建筑施工扣件式脚手架规范JGJ130-2011.ppt
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1、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 (JGJ130-2011)宣讲稿宣讲稿杨志勇杨志勇 电话:电话:010-64517765 13911732397 信箱信箱:中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院一、规范修订的背景一、规范修订的背景建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)的编写工作于1986年开始,经历了调研、统计、实验研究、结构分析、总结和讨论后,于1993年定稿上报,2001年修改后批准实施。规范使用期内国家的建设规模、建筑工地的安全管理和脚手架使用等方面都发生了很大变化,规范内容应适应变化。和本规范配套的相关规范在内容作了修订,
2、规范之间在内容上应该一致。施工现场高大模板工程数量增多,事故频发。在技术上亟待给予指导和规范。2005年开始对建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)规范进行修订。二、本次规范修订的主要内容二、本次规范修订的主要内容 修订了钢管的规格。取消513.0钢管;为符合焊接钢管尺寸及单位长度重量(GB/T 21835-2008),将原标准中483.5的脚手架用钢管改为48.33.6,每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。脚手架钢管应采用现行国家标准直缝电焊钢管GB/T13793或低压流体输送用焊接钢管GB/T3091中规定的Q235普通钢管;钢管的钢材质量应符合现行国家标准碳素
3、结构钢GB/T700中Q235级钢的规定。对钢管壁厚的下差限制更严格。将原规定壁厚下差为0.5mm改为0.36mm。当所用钢管的壁厚不符合规范规定时,可以按钢管的实际尺寸进行设计计算。冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板 与竹芭脚手板自重标准值,宜按表4.2.1-1取用。表表4.2.1-1 脚手板自重标准值脚手板自重标准值类别标准值(kN/m2)冲压钢脚手板竹串片脚手板木脚手板竹芭脚手板(原规范提过,但没重量)0.300.350.350.10表表4.2.1-2 栏杆、挡脚板自重标准值栏杆、挡脚板自重标准值类别标准值(kN/m)栏杆、冲压钢脚手板挡板栏杆、竹串片脚手板挡板栏杆、木脚手板挡板0.1
4、1(0.16)0.14(0.17)0.14(0.17)单、双排与满堂脚手架作业层上的施工荷载标准值应根据实际情况确定,且不应低于表4.2.2的规定。表表4.2.2施工均布荷载标准值施工均布荷载标准值类别标准值(kN/m2)装修脚手架混凝土、砌筑结构脚手架轻型钢结构及空间网格结 构脚手架普通钢结构脚手架2.03.02.03.0 注:斜道上的施工均布荷载标准值不应低于2.0 kN/m2。当在双排脚手架上同时有2个及以上操作层作业时,在同一个跨距内各操作层的施工均布荷载标准值总和不得超过5.0kN/。支模、粉刷、砌墙等各工种进行立体交叉作业时支模、粉刷、砌墙等各工种进行立体交叉作业时,不得在同一垂直
5、方向上操不得在同一垂直方向上操作作,下层作业的位置下层作业的位置,必须处于上层高度确定的可能坠落的范围之外必须处于上层高度确定的可能坠落的范围之外.不符合以上不符合以上条件时条件时,应设置安全防护层应设置安全防护层.摘自摘自建筑施工高处作业安全技术规范建筑施工高处作业安全技术规范JGJ8091 2009年年3月月24日,位于江苏镇江日,位于江苏镇江闹市区一幢闹市区一幢6层楼层楼脚手架突然坍塌,脚手架突然坍塌,造成正在拆楼改造造成正在拆楼改造的工人的工人1死死3伤。事伤。事故原因主要是因为故原因主要是因为工人将拆下的废弃工人将拆下的废弃物堆积在脚手架上,物堆积在脚手架上,堆积物过于沉重,堆积物过
6、于沉重,加上砸墙时造成脚加上砸墙时造成脚手架晃动,导致脚手架晃动,导致脚手架被压趴。手架被压趴。双管立杆脚手架由于经济性不好,很少使用,双管立杆脚手架由于经济性不好,很少使用,本次修订中予以取消。本次修订中予以取消。单排脚手架搭设高度不应超过单排脚手架搭设高度不应超过24m;双排脚;双排脚手架搭设高度不宜超过手架搭设高度不宜超过50m,高度超过,高度超过50m的的双排脚手架,应采用分段搭设等措施。双排脚手架,应采用分段搭设等措施。(单排脚手架搭设高度不应超过24m;双排脚手架搭设高度不宜超过50m,高度超过50m的双排脚手架,应采用分段搭设等措施。)柔性连墙件的做法粗糙,可靠性差,本次修订中予
7、以取消。规定脚手架高度不宜超过规定脚手架高度不宜超过50m的依据:的依据:1 根据国内几十年的实践经验及对国内脚手架的调查,立杆采 用单管的落地脚手架一般在50m以下。当需要的搭设高度大于50m时,一般都比较慎重地采用了加强措施,如采用双管立杆、分段卸荷、分段搭设等方法。国内在脚手架的分段搭设、分段卸荷方面已经积累了许多可靠、行之有效的方法和经验。2 从经济方面考虑。搭设高度超过50m时,钢管、扣件的周转使用率降低,脚手架的地基基础处理费用也会增加。3 参考国外的经验。美国、日本、德国等也限制落地脚手架的搭设高度:如美国为50m,德国为60m日本为45m等。与建筑结构荷载规范的内容统一。将作用
8、于脚与建筑结构荷载规范的内容统一。将作用于脚手架上的水平风荷载标准值的计算公式手架上的水平风荷载标准值的计算公式wk=.zsw0(w0取n=50的值)修改为:修改为:wk=zsw0wk风荷载标准值(kN/m2);z风压高度变化系数,应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009规定采用;s脚手架风荷载体型系数,应按本规范表4.2.6的规定采用;wo基本风压值(kN/m2),应按国家标准建筑结构荷载规范GB50009-2001附表D.4的规定采用,取重现期n=10对应的风压值。将连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力由单排架取3kN改为2kN,双排架取5kN改为3kN;(约束平面外变形)强调连
9、墙件的重要性,对连墙件的计算写得更明确(计算部分)根据现场施工脚手架应采用密目式安全立网全封闭的安全管理规定,此次修订弱化了开敞式脚手架,对常用脚手架的允许搭设高度做了调整。常用密目式安全立网全封闭式双排脚手架的设计尺寸常用密目式安全立网全封闭式双排脚手架的设计尺寸(m)连墙件设置立杆横距lb步距h下列荷载时的立杆纵距la(m)脚手架允许搭设高度H2+0.35(kN/m2)2+2+20.35(kN/m2)3+0.35(kN/m2)3+2+20.35(kN/m2)二步三跨1.051.52.01.51.51.5501.801.81.51.51.5321.301.51.81.51.51.5501.8
10、01.81.21.51.2301.551.51.81.51.51.5381.801.81.21.51.222三步三跨1.051.52.01.51.51.5431.801.81.21.51.2241.301.51.81.51.51.2301.801.81.21.51.217注:地面粗糙度为B类,基本风压o=0.4kN/m2。表表4.3.1 荷载效应组合荷载效应组合计计算算项项目目荷荷载载效效应组应组合合纵纵向、横向水平杆向、横向水平杆强强度与度与变变形形永久荷永久荷载载+施工荷施工荷载载脚手架立杆地基承脚手架立杆地基承载载力力型型钢悬钢悬挑梁的挑梁的强强度、度、稳稳定与定与变变形形永久荷永久荷载
11、载+施工荷施工荷载载永久荷永久荷载载+0.90.9(施工荷(施工荷载载+风风荷荷载载)立杆立杆稳稳定定永久荷永久荷载载+可可变变荷荷载载(不含(不含风风荷荷载载)永久荷永久荷载载+0.90.9(可(可变变荷荷载载+风风荷荷载载)连墙连墙件件强强度与度与稳稳定定单单排架,排架,风风荷荷载载+2.0kN2.0kN双排架,双排架,风风荷荷载载+3.0kN3.0kN将荷载效应组合表中的可变荷载组合系数修改为0.9。(原来是0.85)满堂支撑架用于混凝土结构施工时,荷载组合与荷载设计值应符合现行行业标准建筑施工模板安全技术规范JGJ162的规定。补充了与满堂脚手架和满堂支撑架相关的内容。包括结构体系、构
12、造要求、荷载取值、设计计算等。规范中将此类支架体系划分为满堂脚手架(顶部荷载通过纵、横向水平杆传至立杆)和满堂支撑架(顶部荷载通过立杆顶端的可调顶撑传至立杆)二种体系。满堂支撑架根据剪刀撑的间距(5m)细分为普通型满堂支撑架和加强型满堂支撑架。三、双排脚手架的结构性能及其规范修订内容三、双排脚手架的结构性能及其规范修订内容 1、双排脚手架的结构性能在作用极限荷载时,双排脚手架结构的可能破坏形式是以连墙件为反弯点的脚手架平面外大波整体失稳或脚手架较大步距间立杆段的局部弯曲失稳二种形式。通常情况下,脚手架的破坏表现为前种形式,其承载力由平面外大波整体失稳时的承载力值确定。但是,如果脚手架的步距过大
13、(超过二米),立杆段的稳定承载力可能低于整体失稳时的承载力。影响脚手架结构承载力的主要因素:跨距和排距连墙件的布置方式和间距立杆截面面积和步距。2、双排脚手架的设计计算公式(以不组合风荷载为例)脚手架立杆稳定性的计算公式:;式中:N脚手架立杆的轴力设计值;A脚手架立杆的毛截面面积,f钢材的设计强度值。轴心受压构件的整体稳定系数,由考虑脚手架整体稳定因素的换算长细比0查表或由公 式:确定;,l0=kh,扣件的偏心距很小,脚手架有一定高度,底部立杆扣件的偏心距很小,脚手架有一定高度,底部立杆接近轴心受力,计算时视为轴心受压构件。接近轴心受力,计算时视为轴心受压构件。其中:k计算长度附加系数,考虑整
14、体稳定因素的计算长度系数,它们可以通过规范查得;h立杆步距。根据以上公式,可以验算计算部位立杆的稳定性。钢结构设计规范中,轴心压杆的稳定承载力设计值可以由公式:表达,式中:轴心受压构件的整体稳定系数,A轴心压杆的毛截面面积,f钢材的设计强度值。轴心压杆的稳定承载力设计值=稳定承载力极限值(R s),式中:R钢材的抗力分项系数,R=1.165。脚手架立杆的极限承载力值通过结构实验和结构计算分析确定。根据建筑施工脚手架结构安全度的要求,脚手架立杆的设计承载力=脚手架立杆的极限承载力K,式中:K安全系数,根据工作条件取2.03.0。由于扣件的偏心距很小,脚手架有一定高度,底部立杆接近轴心受力。此外,
15、由于脚手架的工作条件较差,施工误差大,其安全系数显然应该高于钢结构。按照钢结构设计规范的表示方法,同时考虑脚手架在安全系数上和钢结构的差别,脚手架立杆的设计承载力可以表达为:或:,式中:R立杆的抗力调整系数,应由计算确定,fy钢材的屈服强度。脚手架立杆的轴力设计值根据脚手架自重和外荷载计算求得。由于脚手架属于临时性结构,安全等级为三级,结构重要性系数取0.9。其轴力设计值可以表达为:0.9(1.2NGk+1.4NQk)。式中:NGk结构自重和构配件自重标准值产生的轴力,NQk施工荷载等的标准值产生的轴力之和。脚手架立杆的设计计算应满足:0.9(1.2NGk+1.4NQk)为符合现行规范的表达习
16、惯,使用上将上式改写为:(1.2NGk+1.4NQk)=R的值根据脚手架安全系数K与现行规范的可靠度相一致的条件求得,即:(NGk+NQk)应等效于 (1.2NGk+1.4NQk)可以求出:R=可见,R是反映脚手架安全性与脚手架上作用的恒、活荷载比例关系的系数。扣件式脚手架的安全系数取为:K=2.0。对于不同的NGk和NQk的比值,经统计0.9R1.33。脚手架立杆的整体稳定系数由考虑脚手架整体稳定因素的换算长细比0查表或公式:确定。,l0脚手架大波失 稳时的半波长度或连墙件的竖向间距,由脚手架的搭设方式确定。以步距h表示l0,可以写为单榀架体大波失稳的计算长度系数和步距的乘积:h。同时将 考
17、虑为计算长度附加系数来调 整结构安全度,并写入l0。立杆计算长度就写成为如下形式,即:l0=kh。故:经比较可见:。经以上变换,脚手架立杆设计计算公式写为:1.2NGk+1.4NQk 允许搭设高度计算:结构自重和构配件自重标准值产生的轴力NGk=NG1k+NG2k,其中NG1k脚手架结构自重标准值产生的轴力,其值等于脚手架立杆承受的每米结构自重标准值gk 和架体总高度H的乘积:NG1k=gkH;NG2k脚手架上构配件自重标准值产生的轴力。代入脚手架立杆设计计算公式:1.2(gkH+NG2k)+1.4NQk可以求出:H=取消了当26m HS 50m时,对允许搭设高度限制的调整,原来是参照的英国标
18、准,当代入50m时影响不大:密目式安全立网自重标准值不应低于0.01kN/。双排脚手架的使用经验丰富、成熟,本次修订中改动很少。单排脚手架的使用已经很少,接近淘汰。四、悬挑脚手架挑梁结构及其锚固规范中推荐以双轴对称截面钢梁做悬挑梁结构。悬挑脚手架的搭设高度不超过20米。悬挑梁截面高度不应小于160mm。每个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、钢拉杆作为附加保险措施,不参与悬挑钢梁受力计算。悬挑梁尾端应在两处及以上固定于钢筋混凝土梁板结构上。锚固型钢悬挑梁的U型钢筋拉环或锚固螺栓直径不宜小于16。挑梁结构及其锚固的验算内容:悬挑梁的强度;悬挑梁的挠度;当无有效支撑体
19、系时悬挑梁的稳定性;悬挑梁锚固段压点处U型钢筋拉环或螺栓的强度;压点处楼板承受锚固负弯矩时的抗弯强度;悬挑梁前端支点下混凝土梁(板)的承载力。1木楔楔紧 图6.10.5-3 悬挑钢梁楼面构造图6.10.5-2 悬挑钢梁穿墙构造型钢悬挑梁的抗弯强度计算公式:型钢悬挑梁的整体稳定性验算公式:锚固型钢悬挑梁的U型钢筋拉环或螺栓的强度计算公式:式中:Nm型钢悬挑梁锚固段压点U型钢筋拉环或螺栓的拉力设计值;Al U型钢筋拉环的净截面面积或螺栓的有效截面面积(mm2),一个U型钢筋拉环或一对螺栓按两个截面计算;fl U型钢筋拉环或螺栓抗拉强度设计值,应按混凝土结构设计规范GB50010的规定,取fl=50
20、N/mm2。当型钢悬挑梁锚固段压点处采用2个(对)及以上U型钢筋拉环或螺栓锚固连接时,其钢筋拉环或螺栓的承载能力应乘以0.85的折减系数。构造要求:U型钢筋拉环或螺栓应采用冷弯成型。U型钢筋拉环、锚固螺栓与型钢间隙应用钢楔或硬木楔楔紧。型钢悬挑梁固定端应采用2个(对)及以上U型钢筋拉环或锚固螺栓与梁板固定,U型钢筋拉环或锚固螺栓应预埋至混凝土梁、板底层钢筋位置,并应与混凝土梁、板底层钢筋焊接或绑扎牢固,其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。6.10.6 当型钢悬挑梁与建筑结构采用螺栓钢压板连接固定时,钢压板尺寸不应小于100mm10mm(宽厚);当采用螺
21、栓角钢压板连接时,角钢的规格不应小于63mm63mm6mm。6.10.7 型钢悬挑梁悬挑端应设置能使脚手架立杆与钢梁可靠固定的定位点,定位点离悬挑梁端部不应小于100mm。6.10.8 锚固位置设置在楼板上时,楼板的厚度不宜小于120mm。如果楼板的厚度小于120mm应采取加固措施。悬挑钢梁前端应采用吊拉卸荷,吊拉卸荷的吊拉构件有刚性的,也有柔性的,如果使用钢丝绳,其直径不应小于14,使用预埋吊环其直径不宜小于20(或计算确定),预埋吊环应使用HPB235级钢筋制作。钢丝绳卡不得少于3个。悬挑钢梁悬挑长度一般情况下不超过2m能满足施工需要,但在工程结构局部有可能满足不了使用要求,局部悬挑长度不
22、宜超过3米。大悬挑另行专门设计及论证。在建筑结构角部,钢梁宜扇形布置;如果结构角部钢筋较多不能留洞,可采用设置预埋件焊接型钢三角架等措施。悬挑钢梁支承点应设置在结构梁上,不得设置在外伸阳台上或悬挑板上,否则应采取加固措施。定位点可采用竖直焊接长0.2m、直径25mm-30mm的钢筋或短管等方式。悬挑梁间距应按悬挑架架体立杆纵距设置,每一纵距设置一根。(不允许有连梁)悬挑架的外立面剪刀撑应自下而上连续设置。锚固悬挑梁的主体结构混凝土实测强度等级不得低于C20。悬挑钢梁支承点应设置在结构梁上,不得设置在外伸阳台上或悬挑板上,否则应采取加固措施。五、满堂脚手架和满堂支撑架 满堂脚手架和普通型满堂支撑
23、架 加强型满堂支撑架 1、满堂脚手架和满堂支撑架结构体系满堂脚手架定义为在纵、横方向,由不少于三排立杆并与水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑、扣件等构成的脚手架。该架体顶部作业层的施工荷载通过水平杆传递给立杆,顶部立杆呈偏心受压状态。满堂支撑架定义为在纵、横方向,由不少于三排立杆并与水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑、扣件等构成的承力支架。该架体顶部的施工荷载通过可调托撑传给立杆,顶部立杆呈轴心受压状态。满堂支撑架可分为普通型和加强型二种。当架体沿外侧周边及内部纵、横向每隔5m8m,设置由底至顶的连续竖向剪刀撑,在竖向剪刀撑顶部交点平面设置连续水平剪刀撑,且水平剪刀撑距架体底平面或相邻水平剪刀撑的间距
24、不超过8m时,定义为普通型满堂支撑架;当连续竖向剪刀撑的间距不大于5m,连续水平剪刀撑距架体底平面或相邻水平剪刀撑的间距不大于6m时,定义为加强型满堂支撑架。当架体高度不超过8m且施工荷载不大时,扫地杆布置层可不设水平剪刀撑。满堂脚手架的支撑布置同普通型满堂支撑架。满堂脚手架的搭设高度不宜超过36m;施工层不得超过一层。满堂脚手架的高宽比不宜大于3。当高宽比大于2时,应在架体的四周和内部,水平间隔6m9m,竖向间隔4m6m设置连墙件与建筑结构拉结,当无法设置连墙件时,应采取设置钢丝绳张拉固定等措施。满堂支撑架搭设高度不宜超过30m。满堂支撑架的高宽比不应大于3。当高宽比超过本规范附录C所给限值
25、(2或2.5)时,应在支架的四周和内部与建筑结构刚性连接,连墙件水平间距应为6m9m,竖向间距应为2m3m;自顶层水平杆中心线至顶撑顶面的立杆段长度a不应超过0.5m。2、满堂脚手架和满堂支撑架的结构性能支撑体系设置完善的满堂脚手架或满堂支撑架,在极限荷载作用下的可能破坏形式为:以水平剪刀撑设置层为反弯点的沿较弱方向的架体大波整体失稳。架体较大步距间立杆段的局部弯曲失稳通常情况下,架体的极限承载力由架体大波整体失稳时的承载力值确定。当架体的步距过大时,立杆段的稳定承载力可能低于整体失稳时的承载力。满堂脚手架和满堂支撑架的破坏形式和脚手架结构很相似,都是以某一水平刚度较大的支撑层做为反弯点,发生
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