桁架 连接管或短钢管
水平支承桁架构造及连接示意图
上部附墙 固定导向座
2、模块化附着式升降平台简介
Company Logo
2.1、模块化附着式升降脚手架构成
A. 竖向主框架
B. 水平支承桁架
C. 架体构架
D. 附着支承结构 E. 提升系统 F. 同步控制系统
A、竖向主框架 竖向主框架是由导轨、 N撑连接件、外立杆连接 而成的平面结构。
b、将标准单元架体连接
新型附着式升降脚手架结构分析及构造探讨
新型附着式升降脚手架结构分析及构造探讨发表时间：2017-05-04T10:04:48.923Z 来源：《基层建设》2017年3期作者：徐源1 江家辉2 [导读] 摘要：随着近几年，国内的建筑工程施工中，出现了越来越多新型的脚手架系统。
1身份证号码：52222419880627xxxx；2身份证号码：52242419780205xxxx 摘要：随着近几年，国内的建筑工程施工中，出现了越来越多新型的脚手架系统。
通过技术人员对于包括传统脚手架与新型脚手架的各类脚手架的各项指标的对比，研究发现，附着式升降脚手架在多个方面具有其他脚手架无可匹敌的优势，也因此越来越广泛的被运用于国内外超高层的建筑工程中：首先它的架体外形就比较美观，也更加防火耐用、其次维护和保养起来更加简便，安装与拆卸也更加方便、重要的是，它不仅能够有效得节约工程成本、因为其可以有效避免高空散装散拆的坠物隐患，也为爬架平台作业打造了一个更具人性化的工作环境。
关键词：附着式升降脚手架；荷载计算；结构模型；竖向主框架；水平支承桁架伴随着国民生活水平的提高，建筑业的发展迎来了欣欣向荣的美好局面。
特别是包括万科、万达、绿城等国内知名的房地产开放商在内的地产品牌，国内外超高层建筑产品不断涌现。
对建筑产品数量需求的增多，对建筑品质量要求的提高，导致国内出现了越来越多新型的脚手架系统。
虽然，脚手架工程只是在工程建造的过程中，临时性在建筑物外搭建的临时结构，后期会进行拆除，但是就建筑工程的施工而言，它的存在是不容小觑的。
不仅能够直接影响工程进度工期，其专业的使用也能够有效提升经济效益。
一、附着式脚手架的使用优势与悬挑式脚手架相比，附着式升降脚手架最大的优点就是，后者的安全性较于前者，优势明显。
对比传统的“木、竹、钢管”材料的脚手架，新型的脚手架材料添加了铝合金板和钢板等。
类似偏心、受力不均勾、钢丝绳的伸长率、固接端断丝等等，附着式升降脚架并不存在这些问题，而且因为新型附着式脚手架的施工工艺也在逐渐成熟，现在正在越来越广泛得运用到了建筑工程，特别是超高层的建筑工程之中。
施工升降机附着架校核计算
06、SC200/200施工升降机特殊附着架校核计算按GB26557-2011《吊笼有垂直导向的人货两用施工升降机》的要求，附着架承受各种规定载荷最大时，为在施工升降机遭受1100MPa的暴风侵袭时（见附图）。
1.1附着架受力分析最大受力工作状态为非工作状态：暴风侵袭。
导轨架上的均布风载荷为1981.1N/m,故7.54m（悬臂高度）导轨架所受的风载荷为:P导=1981.1×7.54=14937.5.因此附着架所受的最大水平力为：P=14937.5N由其受力关系可知，需对如下几点进行验算：1.A-A处及B-B处2.杆1、杆2处3.杆3、杆4处1.1 A-A处校核计算A-A 处截面两销轴形成一弯矩，与剪力P 形成的弯矩互相平衡，因而，每个螺栓所受到的力为：2.每个有两个螺栓受剪面因此A-A 截面处螺栓剪应为： []222/100/3.4110014.324.259342mm N mm N PA A =<=⨯⨯==τπγτ 故该处螺栓M20符合要求。
1.2 B-B 处校核计算：B-B 处截面两螺栓形成一弯矩，与剪刀P 形成的弯矩计算因而每个螺栓所受到的力为：7.29944150030075.14937=⨯=PB[]2222/100/2.211514.327.299442mm N mm N PB B =<=⨯⨯==τπγτ 故该处φ30销轴也符合要求。
1.3杆1、杆2处校核：杆1、杆2处校核计算：杆1、杆2处均为 架结构截面特性为：5.515450032700004.1234===I =γωA由受力分析可知，杆1受拉，杆2受压。
杆1拉力为： N Sin P N 4.2884925.6821==︒杆2压力为：N 4.28849杆1杆长度为690mm杆1 拉应力为：2211/158/4.234.123438.28849mm N mm N A N <===σ 杆2为压杆应计算其稳定性，其长细比为：73.755.5169011===γλL查表得：76.0=ϕ 4. 25934 330 480. 14937.5 = ⨯ = PA杆2所受压应力为：2222/158/75.304.123476.038.28849mm N mm N A N <=⨯==ϕσ故杆1、杆2均符合要求。
脚手架施工方案中的力学性能计算与结构强度分析方法论述
脚手架施工方案中的力学性能计算与结构强度分析方法论述脚手架是现代建筑施工中不可或缺的辅助建筑设备。
在施工过程中，准确计算和评估脚手架的力学性能以及对其结构强度进行分析是确保施工安全和质量的重要环节。
本文将探讨脚手架施工方案中的力学性能计算与结构强度分析的方法论述。
一、载荷计算方法在脚手架设计中，准确计算各种载荷对其产生的影响至关重要。
常见的载荷有自身重量、施工荷载以及恶劣天气引起的风载荷等。
针对这些载荷，可以通过使用规范提供的计算公式进行准确的计算。
例如，根据施工荷载和结构转载要求，可以计算出脚手架横梁和支撑柱的最大受力，从而确定脚手架的材料强度和尺寸。
二、结构强度评估方法脚手架的结构强度评估通常基于材料强度和结构构件的受力分析。
在材料强度方面，脚手架一般采用钢材或铝合金。
根据不同材料的特性，可以计算出它们的抗弯强度、抗压强度和抗拉强度等。
通过使用适当的强度理论和公式，可以对材料的承载能力进行评估。
在结构构件的受力分析方面，需要确定各构件之间的受力关系和受力状态。
常见的分析方法有静力分析和有限元分析。
静力分析是一种基于平衡原理的受力分析方法，可以得到结构构件的内力和应力分布情况。
而有限元分析则是一种更为精确的分析方法，通过将结构分割为离散的小元素，计算每个小元素上的应力和位移，从而得到结构的整体受力情况。
在实际应用中，还需要考虑脚手架在不同工况下的强度评估。
例如，脚手架在起重作业期间可能会受到额外的横向荷载，这时需要结合该荷载进行分析。
此外，考虑到金属材料的疲劳寿命，还需要对脚手架进行疲劳强度评估，以保证脚手架在施工过程中的长期使用安全性。
三、结构稳定性分析方法脚手架的稳定性是另一个需要考虑的重要问题。
在脚手架施工中，倾斜、侧滑和局部塌陷等现象可能发生，导致结构不稳定。
为了确保结构的稳定性，可以考虑使用稳定性分析方法。
稳定性分析可以通过计算结构构件的轴向压力、内力和弯矩等参数，进而评估结构的稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
附着式升降脚手架的受力分析与有限元分析文章以附着式脚手架为研究对象，建立三维实体模型，对脚手架不同状态下进行载荷分析，利用有限元分析软件对重点受力部位进行模拟分析，验证了计算过程的正确性和系统的安全性，为脚手架的优化设计提供了参考依据。
标签：附着式升降脚手架；受力分析；有限元分析附着式升降脚手架由于在工作过程中具有装卸方便、承受载荷较大、架体的刚度和强度高等优点，目前已成为建筑施工领域应用最多的一种脚手架。
遗憾的是也许出于对专利技术的保护，在国内外权威出版机构和报刊上很少见到对脚手架设计的资料书籍，这就给工程人员的研究设计造成了不便。
文章就当前工程现场所用脚手架结构进行受力分析的探讨，整体结构如图1所示。
1 脚手架结构组成附着式升降脚手架系统的组成如图2所示，主要有以下几部分（1）架体主结构：由导轨主框架、横向水平杆、纵向水平杆、角钢，承重底板、侧面立杆等构成。
架体主结构一般为一个整体刚性结构，现场施工时安装完成后直接使用。
（2）升降系统：由上、下吊点，提升设备，连接部件（螺栓等）构成。
（3）防坠系统：每个附墙点处均设有独立的摆针式防坠装置，每个主框架至少有3个独立附墙点，即有至少三套防坠装置，采用防坠落理念。
（4）电气控制系统：由总控箱、分控箱、遥控系统构成。
本升降脚手架的升降采用电动葫芦升降，并配设专用电气控制线路。
该控制系统设有漏电保护、错断相保护、失载保护、正、反转、单独升降、整体升降和接地保护等装置，且有指示灯指示。
线路绕建筑物一周布设在架体内。
（5）架体防护：随架体搭设同步完成的安全防护措施，包括有底部密封板、翻板、立网、水平兜网、护身栏杆等构成。
架体安全装置主要包括附着支承结构、防倾覆装置、防坠落装置、有效的安全防护措施。
其中附着支承结构是直接与工程结构连接，承受并传递脚手架荷载的支承结构，包括导向座、承重立杆等结构，是附着升降脚手架的关键结构。
2 脚手架载荷计算脚手架所受载荷主要分为永久性载荷与可变载荷，可变载荷与脚手架的使用状态有关，架体在投入使用后主要分为正常使用状态、升降状态与坠落状态三种状态，下面就这几种状态对其所受载荷进行计算。
2.1 永久荷载的计算永久荷载包括架体部分、工作过程中所用到的设备、装置等的自重。
按《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ 202-2010 及其他国家标准规定。
经计算脚手架自重标准值为7.068kN。
2.2 可变载荷的计算按照《附着式升降脚手架管理暂行规定》，使用状态下，按每层受载为3.0kN/m2计算载荷；升降或坠落状态下，按每层受载为0.5kN/m2计算载荷。
2.2.1 在使用状态下施工活荷载的计算脚手架的计算面积：0.6779×4=2.7m2总施工活荷载为：3.0×2×2.71=13.26kN2.2.2 在升降和坠落状态下施工活荷载的计算活荷载为：0.5×2×2.71=2.71kN即在正常施工状态下的活荷载为13.26kN，脚手架自重为7.068kN2.3 总荷载S的计算S=γ×（γG×GK+γQ×QK）式中：γG-永久荷载分项系数，取为 1.2；GK-脚手架自重；γQ-可变荷载分项系数，取为1.4；QK-可变荷载组合系数，取为0.85；γ-荷载变化系数，使用状况下荷载变化系数取为γ1=1.3；升降工况下取γ2=2.0。
正常施工状态下总荷载为：F=1.3×（1.2×7.068+0.85×1.4×13.26）=35.2kN正常升降状况总荷载为F=2.0×（1.2×7.068+0.85×1.4×2.71）=24.6kN显然，在正常工作状态下总荷载更大。
3 重要部位受力分析与校核根据上述推算可知，在正常工作状态下总荷载更大。
因此，分别就正常工作状态或在正常工作过程中发生突然性的坠落情况下，对脚手架主要受力部位进行计算校核，若计算得到的结构强度满足要求，则在正常升降过程中结构各部分的强度亦可满足要求。
3.1 正常工作状况材料为Q235A，规格是？准48×3.5mm的脚手架钢管截面力学特性如下：（1）截面积Ao=4.89cm2；（2）惯性矩Io=12.19cm4；（3）抵抗矩Wo=5.08cm3；（4）惯性半径i=1.58cm；（5）抗拉、抗弯、抗压强度设计值[f1]=200N/mm2；（6）抗剪强度设计值[f2]=115N/mm2。
本脚手架结构共有六步，每步高度为1.75米，由其工作状态可知，最下层的两步所受力最大，此处对最下层的两步进行受力分析。
最下层承重杆及其固定螺栓的校核如下。
承重杆与导轨杆之间相互挤压，所受力为相互作用力，大小相等且方向相反，承重杆与固定螺栓间受力关系如图3。
挤压载荷以求出为17841N，有效挤压面积 3.14×12×12=452mm2，挤压应力P4为17841N/452mm2=39.5N/mm2<[f1]=200N/mm2，故承重杆也满足强度条件承重杆处固定螺栓所受载荷为17841N/2=8920.5N，有效挤压面积为7×16=112mm2，则螺栓与承重杆底杆的挤压应力P5和P6相等，其方向位置示意如图3，均为8920.5N/112mm2=79.6N/mm2<[f1]=200N/mm2，故螺栓可以满足挤压。
同时固定螺栓还受到剪切力，有效剪切面积为 3.14×16×16=804mm2，每处所受剪切力为17841N/2=8920.5N，则剪切应力为8920.5N/804mm2=11.1N/mm2<[f2]=115N/mm2。
3.2 坠落状况3.2.1 基本载荷的计算校核由于工程实际中工作状况复杂，可能出现活载荷突然增大、螺栓部位连接松动、连接件脱落、构件锈蚀强度降低以至于架体承重失效，出现坠落等情况，为保证施工人员和财产安全有必要对整个结构进行坠落状况的校核分析，本脚手架的预定最大坠落高度为150mm，坠落时间由S=1/2at2，解得坠落时间t=0.17s，制动前瞬间架体的整体速度v为：v=g×t=9.8N/m2×0.17s=1.67m/s，坠落状况下，防坠器与导轨横梁之间相互挤压，产生巨大的冲击力，从而对结构的强度要求较大，通常是结构强度能否满足工作要求的极端条件，防坠器在短时间进行制动，可认为制动时间为0.05s，由动量定理可得制动力Fz满足F×△t=m×△v，带入已知数值可求的制动力Fz=59840N。
3.2.2 导轨杆的校核导向座连接墙体与脚手架架体，为主要承力部件，如图4。
当发生突然坠落情况时，防坠器与导轨杆相互挤压产生巨大的抗力进行制动。
（1）导轨杆的剪切强度计算。
导轨杆横截面积为1/4×3.14×（38×38-31×31）=380mm2，59841N/2=29920.5N，则所受剪切力为29920.5N/380mm2=78.7N/mm2<[f2]=115N/mm2，满足剪切效应下的强度条件。
（2）导轨杆的挤压强度计算。
防坠器与导轨杆相互挤压，制动时间较短，制动力较大且为相互作用力，大小相等方向相反，制动载荷为59840N，有效挤压面积78×4=312mm2，则挤压应力为59840N/234mm2=189/mm2<[f1]=200N/mm2，故承重杆也满足强度条件。
脚手架整体各部位在坠落情况下具有相同的运动状态，及各个零部件的速度和加速度在任何时候均相等，故各部位所受的制动力相比正常工作状况下的载荷扩大相同的比例，我们已经对承压最大的部位进行了计算校核并满足强度条件，则其余承压较小的部位自然也满足强度条件，不再重复计算。
4 ANSYS分析结果和结论将三维模型导入ANSYS，材料属性全部按照实际生产选用材料设定。
另外，为了避免在分析过程中出现意外中断，销轴的外径与铰接孔径相同，均为面接触。
4.1 承重杆及其固定螺栓的校核验算从图5的结果可以看出，承重杆及其固定螺栓所受到的应力均较小，最大应力均不超过58.566MP，而承重杆和固定螺栓材料的许用压应力值为200N/mm2，需用剪切应力为115N/mm2，故可知承重杆及其固定螺栓均满足强度条件，同时证明上述理论计算结论正确。
从图6可以看出，承重杆在载荷作用下会有一些微变形，其中最接近导轨横杆的顶杆部位形变较大，但仍然满足工程的使用条件。
4.2 脚手架架体的受力校核计算导轨处的竖杆所受载荷最大，故对其进行Ansys的分析校核。
图7是附着式升降脚手架的竖杆在Ansys软件中的应力图，由图可知竖杆由低端到顶端的应力呈现下降的趋势，低端所受的最大应力整体不超过材料的许用拉、压和抗弯应力200MP，及满足挤压和抗弯强度条件，与理论计算结论相符。
图8是附着式升降脚手架的竖杆在Ansys软件中分析得到的整体变形图，由图8所示情况，可明显看出，在竖杆的底端所受载荷大，因而变形最大但整体不影响脚手架的正常使用。
5 结束语（1）通过计算得出附着式升降脚手架在正常升降工况时所受载荷最大。
（2）通过对附着式升降脚手架重要受力部位进行受力分析得出均满足强度条件。
（3）利用有限元分析软件对脚手架系统进行模拟分析，其结果与理论分析结果极为吻合，说明了计算过程和方法的正确性。
经过分析，承重杆在最接近导轨横杆的顶杆部位形变较大，竖杆由低端到顶端的应力呈现下降的趋势，为今后附着式脚手架结构的改进提供了参考。
参考文献[1]JGJ202-2010.建筑施工工具室脚手架安全技术规范[S].[2]JGJ 59-2011.建筑施工安全检查标准[S].[3]建筑监督检测与造价[J].2008，1（4）：43.[4]导座式附着升降脚手架施工技术[J].[5]附着升降脚手架设计和使用管理暂行规定[S].2000.[6]陈鹏，黄光标.附着式升降脚手架安全管理技术要点[M].中国建筑工业出版社，2008.作者简介：李秋生（1959-），男，教授，河北工程大学机电学院院长，硕士生导师，承担多次省级和市级科研项目，国家专利11项，发表论文50余篇。