碗扣式鋼管腳手架是指采用碗扣式節(jié)點(diǎn)連接的鋼管腳手架和模板支架的總稱。其碗扣節(jié)點(diǎn)由上下碗扣、橫桿接頭、上碗扣限位銷等構(gòu)成，如圖。支架組裝時(shí)，將橫桿接頭下半部插入到下碗扣中，將上碗扣落下卡住橫桿接頭上半部，并用限位銷卡住即可。

       模板支撐架的橫桿與立桿的節(jié)點(diǎn)既不是鉸接形式，也不是剛接形式，而是介于它們之間，且彎矩與轉(zhuǎn)角的關(guān)系不是線性的，人們稱模板支撐架節(jié)點(diǎn)的這種性質(zhì)為節(jié)點(diǎn)的半剛性，基于節(jié)點(diǎn)半剛性所建立的模型稱為半剛性模型。由于模板支撐架節(jié)點(diǎn)擁有這種性質(zhì)，當(dāng)模板支撐架在受到豎向荷載而發(fā)生彎曲時(shí)，橫桿對立桿的彎曲具有一定的阻礙作用，其穩(wěn)定承載力要大于鉸接模型與排架模型，但小于剛接模型。

        Q235鋼管的彈性模量取2.1e11，泊松比取0.3，密度取7800，碗扣抗彎剛度平均值為。在此模型中，橫桿在橫桿與立桿共同平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度定義為130KN·m/rad，由試驗(yàn)可知，橫桿在立桿垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度約為橫桿在橫桿與立桿共同平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的7%到20%，此模型中設(shè)定此方向的剛度為碗扣抗彎剛度平均值的13.5%，即17.55KN·m/rad。

       此問題的難點(diǎn)就在于如何實(shí)現(xiàn)橫桿在兩個(gè)平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度不同，我們這里考慮實(shí)用Combin39單元，在桿鏈接節(jié)點(diǎn)處需要做的設(shè)置見下圖。

     在Combin39中，轉(zhuǎn)動(dòng)剛度K=M/θ，當(dāng)彎矩值取0時(shí)，剛度等于0，即節(jié)點(diǎn)處是鉸接。當(dāng)彎矩取很小的值，轉(zhuǎn)角取很大值的時(shí)候，可以得到一個(gè)特別大的剛度，此時(shí)節(jié)點(diǎn)的受力狀況接近于剛接。當(dāng)K介于它們之間的時(shí)候，節(jié)點(diǎn)既不是剛接，也不是鉸接，而是介于它們之間，即為半剛性節(jié)點(diǎn)。可實(shí)現(xiàn)此問題的要求。

       選擇好了方法之后要建立簡單的模型（如下圖）進(jìn)行測試，因?yàn)樵诖竽Ｐ?span style="text-align: left; text-transform: none; text-indent: 0px; font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: 400; text-decoration: none; word-spacing: 0px; display: inline !important; orphans: 2; font-size-adjust: none; font-stretch: normal; float: none; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-">中（如上圖）進(jìn)行調(diào)試很浪費(fèi)時(shí)間。我們按照橫桿在橫桿與立桿共同平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度130KN·m/rad，橫桿立桿垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度17.55KN·m/rad，進(jìn)行設(shè)置。

   上圖在自由端節(jié)點(diǎn)4施加Y和Z方向同樣大的載荷（10KN），橫桿在Y方向的位移下左，橫桿在Z方向的位移下右。

     因?yàn)樵诠?jié)點(diǎn)處，橫桿在橫桿與豎桿共同面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度大于在豎桿的垂直面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，所以自由端在Y方向的位移小于在Z方向的位移，這么說我們設(shè)置的沒有錯(cuò)誤，可以進(jìn)行復(fù)雜模型的分析了。

   今天就到這里，下次分享對復(fù)雜模型進(jìn)行特征值屈曲分析、非線性屈曲分析以及不同節(jié)點(diǎn)剛度對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力的影響，最后介紹不同鋼管壁厚對碗扣式模板支撐架穩(wěn)定性的影響。

   See you next time !