对比学习《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》

对比学习《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》1、前言：扣件式脚手钢管在建筑施工现场，几乎是无处不在，无处不用，建筑工人登高作业时，他是安全防护必不可少的工具；他是模板支撑系统中最常用的一种形式。扣件式钢管脚手架组合灵活，就象变形金刚一样，能做成各种各样的工作平台，满堂支撑架、满堂脚手架、单排、双排、多排脚手架、悬挑脚手架，悬挑防护棚等防护架或支撑系统。然而扣件式钢管脚手架的倒坍事故仍时有发生，规范扣件式钢管脚手架安全技术，意义十分重大。为了方便《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的学习与研讨，作如下简称：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001，于2001年6月1日起施行，简称为2001年版。2002年9月27日中华人民共和国建设部，批准对局部作了修订，简称为2002年版。中华人民共和国住房和城乡建设部批准修订了本规范，于2011年12月1日正式实施，简称为2011年版。2、三个版本的进展和差异2.1减少了2001年版中不合适的三条强制性条文2002年版将6.3.2（2）、6.3.4和6.4.3条（款）不再作为强条①其中6.3.2（2），2011年版完全保留，定在6.2.4条。6.2.4脚手板的设置应符合下列规定：1作业层脚手板应铺满、铺稳、铺实；2冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板等，应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与横向水平杆可靠固定，严防倾翻。脚手板的铺设应采用对接平铺或搭接铺设。脚手板对接平铺时，接头处应设两根横向水平杆，脚手板外伸长度应取130mm~150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm（图6.2.4a）；脚手板搭接铺设时，接头应支在横向水平杆上，搭接长度不应小于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。②6.3.4条2002年版不再作为强制性条文，2011年版删除了该条。6.3.4立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接，连墙件布置间距宜按本规范表6.4.1采用。2002年版不再作为强制性条文的理由是，6.4.1条连墙件的布置间距不是强制性条文。2011年版发现他与连墙件的设置要求一致且重叠，故被删除，直接用6.4.2条表述。6.4.2脚手架连墙件数量的设置除应满足本规范的计算要求外，还应符合表6.4.2的规定。表6.4.2连墙件布置最大间距搭设方法高度竖向间距(h)水平间距(la)每根连墙件覆盖面积（㎡）双排落地≤50m3h3la≤40双排悬挑>50m2h3la≤27单排≤24m3h3la≤40注：h——步距；la——纵距。③2002年版将6.4.3条不再作为强制性条文，因为条文中有“宜采用”和“亦可采用”的规定。6.4.3对高度在24m以下的单、双排脚手架，宜采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。2011年版删除了该条款，对“24m以下的单、双排脚手架”的连墙件，不再给出放宽条件。在条文说明中要求：6.4.5~6.4.8这几条规定是总结了国内一些成熟的经验，并吸收了国外标准中的规定。连墙件在使用过程中，既受拉力也受压力，所以，必须采用可承受拉力和压力的构造。并要求连墙杆节点之间距离不能任意长，容许长细比按150控制。2..2在2002年版中被删除、淘汰的内容：①2002年版6.3.5条中中删除1、2两个“有关立杆对接、搭接”的条款。1立杆上的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；2搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。只保留了：“6.3.5立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。”2011年版作了如下修改：把立杆接长的要求扩展并限定为单排、双排脚手架，满堂脚手架：6.3.5单排、双排与满堂脚手架立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。在条文说明中强调了对接扣件的承载能力比搭接的承载能力大：“对接接长，传力明确，没有偏心，可提高承载能力。试验表明：一个对接扣件的承载能力比搭接的承载能力大2.14倍。”②2002年版中被删除6.4.5条.第二款中可采用拉筋配用顶撑的连墙方法：保留：“2连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造。”删除：“采用拉筋必须配用顶撑，顶撑应可靠地顶在混凝土圈梁、柱等结构部位。拉筋应采用两根以上直径4mm的钢丝拧成一股，使用时不应少于2股，亦可采用直径不小于6mm的钢筋。”2011年版作了如下修改：6.4.6连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造。对高度24m以上的双排脚手架，应采用刚性连墙件与建筑物连接。要求：连墙件应能承受拉力和压力。对高度24m以上的脚手架，应采用刚性连墙件连接。2.32002年版中被删除，2011年版又恢复的内容2002年版中被删除6.6.2条.第二款中“24m以下脚手架中间各道剪刀撑之间的允许净距的要求。”6.6.2保留：“2高度在24m以下的单、双排脚手架，均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；”删除：“中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m。”强调了剪刀撑应由底至顶连续设置，显然收紧过严，也不切合实际。2011年版恢复2001年的允许24m以下脚手架中间各道剪刀撑之间有净距的要求，恢复放松。6.6.3高度在24m及以上的双排脚手架应在外侧全立面连续设置剪刀撑；高度在24m以下的单、双排脚手架，均必须在外侧两端、转角及中间间隔不超过15m的立面上，各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置。2.4在2002年版中删除不好操作的内容：①2002年版修改6.6.3条，删除第二款中不好操作的强条内容。保留：“6.6.3横向斜撑的设置应符合下列规定：2一字型、开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑。”删除：“中间宜每隔6跨设置一道；”(只在高度24m以上中有要求)2011年版维持修改后的内容，单独立为一条强制性条文，并将一字型也定位为开口部位：6.6.5开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑。②2002年版修改7.3.8条，删除第二款中不好操作的，仍为强条内容。保留：“7.3.8连墙件、剪刀撑、横向斜撑等的搭设应符合下列规定。2剪刀撑、横向斜撑搭设应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。”删除不好操作的内容：“各底层斜杆下端均必须支承在垫块或垫板上。”2011年版在此基础上作了修改，强调“同步搭设，不得滞后安装。”但不作为强条内容。“7.3.9脚手架剪刀撑与单、双排脚手架横向斜撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设，不得滞后安装。”2.5在2001年版、2002年版和2011年版中本人认为是错误内容：2001年版47页、2002年版48页的附录A，表A-2中，以及2011年版附录A计算用表中的表A.0.4常用构配件与材料、人员的自重名称单位自重备注普通砖240mm×115mm×53mmkN/m318~19684块/m3，湿灰砂砖kN/m318砂:石灰=92:8瓷面砖150mm×150mm×8mmkN/m317.85556块/m3陶瓷锦砖(马赛克)δ=5mmkN/m30.12—石灰砂浆、混合砂浆kN/m317—其中：陶瓷锦砖(马赛克)δ=5mm，自重0.12kN/m3，马赛克密度比水轻8.33倍是不可能的！若是单位笔误为kN/m2，按厚δ=5mm计算：0.12×1÷0.005=24kN/m3，虽然比较接近，但陶瓷锦砖的密度也不会与混凝土相同，故计是小数点有误，可能是12kN/m3。3、2011年版中相对2002年版的修订和增加内容：3.1目录大纲和总体结构作了调整①“3构配件”减少了“连墙件”合并到“6构造要求”，增加了“3.4可调托撑和3.5悬挑脚手架用型钢”②“5设计计算”2002年版以构件为纲，2011年版以架体的形式为纲③“6构造要求”2011年版增加了“满堂脚手架、满堂支撑架和型钢悬挑脚手架”。3.2对脚手架立杆的计算长度作了调整2011年版对满堂脚手架立杆计算长度的调整：公式没有变：lo=kμh，但附加条件作了调整：2002年版原没有满堂架这个概念，一般认为不是模板支架就是脚手架，属于脚手架类的长度附加系数k恒定为1.155。2011年版增加了“满堂脚手架”的新内容，k为满堂脚手架立杆计算长度附加系数，是按架体高度区别对待，但常用的系数是1.191，相差3个百分点表5.3.4满堂脚手架计算长度附加系数高度H（m）H≤2020<H≤3030<H≤36k1.1551.1911.204μ计算长度系数，2001年版按立杆的横距和连墙件布置方式查表，从1.5~1.8；2011年版按步距和立杆间距查表：表C-1满堂脚手架立杆计算长度系数立杆间距（m）步距（m）1.3×1.31.2×1.21.0×1.00.9×0.9高宽比不大于2高宽比不大于2高宽比不大于2高宽比不大于2最少跨数4最少跨数4最少跨数4最少跨数51.8—2.1762.0792.0171.52.5692.5052.3772.3351.23.0112.9712.8252.7580.9——3.5713.482显然常用的系数是2.176，最大相差达31个百分点，就此计算一下原、新规范相同条件下，单、双排脚手架和满堂脚手架立杆的计算长度和承载力。2002年版和2011版单、双排脚手架：lo=kμh＝1.15×1.5×1.8＝3.105m按Φ48×3.0的钢管计算承载能力：A=4.236cm2i=1.6cmλ===194φ=0.191φ→≤fN=0.191×423.6mm2×205N/mm2=16586N=16.586kN2011年版满堂脚手架：lo=kμh＝1.191×2.176×1.8＝4.665m验算长细比λ时k＝1,lo=kμh＝1×2.176×1.8＝3.917m按Φ48×3.0的钢管，搭设满堂脚手架、横距1.2m、纵距1.2m、步距1.8m，架体高25m时，验算立杆允许承载能力：其中：A=4.236cm2i=1.6cmλ===291∵λ=291＞250∴φ=7320/λ2=7320/291×291=0.086φ→≤fN=0.086×423.6mm2×205N/mm2=7468N=7.468kN总结：2011年版满堂脚手架钢管立杆承载力：Φ48×3.0的N==7.468kN、Φ48×3.2的N=7.843kN、Φ48×3.5的N=8.576kN。Φ48×3.0的λ===245、Φ48×3.2的λ===246、Φ48×3.5的λ===247基本满足2011年版规范极限条件：“满堂排架立杆容许长细比[λ]不应超过250”的要求，故满堂脚手架步距宜不超过1.5m，不仅能保证容许长细比不超标，还能提高承载力。5.1.9受压、受拉构件的长细比不应超过表5.1.9中规定的容许值。表5.1.9受压、受拉构件的容许长细比构件类别容许长细比[λ]立杆双排架、满堂支撑架210单排架230满堂脚手架250横向斜掌、剪刀撑中的压杆250拉杆3503.3对支撑架立杆计算长度作了调整①2002年版模板支架计算长度公式：5.6.2模板支架计算长度l0，应按下式计算：l0=h+2a（5.6.2-2）②2011年版模板支架计算长度公式：5.4.6满堂支撑架立杆的计算长度应按下式计算，取整体稳定计算结果最不利值：顶部立杆段：l0=kμ1（h+2a）（5.4.6-1）非顶部立杆段：l0=kμ2h（5.4.6-2）式中：k——满堂支撑架计算长度附加系数，应按表5.4.6采用；h——步距；a——立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度；应不大于0.5m。μ1、μ2——考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数，③新规范条件下，常规支撑架立杆的计算长度和承载力。设立杆纵横向间距1m×1m、步距1.5m，扫地杆距地面0.3m，立杆伸出顶层水平杆长度0.5m，满堂架搭设高度不大于20m时，长度附加系数k＝1.217、伸出长度a＝0.5m、步距h＝1.5m、普通型架体整体稳定长度系数：μ1＝1.241、μ2＝1.993计算长度：顶部立杆段：l0=kμ1（h+2a）＝1.217×1.241×（1.5+2×0.5）＝3.776m非顶部立杆段：l0=kμ2h＝1.217×1.993×1.5＝3.638m验算长细比λ时k＝1,顶部：l0=kμ1（h+2a）＝1×1.241×（1.5+2×0.5）＝3.103m非顶部：l0=kμ2h＝1×1.993×1.5＝2.99m按Φ48×3.0的钢管计算承载能力：A=4.236cm2i=1.6cmλ===236φ=0.131φ→≤fN=0.131×423.6mm2×205N/mm2=11376N=11.376kN结论：目前市场上采用的Φ48×3.0扣件式钢管架，当步距1.5m，普通型支撑架，单立杆承载力约11.376kN，若为Φ48×3.2的N=11.995kN、Φ48×3.5的N=13.17kN。Φ48×3.0的λ===194、Φ48×3.2的λ===195、Φ48×3.5的λ===196符合现行规范：“满堂支撑架，容许长细比[λ]不应超210”的要求。3.4对材料规格和允许偏差作了调整①钢管：2001年版要求：“脚手架钢管宜采用Φ48×3.5钢管”,允许偏差：外径和壁厚-0.5；2011年版要求：“脚手架钢管宜采用Φ48×3.6钢管”允许偏差：外径：±0.5、壁厚±0.36。目前市场行情：Φ48×3.0，仍按《直槰电焊钢管》GB/T13793-1992标准供应的，尚未能按《直槰电焊钢管》GB/T13793-2008标准，按壁厚允许偏差是±10%生产，还要有一个过渡期。验算时宜用Φ48×3.0较接近现实。②可调托撑：是2011年版增加的内容，螺杆与支托板焊缝高度不得小于6mm；螺杆外径不得小于36mm,螺母厚度不得小于30mm，旋合长度不得小于5扣，支托板厚不应小于5㎜。可调底座、可调托撑螺杆伸出长度不宜超过300mm，插入立杆内的长度不得小于150mm。立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度；应不大于0.5m。③型钢悬挑梁：一次悬挑脚手架高度不宜超过20m。宜采用双轴对称截面的型钢、钢梁截面高度不应小于160mm、固定段长度不应小于悬挑段长度的1.25倍。型钢悬挑梁外端宜设置钢丝绳或钢拉杆与上一层建筑结构斜拉结。钢丝绳、钢拉杆不参与悬挑钢梁受力计算。型钢悬挑脚手架悬挑钢梁容许扰度从[υ]＝l/400调整为[υ]＝l/250。型钢悬挑梁固定端应采用2个及以上U型钢筋拉环或锚固螺栓与建筑结构梁板固定。④吊环：钢丝绳与建筑结构拉结的吊环应使用HPB235级钢筋，其直径不宜小于20㎜。吊环预埋锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中钢筋锚固的规定。3.5对作用于脚手架上的水平风荷载标准值作了调整①风荷载标准值计算公式和基本风压2002年版4.2.2wk=0.7μz·μs·wo基本风压wo是根据重现期30年确定的。2011年版4.2.5wk=μz·μs·wo基本风压wo取重现期n=10对应的风压值。以深圳为例：取重现期为30年，再乘0.7修正系数时，wo=0.75kN/m2×0.7＝0.525kN/m2，当取重现期n=10对应的风压值wo＝0.45kN/m2，相差0.075，结论：公式变化、重现期调整，风压值基本持平。②μs——脚手架风荷载体型系数，应按本规范表4.2.6的规定采用；表4.2.6脚手架的风荷载体型系数μs背靠建筑物的状况全封闭墙敞开、框架和开洞墙脚手架状况全封闭、半封闭1.0Φ1.3Φ敞开μstw挡风系数Φ=1.2An/Aw，2011年版解决了密目安全网挡风系数的计算难题。4.2.7密目式安全立网全封闭脚手架挡风系数Φ不宜小于0.8。3.6对荷载效应的组合作了调整2002年版表4.3荷载效应组合计算项目荷载效应组合纵向、横向水平杆强度与变形永久荷载+施工均布活荷载脚手架立杆稳定1永久荷载+施工均布活荷载2永久荷载+0.85（施工均布活荷载+风荷载）连墙件承载力单排架，风荷载+3.0kN双排架，风荷载+5.0kN2011年版表4.3.1荷载效应组合计算项目荷载效应组合纵向、横向水平杆强度与变形永久荷载+施工荷载脚手架立杆地基承载力型钢悬挑梁的强度、稳定与变形1永久荷载+施工荷载2永久荷载+0.9（施工荷载+风荷载）立杆稳定1永久荷载+可变荷载（不含风荷载）2永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载）连墙件强度与稳定单排架，风荷载+2.0kN双排架，风荷载+3.0kN荷载效结论：2011年版①增加了立杆地基承载力、型钢悬挑梁的强度、稳定与变形验算的荷载效应组合。②可变荷载+风荷载时的组合系数，从0.85调整为0.9。③连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力。单排架从3kN调整为2kN，双排架从5kN调整为3kN。3.6对满堂脚手架和满堂支撑架的高宽比作了调整2002年版：未对架体的高宽比作出