基于EN74标准的钢管脚手架扣件设计及力学性能分析课件

1、基于EN74标准的钢管脚手架扣件设计及力学性能分析 姓名：姬建菲 导师：王 凯一、综述 建筑业和大型装备制造业是我国经济发展的支柱产业，其高速发展为扣件行业的发展提供了大有作为的广阔空间，有市场需求是扣件行业发展难得的机遇，但是由于价格竞争、利益驱动等等原因，国内扣件的生产使用非常混乱，由于扣件质量原因而引起的伤亡事故时有发生。图一 扣件在大型装备制造业应用 在建的054B护卫舰 近年重大安全事故案例1. 2002年10月25日南京电视台演播中心施工过程中, 发生一起模板支撑系统整体坍塌事故, 造成6人死亡, 11人重伤, 24人轻伤。2. 2003年2月18日, 在某研究发展中心工程施工中当

2、浇筑门厅( 结构高度为28.1m, 净跨24m)混凝土时, 晚上20: 00左右发生支模架坍塌, 造成13人死亡, 17人受伤的重大伤亡事故。3. 2004年2月26日, 河南省某工地在浇筑跨度15m、宽8m、高15m的办公楼大门檐顶混凝土时,模板支撑系统发生坍塌, 造成5人死亡、9人受伤。今年重大安全事故案例1. 2008年1月6日上午10时左右，广州南海大沥河西村一座七层在建楼房阳台的护墙突然坍塌 ，造成1死1伤 2. 2008年5月9日15时左右，牡丹江市太平路原时代广场门前工地的脚手架顶部突然坠落，6名行人被砸，其中3人抢救无效死亡 3. 2008年日时分许，上海新国际博览中心馆的杭州

3、某公司展台附近约米高的脚手架突然倒塌，致使名正在撤展的工人高空坠亡，另有名工人受伤4. 2008年11月29日上午9时40分许，武昌市洪山卓刀泉北路上，一酒店外的脚手架整体倒塌，拉倒6根电线杆，致附近3000多家用户停电，一辆过路轿车被砸坏 倒塌事故原因分析1. 钢管壁厚变薄 在市场上采购钢管, 名义上是483.5钢管,实际测量时, 不少钢管壁厚实为2.83.0mm, 其轴向抗压能力降低18.7%13.3%。钢管使用多年, 局部壁厚也变薄。2. 扣件合格率低 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范( JGJ 1302001) 表5.1.7规定对接扣件抗滑承载力为3.2kN, 直角与回转扣件抗滑承

4、载力为8kN, 从现场检查发现, 很难达到此规定。某工地发生重大事故后, 对扣件进行检查,其合格率为0扣件力学性能试验：根据GB158312006，设计抗破坏实验和抗滑移试验方案，在市场上购买了三种常见的扣件，并对其进行试验产地价格材质工艺扣件A山西晋玛5.0KTH330-08铸造扣件B河北孟村4.8KTH330-08铸造扣件C武汉张湾4.6KTH330-08铸造抗滑性能试验： 当施于横管上竖向等速增加的载荷P达到规定值时，测量位移值1和2图1 抗滑性能试验Fig. 1 Anti2sliding test1. 横管2. 竖管3. 扣件抗破坏性能试验： 抗滑性能试验后，未损坏的扣件可用作抗破坏性

5、能试验，当P为25.0KN时，扣件各部位不得破坏。图2 抗破坏性能试验Fig. 2 Anti2destructive test1. 横管2. 竖管3. 支承垫4. 扣件采用试验仪器：电子试验拉力机 （中国科学院试验仪器研究所生产）图1 扣件实验设备（抗破坏实验）试验结果数据 ：图一 扣件A 抗破坏实验曲线发现该扣件抗拉能力达到45KN,国家标准是不小于25KN，达标。图三 扣件C 抗破坏实验曲线OA段，扣件正常变形；AB段，发生滑移，表示接触不好；BC段扣件正常变形；C点后扣件不能承受载荷，完全失效。 试验结论 ：抗破坏性试验抗滑移试验扣件A合格不合格扣件B不合格 不合格扣件C不合格不合格通过

6、大量实验和分析，发现大多数的铸造扣件产品不合格。扣件在安装时，由于铸造精度差不可避免地存在接触不良问题。尽管扣件本身的强度不太差，但是接触不良会造成一定量的滑移，若将此类扣件用于复杂钢管支撑架，会引起很大的危险。在某些条件下，要求扣件组合的钢管支撑结构的稳定性较高，这种大的变形使得稳定性完全丧失。历年来，涉及到扣件的事故多次表明，由于铸造扣件的精度较差，在大的载荷下，造成钢架整体结构失稳，坍塌。将pro/E文件导入ANSYS课题的主要目的 设计出符合EN74标准的新型扣件并对其进行结构优化。传统扣件采用铸造工艺其结构精度差，滑移量大，并且采用螺栓螺母上紧结构施工操作效率低，螺纹长期暴露在外容易

7、受现场施工物附着导致无法拆卸，施工中螺母与扳手容易掉落，因此有待进一步的改进。根据某课题要求，参照EN74标准，本论文研究设计一种通用性好、安装简便、一体性好，并便于大量生产的扣件。 课题的主要内容：a、设计符合EN74标准的新型扣件。b、利用ANASYS软件对新型扣件的进行建模和受力分析。c、对扣件的设计进行优化。d、依据EN74标准，设计出实验方案，并对扣件进行实际测试。e、设计出能适宜大批量生产时的实验检验工具。f、将软件模拟分析结果与实际测试结果进行对比分析，对扣件的设计方案进一步优化。预期效果a、设计出扣件的三维模型。b、依据EN74标准，利用ANSYS软件对设计出的扣件模型进行模拟实验分析，并对扣件结构进行优化。c、根据设计图纸与制造工艺，制造出样件，并依据EN74标准设计出实际的实验方案，完成实际测试。对比软件模拟分析结果与实际实验结果，调整软件模拟研究时的各项参数。d、完成扣件的优化与设计。论文中新见解a、依据EN74标准，设计出一种结构可靠、操作简单新型扣件。b、设计出能满足批量生产的扣件检验装置。 c、所设计的扣件一体性好，不会掉落零件。 d、用榔头敲击锁紧，回避螺纹连接，提高工作效率。课题的主要