(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210668957.8 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 重庆大学 地址 400030 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 申请人 成都建工第一建 筑工程有限公司 (72)发明人 陈波　华建民　胡申林　黄乐鹏　 李阳　谢卓霖　李治　魏立龙　 杨宇　靳俊龙　 (74)专利代理 机构 重庆乐泰知识产权代理事务 所(普通合伙) 50221 专利代理师 雷钞 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 一种抗风型脚手架设计方法及结构 (57)摘要 本发明公开了一种抗风型脚手架设计方法， 包括： 简化脚手架计算模型； 静力分析脚手架稳 定性和杆件受力情况， 得出最优的脚手架结构； 计算在脉动风荷载下脚手架结构的风振系数； 对 比动力分析与静力分析下的脚手架结构的稳定 性和杆件受力情况并确定风振系数取值。 一种抗 风型脚手架结构， 包括： 脚手架 本体， 脚手架 本体 通过二步二跨式排列的连墙件安装在建筑物一 侧， 脚手架本体远离建筑物侧通过扣件安装有水 平夹角为50 °的剪刀撑； 脚手架本体远离建筑物 侧安装有挡风系数为0.8的安全网。 通过分析静 力风压和脉动风压的共同影 响， 得到最佳的抗风 性能脚手架结构组合方式和脚手架风振系数， 为 抗风型脚手架的设计提供了理论基础； 提高了脚 手架的抗 风性能。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114925438 A 2022.08.19 CN 114925438 A 1.一种抗 风型脚手架设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 通过对脚手架 节点、 连墙件、 安全网进行简化处 理得到简化脚手架计算模型； S2： 分析在静力风压作用下脚手架在连墙件排布方式、 剪刀撑角度和安全网挡风系数 三个影响因素作用下的整体稳定性和杆件受力情况， 并得 出最优的脚手架结构； S3： 根据以下公式计算在脉动风荷载 下脚手架结构的风振系数β： 其中， β 为风振系数， f为结构第一阶的自振频率， k、 α 为相关系数， 为结构第一阶的振 型系数， B为结构迎风面宽度， H为结构总高度， w为单位面积上的风压力， μ为风压高度变化 系数； S4： 通过施加脉动风至脚手架上进行有限元分析， 并与步骤S2中静力风压下的脚手架 结构的整体稳定性和杆件受力情况进行对比并确定风振系数 取值。 2.根据权利要求1所述的一种抗风型脚手架设计方法， 其特征在于， 所述步骤S2最优的 脚手架结构的建立包括以下步骤： A1： 选取多种连墙件排布方式、 外立 面剪刀撑角度和安全网挡风系数进行排列组合； A2： 针对不同组合分别分析静力风压作用下脚手架结构的最大轴力值、 最大弯矩值、 最 大应力值、 最大位移值； A3： 通过特征值线性失稳方程分析所有不同组合的脚手架结构的稳定性， 得出最优的 脚手架结构， 所述特 征值线性失稳 方程为： 其中， K为刚度矩阵， G(r)为荷 载向量作用下的几何(P ‑Δ)刚度， γ为特征值对角矩阵， 为对应的特 征向量矩阵。 3.根据权利要求1所述的一种抗风型脚手架设计方法， 其特征在于， 所述安全 网挡风系 数通过安全网目数进行计算， 计算公式为： 其中， S1为安全网在100cm2内的挡风面积， S2为安全网在100cm2内的迎风面积， S3为一步 一纵内脚手架钢管 的总挡风面积， L为一步一纵内脚手架钢管的总长度， h为一步一纵内脚 手架钢管的总高度。 4.根据权利要求1所述的一种抗风型脚手架设计方法， 其特征在于， 所述步骤S4中， 通 过施加脉动风至脚手架上进行有限元分析包括以下步骤： B1： 根据脉动风速谱建立 傅里叶谱矩阵， 通过谐波合成法得到脉动风荷载模拟公式： 其中， t为时间， m＝1， 2； I＝1,2, ……N； nu为截断评率， Φ为空集， nmI为双索引权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114925438 A 2频率； B2： 将通过步骤B1的公式模拟出的脉动风与对数律确定的平均风叠加， 得到时程风， 再 将时程风施加至脚手架结构模型 上进行有限元分析。 5.一种抗 风型脚手架结构， 其特 征在于， 包括： 脚手架本体， 所述脚手架本体通过连墙件安装在建筑物一侧， 所述连墙件成二步二跨 式排列； 剪刀撑， 所述剪刀撑通过扣件安装在所述脚手架本体远离所述建筑物侧， 所述剪刀撑 的水平夹角为5 0°； 安全网， 所述安全网安装在所述脚手架本体远离所述建筑物侧， 所述安全网的挡风系 数为0.8。 6.根据权利要求5所述的一种抗 风型脚手架结构， 其特 征在于， 所述扣件 包括： 安装座， 所述安装座上转动安装有用于夹持所述脚手架本体的第一夹爪， 所述安装座 远离所述第一夹爪侧转动连接有转动座， 所述转动座远离所述安装座侧固定安装有用于夹 持所述剪刀撑的第二夹爪， 所述安装座内设有空腔， 所述空腔 内安装有弹性件和与所述弹 性件固定连接的滑板， 所述弹性件远离所述滑板端固定连接在所述安装座上， 所述滑板限 位滑动连接在所述空腔内， 所述滑板远离所述弹性件侧安装有条 形块； 所述转动 座靠近所述空腔侧周向设有与 所述条形块配合的多个条形槽， 所述条形块延 伸至所述条形槽内以限制所述转动座转动， 所述第二夹爪的轴线方向与其中一个所述条形 槽的长度方向平行， 所述 安装座上设有与所述条 形槽配合的刻度； 所述转动座轴心处开设有安装孔， 所述安装孔内安装有与所述安装座固定连接的弹 簧， 所述弹簧远离所述安装座端固定连接有挤压板， 所述挤压板靠近所述安装座端固定连 接有位于所述弹簧内侧的挤压杆， 所述挤压杆用于挤压所述滑板以使 所述条形槽与所述条 形块脱离 。 7.根据权利要求6所述的一种抗风型脚手架结构， 其特征在于， 所述转动 座上安装有挡 环， 所述挡环安装在所述 安装孔内， 所述挡环用于限制所述 挤压板滑出所述安装孔。 8.根据权利要求6所述的一种抗风型脚手架结构， 其特征在于， 所述安装座靠近所述转 动座侧开设有与所述条 形槽配合的滑孔。 9.根据权利要求6所述的一种抗风型脚手架结构， 其特征在于， 所述安装座上开设有与 所述挤压杆配合的通 孔。 10.根据权利要求8所述的一种抗风型脚手架结构， 其特征在于， 所述安装孔内侧壁安 装有挡板， 所述挡板用于限制所述条 形块滑出滑孔。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114925438 A 3