JGJ130建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范条文说明.docx

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JGJ130建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范条文说明

建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范条文说明

　　1总则

　　1．0．1本条是扣件式钢管脚手架设计、施工时必须遵循的原则。

　　1．0．2本条明确指出，本规范仅适用于工业与民用建筑施工用落地式（底撑式）单、双排扣件式钢管脚手架的设计与施工，以及水平混凝土结构工程施工中模板支架的设计与施工。

同时还强调了单排脚手架不适用的范围，以利于保证安全。

不适用的四种情况是按照现行国家标准《砌体工程施工及验收规范》（GB50203）第2.0.12条的规定制定的，这些规定在部分省、市、建筑公司已编入操作规程中。

　　1．0．3~1．0．4这是针对目前施工现场脚手架设计与施工中存在的问题而作的规定，旨在确保脚手架工程做到经济合理、安全可靠，最大限度地防止伤亡事故的发生。

　　1．0．5关于引用标准的说明：

　　我国扣件式钢管脚手架使用φ48×3.5mm钢管绝大部分是焊接钢管，属冷弯薄壁型钢材，其材料设计强度f值与轴心受压构件的稳定系数φ值，应引用现行国家标准《冷弯薄壁型结构技术规范》（GBJ18）。

在其它情况采用热轧无缝钢管时，则应引用现行国家标准《钢结构设计规范》（GBJ17）。

　　2术语、符号

　　2．1术语

　　本节术语所述脚手架各杆件的位置，示于图1。

　　2．2符号

　　本规范的符合采用现行国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》（GBJ132）的规定。

1―外立杆；2―内立杆；3―横向水平杆；4―纵向水平杆；5―栏杆；6―挡脚板；7―直角扣件；8―旋转扣件；9―连墙件；10―横向斜撑；11―主立杆；12―副立杆；13―抛撑；14―剪刀撑；15―垫板；16―纵向扫地杆；17―横向扫地杆；

　　图1扣件式钢管脚手架各杆件位置。

　　3构配件

　　3．1钢管

　　3．1．1本条规定的说明：

（1）试验表明，脚手架的承载能力由稳定条件控制，失稳时的临界应力一般低于100N/mm2，采用高强度钢材不能充分发挥其强度，采用现行国家标准《碳素结构钢》中Q235－A级钢比较经济合理；

（2）经几十年工程实践证明，采用电焊钢管能满足使用要求，成本比无缝钢管低。

为此，在德国、英国的同类标准中也均采用。

　　3．1．2本条规定的说明：

（1）我国和英、日、德等国几十年的工程实践证明：

直径48mm钢管具有使用性能好的特点，所以在各国的标准中都规定采用。

鉴于目前仍有一些省、市建筑公司拥有相当数量直径51mm的钢管，从经济考虑不能禁止使用，只能逐步淘汰。

建议已使用的单位不要再扩大使用量；

（2）限制钢管的长度与重量是为确保施工安全，运输方便。

　　3．1．3本条规定了钢管应具备的形状与表面质量，有利于确保钢管受力和立杆对接平衡。

　　3．2扣件

　　3．2．1本条的规定表明：

本规范在现阶段暂不推荐钢板冲压扣件，其原因是这种扣件尚无标准，难以检查验收，而且盖板受力后又易产生变形，重复使用次数比可锻铸铁扣件少。

　　3．2．2本条的规定旨在确保质量，因为我国目前各生产厂的扣件螺栓所采用的材质差异较大。

检查表明，当螺栓扭力矩达70N·m时，大部分螺栓已滑丝不能使用。

　　3．3脚手板

　　3．3．1本条规定旨在便于现场搬运和使用安全。

　　4荷载

　　4．1荷载分类

　　4．1．1~4．1．3本条采用的永久荷载（恒荷载）和可变荷载（活荷载）分类是根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ9）第2.1.1条确定的。

　　在进行脚手架设计时，应根据施工要求，在施工组织设计文件中明确规定构配件的设置数量，且在施工过程中不能随意增加。

脚手板粘积的建筑砂浆等引起的增重是不利于安全的因素，已在脚手架的设计安全度中统一考虑。

　　4．2荷载标准值

　　4．2．1对脚手架恒荷载的取值，说明如下：

（1）对附录A表A－1的说明

　　每米立杆承受的结构自重标准值的计算条件如下：

　　1）构配件取值；

　　每个扣件自重是按抽样408个的平均值加两倍标准差求得。

　　直角扣件：

按每个主节点处二个，每个自重：

13.2N/个；

　　旋转扣件：

按剪刀撑每个扣接点一个，每个自重：

14.6N/个；

　　对接扣件：

按每6.5m长的钢管一个，每个自重：

18.4N/个；

　　横向水平杆每个主节点一根，取2.2m长；

　　钢管尺寸：

φ48×3.5mm，每米自重：

38.4N/m。

　　2）计算图形见图2。

　　由于单排脚手架立杆的构造与双排的外立杆相同，故每米立杆承受的结构自重标准值可按双排的外立杆等值采用。

图2每米立杆承受的结构自重标准计算图

　　为简化计算，双排脚手架每米立杆承受的结构自重标准值是采用内、外立杆的平均值。

（2）对表4.2.1－1的说明

　　脚手板的自重，按分别抽样12~50块的平均值加两部标准差求得。

　　4．2．2本条规定的施工均布活荷载标准值，主要是根据我国长期使用2kN/m2和2.7kN/m2的实际情况，并参考了国外同类标准的荷载系列，如德国为1、2、3kN/m2、英国为0.75、1.5、2.0、2.5、3.0kN/m2确定的。

　　4．2．3对风荷载的规定说明如下：

（1）现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定的风荷载标准值中，还应乘以风振系数βz，以考虑风压脉动对高层结构的影响。

考虑到脚手架附着在主体结构上，故取βz=1.0；

（2）对基本风压wo值乘以0.7修正系数，其根据是：

　　《建筑结构荷载规范》的基本风压wo是根据重现期为30年确定的，而脚手架使用期较短，一般为2~5年，遇到强劲风的概率相对要小得多；0.7是参考英国脚手架标准（BS5973－1981）计算确定；

　　（3）脚手架的风荷载体型系数分布比较复杂，国内研究不多，仅广东省建筑施工设计研究所对广东国际大厦脚手架做过风洞实验。

国外相关标准在脚手架风荷载计算方面也都未给出具体方法。

　　4．2．4脚手架的风荷载体型系数μs主要按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定。

　　应该指出，脚手架上风荷载的作用比较复杂，目前的研究还很不够，尚待积累经验和科学试验，使确定的风荷载体型系数能满足各种情况的需要。

　　对附录A表A－3的说明：

　　敞开式扣件钢管脚手架的挡风系数是由下式计算确定：

　　φ=1.2An/la·h

　　式中1.2——节点面积增大系数；

　　An——一步一纵距（跨）内钢管的总挡风面积An=（la+h+0.325lah）d；

　　la——立杆纵距（m）；

　　h——立杆步距（m）；

　　0.325——脚手架立面每平方内剪刀撑的平均长度；

　　d——钢管外径（m）。

　　4．3荷载效应组合

　　4．3．1本条明确规定了脚手架的荷载效应组合，但未考虑偶然荷载，这是由于在本规范第9章中，已规定不容许撞击力等作用于脚手架，故本条不考虑爆炸力、撞击力等偶然荷载。

　　4．3．2鉴于在立杆稳定性计算中，底层立杆的轴向力最大，起控制作用，而当基本风压在0.35kN/m2时，风荷产生的附加应力小于设计强度的5%，故可以忽略风荷载。

　　5设计计算

　　5．1基本设计规定

　　5．1．1~5．1．3这几条所规定的设计方法与荷载分项系数等，均与现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、《钢结构设计规范》一致。

脚手架与一般结构相比，其工作条件具有以下特点：

（1）所受荷载变异性较大；

（2）扣件连接节点属于半刚性，且节点刚性大小与扣件质量、安装质量有关，节点性能存在较大变异；

　　（3）脚手架结构、构件存在初始缺陷，如杆件的初弯曲、锈蚀，搭设尺寸误差、受荷偏心等均较大；

　　（4）与墙的连接点，对脚手架的约束性变异较大。

　　5．1．4用扣件连接的钢管脚手架，其纵向或横向水平杆的轴线与立杆轴线在主节点上并不汇交在一点。

当纵向或横向水平杆传荷载至立杆时，存在偏心距53mm（图3）。

在一般情况下，此偏心产生的附加弯曲应力不大，为了简化计算，予以忽略。

国外同类标准（如英、日、法等国）对此项偏心的影响也做了相同处理。

由于忽略偏心而带来的不安全因素，本规范已在有关的调整系数中加以考虑（见5.3.1~5.3.4条说明）。

　　5．1．6关于钢材设计强度取值的说明

　　本规范按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的规定，对Q235－A级钢的抗拉、抗压、抗弯强度设计值f取为：

205N/mm2。

这是对一般结构进行可靠度分析确定的。

1―螺母；2―垫圈；3―盖板；4―螺栓；5―纵向水平杆；6―立杆

　　图3直角扣件

　　5．1．7表5.1.7给出的扣件抗滑承载力设计值，是根据现行国家标准《钢管脚手架扣件》规定的标准值除以抗力分项系数1.25得到的。

　　5．1．8表5.1.8的容许挠度是根据现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18）及《钢结构设计规范》（GBJ17）的规定确定的。

　　5．1．9本条规定立杆的容许长细比大于现行国家标准《钢结构设计规范》（GBJ17）第5.3.7条规定的150，说明如下：

　　几十年来，我国和英、日、德等国一直采用直径为48mm、壁厚为3~4mm的钢管。

搭设步距为1.8~2.0m的装修脚手架，其长细比用本规范第5.3.3条规定的计算长度系数计算均大于150（表1），若采用150就不能满足使用要求。

为此，本条参考了英国同类标准BS5973－1981的规定，确定了表5.1.9给出的容许值。

　　由于其它压（拉）杆是按单根杆件进行验算，不能采用本规范表5.3.3给出的μ值，而取μ=1.27，这是按步距、纵距无数为2m+0.2m时，斜杆的长度在[λ]=250条件下计算确定。

表1　　我国现有双排脚手架采用的长细比

　　注：

表中λ值未考虑计算长度附加系数k值（见本规范第5.3.5条）。

　　5．2纵向水平杆、横向水平杆计算

　　5．2．1~5．2．4对受弯构件计算规定的说明：

（1）关于计算跨度取值，纵向水平杆取立杆纵距，横向水平杆取立杆横距，便于计算也偏于安全；

（2）内力计算不考虑扣件的弹性嵌固作用，将扣件在节点处抗转动约束的有利作用作为安全储备。

这是因为，影响扣件抗转动约束的因素比较复杂，如扣件螺栓拧紧扭力矩大小、杆件的线刚度等。

根据目前所做的一些实验结果，提出作为计算定量的数据尚有困难；

　　（3）纵向、横向水平杆自重与脚手板自重相比甚小，可忽略不计；

　　（4）为保证安全可靠，纵、横向水平杆的内力（弯矩、支座反力）应按不利荷载组合计算。

有关纵、横向水平杆在不利荷载组合下的内力计算方法可在建筑结构静力计算手册中直接查到；

　　（5）横向水平杆计算简图中，本条规定外伸长度不超过500mm，在伸出长度上的荷载规定为300mm，这是根据我国施工工地的实示情况确定的。

　　图5.2.4的横向水平杆计算跨度，适用于施工荷载由纵向水平杆传至立杆的情况，当施工荷载由横向水平杆传至立杆时，作用在横向水平杆上的是纵向水平杆传下的集中荷载，应注意按实际情况计算。

此图只说明横向水平杆计算跨度的确定方法。

　　在第5.2.1条中未列抗剪强度计算，是因为钢管抗剪强度不起控制作用。

如φ48×3.5的Q235－A级钢管，其抗剪承载力为：

　　上式中K1为截面形状系数。

一般横向、纵向水平杆上的荷载由一只扣件传递，一只扣件的抗滑承载力设计值只有8.0kN，远小于[V]，故只要满足扣件的抗滑力计算条件，杆件抗剪力也肯定满足。

　　5．2．5脚手板荷载和施工荷载是由横向水平杆（南方作法）或纵向水平杆（北方作法）通过扣件传给立杆。

当所传递的荷载超过扣件的抗滑承载能力时，扣件将沿立杆下滑，为