基于ANSYS的扣件式钢管模板高支撑架计算模型_修改稿)
扣件式钢管梁板模板支撑架计算及算例
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扣件式钢管脚手架整体稳定性的ANSYS分析
扣件式钢管脚手架整体稳定性的ANSYS分析
陈剑波
【期刊名称】《水利与建筑工程学报》
【年(卷),期】2011(009)006
【摘要】脚手架在搭设、使用与拆除过程中存在较多的作业危险因素，很容易发
生倒塌事故。
本文应用ANSYS软件对双排式扣件式钢管脚手架进行三维实体建模，并分析了连墙件、连续立杆和碗扣刚度等构造因素对扣件式钢管脚手架整体稳定承载力的影响，为进一步改善扣件式钢管脚手架的整体稳定性承载力，进而避免脚手架倒塌提供理论依据。
【总页数】4页(P105-108)
【作者】陈剑波
【作者单位】南京交通职业技术学院,江苏南京211188
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.2
【相关文献】
1.高宽比较大的扣件式钢管脚手架整体稳定性研究及应用 [J], 张家贤;李开福;张元涛;汤道清
2.概率极限状态设计法计算扣件式钢管脚手架整体稳定性的研究 [J], 刘万锋
3.用ANSYS分析扣件式钢管脚手架整体稳定承载力 [J], 张厚先;徐奋强;张德恒;金剑
4.扣件式钢管脚手架整体承载力性能的ANSYS分析 [J], 王淳
5.概率极限状态设计法计算扣件式钢管脚手架整体稳定性的研究 [J], 樊雁钧;朱彦鹏
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扣件式钢管模板高支撑架的实测与计算方法
在水 平面 连续 设 置 ， 时承 重 架 四周外 侧 立 面 连 续 同
设置 垂直 剪 刀撑 。
１ ２ 检 测 的 内容 和 测 点 布 置 ．
中存 在缺 陷而 导 致 模板 坍 塌 事 故 频 频 发生 ¨ 。最
近发 生 的 ２ ０ ０ ５年 １ ２月 贵 阳市小 尖 山大桥 连续 箱 梁 混凝 土 浇筑支 模 架 整体 倒 塌 事 故 ， 支撑 架 最 高 处 其 超过 ５ 造 成 了 ７人 死 亡 的惨 剧 ， 见 事 故 危 害 ０ ｍ， 可 性 之大 。本 文通 过 现 场 检测 试 验 ， 究 在 混凝 土 浇 研
后， 高度 ２ ２ｍ 大梁 下支撑 架 各 测点 轴力 急剧 上升 ， ．
作 ： 介 ： 再 藻 （９ １ ） 男 ， 江 天 台 人 ． 事 交 通 土 建 施 工技 术 管 理 工 作 。 蕾简 叶 １７ 一 ， 浙 从
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维普资讯
注 ： 点 处 距 柱 子 中 心 距 离 为 １ ｌ０ 表 示 测 点 在 立 杆 １处 ， 测 ８ｎ，
该模 型 计 算 高 空 大 跨 度 模 板 高 支 撑架 轴 力值 。 关 键 词 ： 件 式 钢 管 架 ； 板 高支 撑 体 系 ； 程 实测 ； 扣 模 工 弹性 支撑 连 续 粱
中 圈 分 类 号 ：Ｕ ５ ． ２ Ｔ ７５２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ８— ７ ７ ２ ０ ） １— ０ ０—０ １０ ３ ０ （ ０ ６ １ ０ ２ ３
维普资讯
浙江建筑
第２ ３卷 第 １ １期
２０ ０ ６年 １ １月
扣件式钢 管模板 高支撑 架 的实测 与计 算方法
叶 再蓉 ’章 雪峰 罗燕 军 ， ，
基于ANSYS软件的支架强度有限元分析报告
基于ANSYS软件的支架强度有限元分析报告一、概述本次大作业主要利用ANSYS软件对支架的应力和应变进行分析,计算出支架的最大应力和应变。
然后与实际情况进行比较,证明分析的正确性,从而为支架的优化分析提供了充分的理论依据，并且通过对ANSYS软件的实际操作深刻体会有限元分析方法的基本思想，对有限元分析方法的实际应用有一个大致的认识。
二、问题分析如图1所示的支架由3mm钢板折弯而成。
该支架的h2一侧为固定支撑，顶部平面承受书本重物载荷，重物重量为500N。
材料的杨氏模量为2E11Pa，泊松比为0.3，密度7850kg/m3。
图1 支架a b h1 h2 w数据80 40 15 40 15三、有限元建模支架由钢板折弯而成，厚度尺寸相对长度和宽度尺寸来说很小，所以在ansys中采用面体单元进行模拟，在Workbench中的单元设置为shell181，材料即为结构钢材料，其弹性模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3，密度为7850kg/m^3图2 材料属性双击Geometry进入几何模型建立模块，首先设置单位为mm。
以XY平面为为基准建立如下草绘面。
图3 草绘面1再以此草绘面生成面体，通过概念建模的方式实现。
图4 生成面体对上面面体的长边进行拉伸，拉伸方向为垂直向外，拉伸15mm图5 拉伸成面体对相交区域进行倒角，倒角半径为3图6 最终几何模型双击model进行分析界面进行网格划分，首先定义面体厚度为1mm图7 面体厚度随后进行网格划分，设置网格尺寸为5mm，采用全四边形网格划分方法，同时在倒角位置采用Mapped Face sizing功能映射网格，保证网格过度平滑。
图8 有限元网格模型检查网格质量，Workbench中网格质量柱状分布图如下所示，最差的都大于0.6，网格质量平均值为0.84，可见网格质量很好，满足计算精度图9 网格质量检查添加载荷，如10所示支架h2一侧为固定支撑，采用Fix Support固定方式实现，顶部平面承受500N的均布力，采用Force实现，如下图所示图10 载荷加载四、有限元计算结果（1）位移变化，如图12所示，结果最大变形为0.17mm，发生在左侧边角区域，刚好为载荷加载边缘处，也为结构刚度最为薄弱区域图12 位移云图（2）等效应力计算结果，如图3所示，最大等效应力为213MPa，发生在右侧倒角区域，该处为约束边缘处，由于约束会引起较大的应力集中，所以在实际情况下应该加大此处的倒角过度，减缓应力集中现象。
扣件式钢管脚手架整体稳定性的ANSYS分析
强制实施… 。但在部分施工现场仍普遍存在脚手架 １ 搭设不规范 的现象 。比如连墙件、 剪刀撑 的随意设 置； 现场搭设未能严格按设计 图执行 ； 脚手架操作层
防护 不规范 等 现 象 较 为 常 见 。② 脚 手 架 材 质 不符
扣 件 式 钢 管脚 手 架整体 稳 定 性 的 Ａ Ｓ Ｓ分 析 ＮＹ
陈 剑 波
（ 南京交通 职业技术学 院，江苏 南京 ２ ８ ） １ ８ １ １ 摘 要： 脚手架在搭设 、 使用与拆 除过程 中存在较 多的作业危 险因素 ， 容易发生倒塌 事故。本 文应用 很
Ａ Ｓ Ｓ软件对双排式 扣件式钢管脚手架进行 三维实体建模 ， ＮＹ 并分析了连墙 件 、 连续立杆 和碗 扣刚度等构 造因素对扣件式钢管脚手架整体稳定 承载力 的影 响 ， 为进一 步改善扣 件式钢 管脚手架 的整体稳定 性承
Ｃ Ｎ Ｊ ｎｂ ＨＥ ｉ ．ｏ ａ
（ ａｊ ｇＶｃｔｎｌ ｎ ｅ ｎ ａ Ｉ ｔｕ ｏ Ｎ ｎｎ ｏａｏａ ａｄＴｃ ｉ ｌｎ ｉｔ ｏ ￣ ｉ ｉ ｈ ｃ ｓｔ ｅｆＣ
ｔ ｎ ，Ｎ ｎｎ ｕｏｓ ａ ｉ ｉ ｊ ｇ，Ｊ ｎｓ １１８ ｈｎ ） ｉ ｇｕ２ １８ ，Ｃ ｉ ａ ａ
体受力性能以及施工 的安全性 ， 所以应合理 的选择 脚手 架 的计 算简 化模 型 ２。但关 于脚手 架计 算模 型 的选择 目 尚未有一致 的看法 ， 前 常见的主要计算模 型有铰接架模型、 无移刚架模 型、 节点半刚性模 型、
图 ２ 扣 件 式 钢 管 脚 手 架 的 静 力 分 析 模 型
立杆承受的结构 自重标准值 、 脚手板与踢脚板 自重 以及施工荷载 、 风荷载等 ； 采用了铰接计算法假定扣
扣件式钢管模板高支架体系设计
（ ）模板 、 ２ 木方 自重 ； （ 支撑体系 自身的钢管、 ３） 扣件等 自重 ； （ 施工人 员、 ４） 机械 、 机具施工时的施工活荷载 。
（ ）混 凝 土 、 筋 自重 ： １ 钢
目前 ， 业内关于高支架体系的设计计算 ， 尚没有专 门的 针 对模板高支架体系的规范 和标 准供直接使 用，在碗扣式 、 钢 管扣件式、 门式三类模板支撑体 系 中， 只有钢管扣件式 可
以参 照 《 筑 施 工 扣件 式 钢 管 脚 手 架 安 全 技 术 规 范 》 建
１． ， ． ６条 按概率极 限状 态设 计的要求 ， ０ 即变形 ） １ 网 度（ 验算时
的荷载取标准值 ， 强度和稳定验算 时的荷载取设计值 ， 以 ， 所
荷 载 的设 计 值 等 于 其 标 准 值 乘 上 荷 载 分 项 系数 。这 里 ， 载 恒
（ 自重 ） 分项系数取 １ ； ． 活载（ ２ 施工荷载 、 荷载 ） 风 分项系数取
地 址 ： 海 市 闸北 区 灵石 路 ９ ０号 （０ ０ ２ 。 上 ３ ２０ ７ ）
由于结合实际混 凝土浇筑 时的施工特点 ， 混凝 土、 钢筋 自重 不应计入恒载 中 ， 而在 实际施工时 ， 钢筋布料 时会有集
中吊运搁置和堆放 的情况 ， 同时混凝土也是按照一定的流向 泵送浇筑的。 为进一步确保高支撑体 系计算 时的合理性和安
第３ ３卷第 ５期
Ｖｏ ＿３ １ ３ Ｎｏ５ ．
建
筑
模板高支撑架计算(方案二)
高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2001）（以下称《规范》）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范。
本模板及支架工程拟采用钢管立杆（立柱）和纵向水平杆（大横杆）、剪刀撑和斜撑组成的满堂式模板支架，钢管架面上采用木方楞作为横向水平杆（小横杆），支撑木质胶合板为浇倒混凝土的模板。
立杆、大横杆、小横杆是主要受力构件，见附图，采用 Q235A（3号）钢 Φ48×3.0 (mm)管材作为主要材料，截面特征见下列数据参数信息。
支架杆件连接采用直角扣件、旋转扣件和对接扣件三种。
立杆间距由计算确定，大横杆步距不宜超过1.5m。
支架必须搭设在经处理过的坚实地基上，在立柱底部安放槽钢或垫木做为垫板。
一、参数信息：1、 脚手架参数：横向间距或排距（m ）：0.40；0.80纵距： 1.00；步距： 1.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度（m ）：0.10；脚手架搭设高度（m）：8.00；采用的钢管（mm ）：Φ48×3.0；钢管自重33.3N/m钢材弹性模量206N/mm 2钢材抗拉抗压和抗弯设计值205N/mm 2截面面积 A 424mm 2纵横向水平杆件受弯的容许挠度 L/400mm3mm 回转半径 i 15.95mm 惯性矩 I 107800mm 4抵抗矩 W4493mm 3板底支撑连接方式：方木支撑；扣件设计承载力 RC：8.00kN2、 荷载参数：模板与木板自重（kN/m 2）：0.350；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:25.00；混凝土浇筑厚度（m ）：0.450；倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）: 2.000；施工均布荷载标准值（kN/m 2）： 2.000；3、 木方参数：木方弹性模量 E （N/mm 2）：9500；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:13.00；木方抗剪强度设计值（N/mm 2）： 1.300；木方的间隔距离（mm）：200；木方的截面宽度 b(mm):80；木方的截面高度 h（mm)：100；木水平横梁受弯容许值 L/400mm 3mm二、小横杆（模板支撑方木）的计算：模板高支撑架计算（方案二） 小横杆（方木）的截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W 分别为：w=bh2/6=80×100×100/6=133333mm3I=bh3/12=80×100×100×100/12=6666667mm31、荷载的计算： 钢管立柱的纵向间距为方木的截面力学参数为 1.00m，横向间距为0.80m，因此小横杆的计算跨径l1=0.80m，在顺桥向单位长度内的荷载为：1）钢筋混凝土自重（kN/m）：g1=25.00× 1.000×0.450=11.25kN/m2）模板的自重线荷载（kN/m）：g2=0.350× 1.000=0.350kN/m3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时在小横杆上产生的荷载（kN/m）：g3=( 2.000+ 2.000)× 1.000= 4.000 横桥向作用在小横杆上的均布荷兰载为：g=g1+g2+g3=11.250+0.350+ 4.000=15.600kN/m2、强度计算： 弯曲强度：σ＝gl2/10W=15600×800×800/(10×133333)=1E+10/1333333=7488[σ]＝9500σ＝7488<9500＝[σ]满足弯曲强度要求。
钢管支架、扣件式钢管支架计算书(手算、有限元软件)
目录一、设计和施工概况 (1)1.1设计概述 (1)1.2计算荷载 (1)二、0#块箱梁支架的设计 (1)2.1箱梁模板的设计 (1)2.1.1底模板的计算 (1)2.1.2底模横向分配梁的计算 (2)2.1.3底模纵向分配梁的计算 (3)2.1.4侧模的计算 (4)2.2扣件式钢管支架的设计 (6)2.2.1立杆的计算 (6)2.2.2平杆的计算 (8)2.2.3扣件的计算 (8)2.3 0#块箱梁扣件式钢管支架总体布置 (8)三、边跨现浇支架的设计 (8)3.1箱梁模板的设计 (8)3.1.1底模的计算 (8)3.1.2底模横向分配梁的计算 (10)3.1.3底模纵向分配梁的计算 (11)3.1.4侧模的计算 (11)3.2扣件式钢管支架的设计 (11)3.2.1立杆的计算 (11)3.2.2平杆的计算 (13)3.2.3扣件的计算 (13)3.2.4地基承载力的计算 (13)3.3扣件式钢管支架的总体布置 (14)XX大桥大临结构设计计算说明书一、设计和施工概况1.1设计概述x箱梁总体布置示意图1.2计算荷载⑴0#块箱梁砼施工考虑1.05的超载系数；⑵模板重量按：1.0kN/m2（木模）、2.0kN/m2（钢模）；⑶其他施工荷载取：2.5kN/m2；⑷倾倒混凝土及振捣混凝土：4.0kN/m2；⑸混凝土浇注时动力系数：1.2；⑹考虑风荷载对结构的影响：V=27.4m/s(10年一遇)。
二、0#块箱梁支架的设计2.1箱梁模板的设计2.1.1底模板的计算⑴箱梁腹板处底模板的计算本次计算取箱梁腹板荷载为计算控制荷载，上分配梁间距腹板下加密为0.2m，其它为0.4m，将方木作为模板的支座，按均布荷载作用下的三跨连续梁来计算模板，取变截面箱梁的平均截面作为计算控制荷载。
底模的荷载分布如下图所示。
底模板荷载分布计算荷载：11.2(5.6736 1.05267.50.9)193.97/q kN m=⨯⨯⨯+⨯=计算简图如下：计算荷载分布图底模20mm厚竹胶板的截面特征值为：243342 x xA=180cm,I=60cm,W=60cm,45cm, 1.010/xS E N mm==⨯截面验算：①抗弯强度验算：10.10193.970.120.120.28M kN m=⨯⨯⨯=⋅630.284.67136010M kN mMPa MPaW mσ-⋅===<⨯②剪切强度验算：max0.60193.970.1213.97V kN=⨯⨯=，368313.971045101.16 1.9601090010mmVSMPa MPaI bτ---⨯⨯⨯===<⨯⨯⨯③挠度验算：44348193.97100.120.6770.051001001106010ql K mm EI ωω-⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯根据《公路桥涵施工技术规范》第9.2.4条规定：模板的允许最大变形为/400l 。
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基于ANSYS的扣件式钢管模板高支撑架计算模型陈海浪，王欢，张增峰，宋洁人（浙江大学建筑工程学院，浙江杭州，310058）The Calculation Model of Fasten-Style SteelPipe High-Scaffolding Based on ANSYSChen Hailang, Wang Huan, Zhang Zengfeng, Song Jieren (College of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University,Hangzhou 310058)摘要：本文依据ANSYS有限元计算方法对扣件式钢管模板高支撑架模型进行了模拟计算和分析，考虑了各种施工因素对模板高支撑架的不利影响，得出了一些在搭设和使用模板高支撑架时应给予重视的分析结论。
关键词：ANSYS，扣件式钢管架，模板高支撑架，半刚性节点，诱发荷载，计算模型Abstract: This article simulates and analyses the model of fasten-style steel pipe high-scaffolding according to the calculation theory of ANSYS finite element, and different construction parameters are taken into account which would cause disadvantages to fasten-style steel pipe high-scaffolding. Finally the analytical result is brought forward which should be concerned during the construction and use of fasten-style steel pipe high-scaffolding.Keywords: ANSYS，fasten-style steel pipe frame，high-formwork support，semi-rigidity node，induced load，calculation model1 引言近些年来，随着我国城市建设的快速发展，在公共建筑中常遇到结构跨度和层高都比较大的梁板结构，如超高门厅、共享空间、多功能厅等顶部现浇混凝土楼盖的工程，在施工时就要用到模板高支撑支架。
扣件式钢管模板支架是我国各类混凝土结构施工中最常用的模板支架体系之一，但是钢管构件之间是用扣件连接的，且搭设的方法又属于结构上的不稳定系统，至今还未曾有一种合适的理论计算模型来真实、准确的模拟和计算分析现场施工时模板高支撑架的受力情况。
我国的工程技术人员在实际工程中也只是借鉴脚手架的计算方法对其进行设计，即对模板支架的立杆的计算长度L0作了一定的延长来保证立杆的稳定性，而且验算其稳定性也完全按照轴心受压构件来进行，因此，扣件式钢管模板高支撑架的稳定性难以保证。
再加上组成高支撑架体系的构件质量难以保证，故而在工程中频繁发生高支撑架坍塌、人员伤亡的重大事故。
所以，对扣件式钢管模板高支撑架的研究，还需要进一步地深入下去。
本文通过对模板高支撑架的各种施工影响因素进行一定的合理简化，以形成不同的工况来进行施工模拟，施工影响因素如诱发荷载及其大小、扣件扭矩的大小和地基的不均匀沉降等；使用ANSYS有限元计算理论和方法来计算、分析及比较这些影响因素对扣件式钢管模板高支撑架稳定性的影响程度，以期从理论计算上能够得出一些结果，从而能给施工技术人员提供一些重要的参考。
2 计算模型的选用及建立过程对扣件式钢管支架，目前常见的计算模型有框架模型、排架模型和铰接架模型，其中框架模型是钢管支架计算中最直观的模型，因为支架立杆和横杆的连接节点采用不可旋转的直角扣件连接，其计算是按照空间框架结构形式进行的。
但是理想的框架模型的计算值与实验结果相比误差偏大，所以必须对该计算模型进行一些修正。
实际上，在荷载作用下，扣件所连接的两根杆件之间微小的滑移是不可避免的，而且扣件的松紧程度也会对节点的性能产生很大的影响，因此笔者对节点进行了半刚性的处理，以其适应支撑架的实际工作情况。
在荷载作用下，扣件结点具有一定的抗转动刚度且抗转动刚度与扣件的质量和拧紧程度密切相关。
扣件半刚性特性的模拟是指扣件连接处弯矩—转角M-θ之间的关系，因而，半刚性连接在ANSYS有限元方法中可以用弹簧单元来模拟，在这里选用COMBIN7单元来模拟弹簧。
如左图所示：COMBIN7单元是一个3-D的钉销（或弹簧）连接，它可以用来模拟计算模型中两个或者更多的部分在一个共同点上的连接。
单元的特性包括：连接的柔性（或刚性）、摩擦、阻尼和一些可选择的特征。
当局部坐标系固定时它具有较大的变形能力，而且会随着连接移动。
COMBIN7单元在定义时，需要提供一个M-θ的关系和节点的初始刚度，在此，本文借鉴了下述试验结果。
浙江大学结构工程研究所鲁征在其硕士论文中对直角扣件进行了抗扭试验，在不同的扣件螺栓拧紧力矩下进行了多组试验。
鲁征依据试验结果，采用统计的方法，选择对数模型对不同的拧紧力矩下直角扣件弯矩M-θ关系进行了拟合：M=n×ln(1+R kiθ/n)式中：n—形状参数R ki—初始刚度（单位：KN•m/rad）其中，对应不同的扣件螺栓拧紧力矩所得到的形状系数和初始刚度如下表：本文的ANSYS有限元模板高支撑架计算模型采用：24跨（X方向）×24跨（Y方向）×12步（Z方向）＝19.2m×19.2m×21.6m，其大小尺寸基本符合施工现场实际，具有一定的代表意义。
ANSYS有限元计算模型在建立过程中，如图2、图3所示，笔者对施工现场的实际模板支架做了以下简化：图2 模型支架正面图图3 模型支架3维图（1）荷载设置：模板高支撑架一般用于较大跨度结构，楼板的平均厚度较大。
虽然梁处的荷载大于楼板的荷载，但实际工程中会采取在梁底加密立杆和其他的一些加固措施以抵御梁的荷载，故我们在建立此计算模型时不区分梁和楼板，而是取一个均布的荷载10KN/m2 ，即取板厚为400mm（其中包括楼板本身的厚度，考虑梁荷载较大而附加的一个荷载增量以及施工时的器械和人员荷载）。
建立计算模型时，将此均布荷载进一步简化为集中荷载作用在每个节点上，大小为F=10KN/ m2*0.8m*0.8m=6.4 KN（考虑为高支撑模板支架，立杆间距密一点，此处取0.8m），方向竖直向下；同时在这些节点上，作用一力矩M=0.3392K N•m ，以模拟支架节点的初始偏心影响（M=F×e=6.4×0.053=0.3392KN*m，其中e=53mm，为直角扣件纵横管的中心距），并且考虑到混凝土泵送管在泵送时产生水平诱发荷载的影响，模拟工程实际，在支架最顶层1/3跨位置（即x=y=19.2/3=6.4m，z=21.6m处）加了5F=32KN 的水平力。
（2）约束设置：施工现场，在模板支撑架底部，钢管立杆支撑于小垫板上；在高模架四周，竖向每隔2步、水平方向每隔3跨，用钢管（筋）把模架连接在预留的连墙件上。
因此，在计算模型底部每个节点设置为铰接，即加UX、UY、UZ方向的约束；在模型的四周每隔2步3跨设置一个“连墙件”，并将这些“连墙件”简化为仅提供水平约束的铰接点。
另外，由于在施工过程中，高模架四周结构最顶层的混凝土往往还不具备受力能力，故在计算模型顶部不设置相应的“连墙件”。
（3）剪刀撑设置：按照规范要求分别设置竖向和水平剪刀撑。
在计算模型四周每隔4跨4步设置一道竖向剪刀撑；每2步设置一道水平剪刀撑，纵横向每隔4跨设置一道。
（4）节点设置：在ANSYS有限元计算模型中，各个杆件节点都设为半刚性节点进行模拟。
模拟方法为：首先，在模型每一个节点处，都设有三个坐标相同的点，这些节点分别用于生成竖向杆单元、水平横向杆单元和水平纵向杆单元；然后，对这三个节点进行UX、UY、UZ的耦合；最后，假设每个节点扣件的扭矩都取T=40N•m，相应的K值为46.85KN•m/rad。
（5）不考虑风荷载和地震荷载：模板高支撑架通常搭设于比较封闭的空间，因此可以忽略风荷载的影响。
另外，在模板支架搭设期间发生地震是极小概率的事件，故地震作用亦不考虑。
为了方便下面的分析，笔者将按上述要求建立的有限元计算模型定义为标准工况。
其它的各种工况在标准工况的基础上进行单因素变化。
3 分析各种影响因素并对其进行计算模拟3.1 刚性节点和半刚性节点模型比较哈尔滨建筑工程学院徐崇宝教授等曾分别采用刚性和半刚性的扣件连接对双排扣件式钢管脚手架的整体稳定性做过理论分析，发现用刚性连接计算的分析结果与临界荷载的试验值相比，要高出很多，而按半刚性连接分析的理论结果与试验值相比较为接近。
半刚性节点方理论认为脚手架是由纵向、横向水平杆组成的多层多跨空间框架结构，节点由于采用扣件连接而具有半刚性，且抗扭转刚度与扣件质量和螺栓拧紧程度密切相关。
下表为笔者在标准工况时，进行刚性节点模型和半刚性节点模型的ANSYS计算的结果。
通过表3.1可以看到，刚性节点模型的位移、转角、杆件内力都要比半刚性节点模型小得多，如果用刚性节点模型模拟模板高支撑架，将会产生比较大的误差。
由此可见，半刚性假设比较符合扣件的实际情况。
表中最大轴力的杆件为支架下部的杆件轴力。
3.2 对模板支架诱发荷载的分析所谓诱发荷载是指支撑系统在动荷载的瞬间作用下引发的如风荷载、输送混凝土泵管的水平冲力、混凝土震捣器的震动波对钢管立杆承压能力的削弱乃至扣件滑移与抗扭转的能力的降低等等。
众所周知，一个物体突然施加在某个结构上时，即使这个物体本身没有多大的冲力，但引起的结构自身的微小变形所产生的结构内力要远比用静力计算方法所得的结果大。
因此，不能忽视诱发荷载对模板支架稳定的影响。
为了便于计算，将诱发荷载简化为不同大小的水平静力荷载，通过对四种不同大小的水平荷载下结构中内力的变化和位移来探讨诱发荷载是否会成为结构稳定的控制因素。
下表3.2.1为计算模型经过ANSYS计算后得出的结果。
工况A：不加水平力工况B：水平力大小为0.5F=3.2KN工况C：水平力大小为2F=12.8KN工况D：水平力大小为5F=32KN工况E：水平力大小为10F=64KN表3.2 四种不同水平力作用下的模型响应：从表3.2可以看出，不同的水平力对支架的最大位移影响不大，整个支架的最大内力也无明显变化；但是在水平力施加位置的周边杆件，内力相差很大，比如工况D下水平力作用点附近沿水平力方向杆件轴力工况A下普遍增加了10倍以上。