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基于ANSYS的支架稳定性分析

摘要：

随着大跨度桥梁在我国西南大山大河地区的高速发展，超高的桥梁支架在工

程建设中的应用也日益广泛，这种细长结构的稳定性问题与强度问题同样重要，

有时甚至起控制作用，因此对此类支架进行稳定性分析是十分必要的。

本文利用有限元分析软件ANSYS建立了扣件式钢管支架的计算模

型，通过对比不同支撑搭设方式下支架的极限承载力，对扣件式支架结

构体系中支撑的作用进行了分析。主要内容有：

1．在ANSYS有限元软件中建立分析支架结构的合理模型，并验证模型的

正确性。

2．利用所建立的有限元模型，分析此类支架结构体系的失稳形式和其中

支撑的作用。

关键词：扣件支架，稳定性，有限元分析，力学模型

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目录

第1章绪论

1.1研究目的和意义

1.2国内外研究现状及分析

第2章ANSYS中的屈曲分析

2.1屈曲分析的概念

2.2特征值屈曲分析

2.3非线性屈曲分析

第3章支架结构体系在ANSYS软件中的实现

3.1ANSYS中的单元模型

3.2材料的本构关系

第4章扣件式钢管支架体系中支撑作用分析

第5章结论和建议

参考文献

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第1章绪论

1.1研究目的和意义

一般地，可以把建筑物的生命周期分为三个阶段施工建造阶段、正常使用阶段

和维修加固阶段。研究人员及设计工程师把大量的努力用在如何保障建筑物在正

常使用阶段安全可靠的工作上。虽然施工建造阶段存在大量的未知不定性,但在该

方面的研究工作却相对较少。对于一般性建筑物来说,建造时间一般为一到两年,

其使用寿命大致为五十年左右,然而,据统计。事故绝大多数发生在建筑施工阶段,

其中桥梁支架、模板架这些临时辅助施工设施的坍塌是事故发生的主要原因。可

见,对施工过程中桥梁支架体系的研究是一项必要、迫切和重要的工作。

钢管支架大致可分为固定式组合支架、移动式支架和吊支架三大类,其中固定

式组合支架又包括钢管支架和框式支架两大类。本文主要介绍的扣件式钢管支架

由钢管和扣件组成、具有加工简便、搬运方便、通用性强等特点,已成为当前我国

使用量最大、应用最普遍的一种支架,占支架使用总量的左右,在今后较长时间内,

这种支架仍占主导地位。但是,这种支架的安全保证性较差,施工工效低,不能满

足高层建筑施工的发展需要。

在钢管支架不断完善和发展的同时,桥梁支架以其施工简便快捷、整体性好等

特点而得到广泛的应用于桥梁施工过程中,但同时也伴随着一个日趋突出的问题

一支架倒塌问题,近年来,一些地区多次发生施工过程中钢管支架倒塌的重大工程

事故,造成人员和财产的巨大损失,产生了恶劣的社会影响,因此,有必要对桥梁支

架进行进一步的深入研究。

1.2国内外研究现状

牛津大学编制了计算脚手架稳定特征值程序且有不少国家已在不同程度上

规定了考虑材料进入弹塑性的方法,同时也考虑了初始缺陷及风荷载的影响。日本