在模板支撐體系中，存在著多種結構形式，如竹木腳手架、扣件式腳手架和門架等，國內外學者也對模板工程的安全應用做了大量地研究。但是因為施工條件的多樣性，導致了現有腳手架體系不能很好地的適應日益發展的建筑結構形式的施工需要，因而要開發出更加適合的模板支撐構件。為了提高施工質量并且在操作上更加方便快捷，建筑用活頂柱應運而生。建筑用活頂柱是施工中梁、板等結構的豎向支撐構件，通過粗調和精調的操作可以較方便、精準地調解到所需支撐高度。對支撐高度在2400ｍｍ、2900ｍｍ和3400ｍｍ的建筑用活頂柱進行了試驗研究。
      有限元分析單元法作為試驗研究的擴充手段，能節約因做大量試驗而需耗費的巨額資金，能在一定程度上彌補試驗的局限性。因此，應用有限元計算方法對建筑用活頂柱進行了模擬分析，通過數據分析得到了適用于設計計算的穩定系數計算公式試驗中所采用的建筑用活頂柱有兩種類型，按照可支撐高度的差異分為ＭＮⅠ型和ＭＮⅡ型，最大支撐高度可分別達到2900ｍｍ和400ｍｍ。ＭＮⅠ型和ＭＮⅡ型的建筑用活頂柱上立柱與導柱的鋼管分別為Υ60×2.5ｍｍ和Υ48×3ｍｍ，材料性能試驗測得鋼管的彈性模量Ｅ=204ＧＰａ，屈服強度ｆｙ=191.1ＭＰａ，銷釘的彈性模量Ｅ=206ＧＰａ，屈服強度ｆｙ=353ＭＰａ，采用實體單元ｓｏｌｉｄ45對建筑用活頂柱進行有限元建模，材料的應力-應變關系選用圖所示的雙線性應力-應變關系。
      建筑用活頂柱的有限元模型尺寸見表 (ｈ為總支撐高度，Ｌ為立柱外露長度，Ｄ為柱外露長度，ν為初偏移)。建筑用活頂柱有限元模型和約束形式見圖，在模型的頂部和底部施加鉸接約束，并約束Ｙ方向(平面外方向)的變形，使得模型只能在ＸＺ平面上產生變形.在模型的頂端通過荷載步的方式施加面荷載，使用弧長法對建筑用活頂柱模型進行非線性屈服分析。
      對試件有限元模型分析后的結果進行ＶｏｎＭｉｓｅｓ應力云圖進行提取。可以看出，當荷載達到極限承載力時建筑用活頂柱上的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應力分布規律呈現連接處應力最大，并有向兩端遞減的現象。對比觀察3個試驗模型的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應力值可以看出當達到極限承載力時導柱鋼管彎曲段上的受壓區ＶｏｎＭｉｓｅｓ應力都達到了屈服應力，ＭＮⅠ24銷釘應力達到屈服應力，其余2個試件銷釘未達到屈服應力。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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