腳手架是建筑結(jié)構(gòu)施工或外墻裝飾作業(yè)中一種較為重要的輔助施工設(shè)施。超高層建筑腳手架架體構(gòu)造部分由傳統(tǒng)的扣件式鋼管腳手架發(fā)展而來，然而與傳統(tǒng)腳手架不同的是，超高層建筑中的附著腳手架在作業(yè)中除了承受豎向荷載作用外，水平風荷載亦起主要作用。

  為考察此類腳手架在風荷載作用下的動力響應(yīng)，本文以某實際工程為例，選取典型的腳手架區(qū)間，采用ANSYS軟件進行有限元建模和動力響應(yīng)分析。

  單元架體跨度取5.3m，跨度內(nèi)立桿縱距1.5m，橫距0.8m，步高1.9m，共9步半，支架離墻距離0.4m，腳手架總高度19m，樓層高度110m，寬度33.4m,項目所在地風壓是0.35kN/m2，地面粗糙度為D類。

  拉桿采用link8單元；框架采用beam189單元,硬拉結(jié)約束采用彈簧單元combin14，其中彈簧剛度取10000N/mm，材料屬性:彈性模量2.1e5N/mm,泊松比0.3，密度7850kg/m3，結(jié)構(gòu)有限元模型如下：

  首先對該結(jié)構(gòu)進行了常規(guī)的靜力分析，靜力分析時的主要荷載包括結(jié)構(gòu)的自重，活荷載按作業(yè)水平投影面積0.5KN/m2考慮，風荷載按照荷載規(guī)范P58-59計算，荷載組合取1.2恒+1.4風+1.4*0.7活，最后得到的位移云圖如下，可見靜力分析情況時，結(jié)構(gòu)最大位移大約34mm。

  風荷載按照成分來分一般分為平均分和脈動風，在靜力計算時，脈動風按風振系數(shù)加到平均風壓上考慮，而在進行動力時程分析時，則應(yīng)把脈動風按隨機荷載來考慮，利用諧波疊加法采用Matlab編制響應(yīng)程序，即可得到迎風面不同標高處的風速時程曲線。

  生成風荷載的參數(shù)如下：

 　由于考慮腳手架在爬升過程中的動力響應(yīng)，爬升過程中允許的最大風等級為六級，此時按前文可知，風壓為0.11kN/m2，對應(yīng)的風速為13.27m/s，地面粗糙度度系數(shù)取0.013，時間間隔取0.2s,持續(xù)時間取200s，腳手架頂部高度為110m,采用Davenport風速譜，模擬的回歸階數(shù)取4階。下圖列出了標高110米處的風速時程曲線、模擬功率譜與目標譜的對比曲線。

　　風荷載計算公式如下：

  本項目考慮有安全板以及檔板左右，體型系數(shù)按規(guī)程取0.55，按上式即可計算得到風荷載時程曲線，對應(yīng)上述風速時程曲線的風荷載時程曲線如下：

結(jié)果展示：

首先確定觀測點，橫向觀測點如下：

豎向觀測點如下：

橫向觀測點時程響應(yīng)結(jié)果，典型點4573，4986，4828響應(yīng)曲線如下：

豎向觀測點時程響應(yīng)結(jié)果，典型點4770，5851,5613響應(yīng)曲線如下：

以節(jié)點4572的橫向坐標為參考點，則各個節(jié)點響應(yīng)最大值隨相對坐標的變化情況如下：

以節(jié)點183的豎向坐標為參考點，則各個節(jié)點響應(yīng)最大值隨相對坐標的變化情況如下：

 　對比上述橫向和豎向的結(jié)果可以看出，在風荷載時程作用下，結(jié)構(gòu)各個節(jié)點位移響應(yīng)以頂部響應(yīng)最為強烈，其中在頂部距離端部大概四分之一跨度處達到最大值，這與靜力計算的結(jié)果相一致。

 　在豎向上，結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)最大值成凹形分布，在導座附近達到最小值，在頂部達到最大值，與靜力分析結(jié)果相一致。

 　對比動力分析結(jié)果與靜力分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)最大值相差較大，靜力全結(jié)構(gòu)最大值約33.8mm,而動力分析的結(jié)果大約在91mm附近，兩者相差近3倍，這也說明腳手架在爬升過程中風荷載的影響較大，除了按照靜力分析之外，適當?shù)膭恿Ψ治鲆脖夭豢缮佟?/span>