随机抗弯刚度下重型承插型盘扣式脚手架稳定性能研究

牟争强; 徐岩军; 赵伟; 李伟; 邱睿; 张霓; 赵中伟

doi:10.13206/j.gjgS25021203

随机抗弯刚度下重型承插型盘扣式脚手架稳定性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS25021203

牟争强¹,
徐岩军¹,
赵伟²,
李伟²,
邱睿³,
张霓^1,3, ,,
赵中伟³

1. 陕西建工集团股份有限公司, 西安 710082;
2. 陕西建工铁建工程有限公司, 西安 710000;
3. 辽宁工程技术大学土木工程学院, 辽宁阜新 123000

基金项目:

陕西省交通运输厅交通科研项目（23-49）；陕西省住房和城乡建设厅科技计划项目（2023-K21）。

详细信息

作者简介:
牟争强，高级工程师，主要从事建筑工程、土木工程施工管理。

通讯作者:
张霓，博士，副教授，硕士生导师，主要从事施工力学研究，zhangni@lntu.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2025-02-12
- 网络出版日期: 2026-04-10
- 刊出日期: 2026-02-22

Research on the Stability of Heavy-Duty Socket-Type Disc-Buckle Scaffolding Under Random Bending Stiffness

1. Shaanxi Construction Engineering Group Co.，Ltd.，Xi’an 710082，China;
2. Shaanxi Railway Construction Engineering Co.，Ltd.，Xi’an 710000，China;
3. School of Civil Engineering，Liaoning Technical University，Fuxin 123000，China

摘要

摘要: 脚手架在工程中应用广泛，但因往复使用连接节点产生几何缺陷，导致稳定性降低并引发事故。因此，通过ANSYS有限元软件建立了基于随机缺陷法下的精细化脚手架随机有限元模型，该方法可最大程度贴近实际情况。为此，研究架体各连接节点所存在的缺陷对脚手架整体稳定性的影响，并在此基础上对应用更广泛的包含剪刀撑的承插型脚手架展开研究，揭示剪刀撑的跨数、平面布置形式以及节点密度等因素对其稳定性能的影响规律。结果表明：水平剪刀撑对脚手架稳定性能近乎无影响；当脚手架的节点抗弯刚度较大时，起到支撑作用的因素主要是各节点的承载能力，随着节点抗弯刚度逐渐减小，影响架体稳定性的主要因素为剪刀撑和连墙件的共同作用；斜撑布置形式为2×2或2×4时，节点密度对顶端设置连墙件的脚手架稳定性能的提升效果更加明显；节点抗弯刚度一定时，脚手架斜撑的横纵跨数及节点密度要尽可能大一些，使脚手架稳定性能的提升效果更大。
- 重型盘扣式钢管脚手架 /
- 节点抗弯刚度随机缺陷 /
- 随机有限元分析 /
- 参数化分析
Abstract: Scaffolds are widely used in construction projects. However， geometric defects caused by repeated use of connection joints can lead to reduced stability and frequent accidents. To address this， this study establishes a refined random finite element model of the scaffold using the random defect method via ANSYS software. This approach enables a realistic investigation into how defects in each connection node affect the overall stability of the scaffold. The research further focuses on the more commonly used socket-type disc-buckle scaffolds with scissor braces. The influence of the number of spans， planar layout， and joint density on the stability provided by the scissor braces is revealed. The results indicate that horizontal scissor braces have a negligible effect on scaffold stability. When the joint bending stiffness is high， the bearing capacity of each joint is the primary factor supporting the structure. As the joint bending stiffness decreases， the combined action of the scissor braces and wall ties becomes the main factor influencing frame stability. For brace layouts of 2×2 or 2×4， joint density has a more pronounced effect on the stability of scaffolds equipped with top wall ties. When the joint bending stiffness is fixed， the number of transverse and longitudinal spans， as well as the joint density， should be maximized to achieve the greatest improvement in scaffold stability.
- heavy-duty disc-buckle steel scaffolding /
- random defects in bending stiffness of joints /
- stochastic finite element analysis /
- parametric analysis

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