脚手架安全技术.ppt

二 一 年五月 安全技术讲座 脚手架 转料平台 关于加强脚手架施工安全管理的通知 闽建建 2004 4号 针对晋江泉安路改造工程竹脚手架倒塌 对竹架使用限制 关于深化建筑安全生产专项整治淘汰限制使用竹脚手架 井字架 人工挖孔桩等落后施工设备和工艺的实施意见 闽建建 2006 38号 在市区 县城禁止使用竹脚手架 建筑施工悬挑式脚手架安全技术若干规定 试行 的通知 闽建科 2004 19号 危险性较大的分部分项工程安全管理办法 建质 2009 87号 高度50m以上落地式脚手架高度20m以上悬挑架需论证 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2001 建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范 JGJ128 2000 建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范 JGJ166 2008 省直监工程建筑施工转料平台安全技术若干规定 闽建建函 2007 52号 一 脚手架 转料平台法规 规范 二 荷载及变形值的规定 1 脚手架所受荷载永久荷载 1 结构自重标准值G1k 2 脚手板自重标准值G2k 3 栏杆与挡脚板自重标准值G3k 4 吊挂安全设施 安全网等 标准值G4k可变荷载 5 作业层施工活荷载标准值Q1k 6 风荷载标准值Wk密目式安全网全封闭脚手架风压 二 荷载及变形值的规定 2 风荷载计算风荷载标准值按照以下公式计算Wk 0 7 z s 0其中 0 基本风压 kN m2 按n 50年的规定采用 泉州沿海地区取 0 0 7kN m2 z 风荷载高度变化系数 s 风荷载体型系数 按下表规定采用 表4 2 4脚手架的风荷载体型系数 s 注 a stw值可将脚手架视为桁架 按现行国家标准 建筑结构荷载规范 GBJ50009 的规定计算 b 为挡风系数 1 2An AW 其中An为挡风面积 AW为迎风面积 敞开式单 双排脚手架的 值宜按本规范附录A表A 3采用 二 荷载及变形值的规定 例 密目式安全网全封闭脚手架挡风系数计算目前建筑工地常用的是大于2000目 100cm2的密目式安全网 例如 2300目 100cm2 每目孔隙面积A0 1 3mm2密目式安全网挡风系数 1 1 2An AW 1 2 100 nA0 100 1 2 100 2300 1 3 100 100 0 841扣件钢管脚手架挡风系数 查附录A表A 3 2 0 089密目式安全网全封闭脚手架挡风系数 1 2 1 1 1 2 0 868上面计算 很大 也有试验资料表明 1可取0 54 二 荷载及变形值的规定 3 荷载效应组合参与计算脚手架荷载效应组合的各项荷载的标准值组合应符合表4 3 1的规定 表4 3 1荷载效应组合 二 荷载及变形值的规定 4 变形值规定受弯构件挠度不应超过表5 1 8中规定的容许值 表5 1 8受弯构件的挠度 三 双排脚手架设计计算 1 纵横水平杆承载力计算2 扣件抗滑承载力计算3 立杆稳定性计算4 连墙件计算5 立杆地基承载力计算 三 双排脚手架设计计算 1 纵横水平杆承载力计算抗弯验算 M W f挠度验算 qgL4 100EI PL3 100EI v 水平杆剪切承载力不起控制作用 可不验算 2 扣件抗滑承载力计算纵向或横向水平杆与立杆连接时 扣件的抗滑承载力按照下式计算 R Rc其中Rc 扣件抗滑承载力设计值 单扣件取8kN 双扣件取12kN R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 三 双排脚手架设计计算 3 立杆稳定性计算考虑风荷载时 立杆的稳定性计算公式 N A MW W f不考虑风荷载时 立杆的稳定性计算公式 N A f其中f 钢管立杆 属冷弯薄壁型钢 抗压强度设计值 取205MPa lo 计算长度 由公式l0 kuh确定 式中k 计算长度附加系数 其值取1 155 h 立杆步距 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数 应按表5 3 3采用 表5 3 3脚手架立杆的计算长度系数 三 双排脚手架设计计算 虽然在表达形式上是对单根立杆的稳定计算 但实质上是对脚手架结构的整体稳定计算 右图为脚手架失稳的模态及计算长度l0计算模型 l0为h H之间 即l0 k h 值是根据原型脚手架整体稳定性试验所取得的科研成果 是反映脚手架各杆件对立杆的约束作用 它综合了影响脚手架整体失稳的各种因素 当然也包含了立杆偏心受荷 初偏心e 53mm 的实际工况 k值采用概率极限状态设计法相对容许应力法安全系数K 2的结构抗力调整系数反映到计算长度时的附加系数 三 双排脚手架设计计算 脚手架稳定性要求限制了脚手架有搭设高度 经计算 泉州市区落地式钢管脚手架 横距1 05m 纵距1 5m 步距1 8m 允许搭设高度如下 m 三 双排脚手架设计计算 4 连墙件计算连墙件扣件承载力起控制作用 承载力按下式计算 Nl Nlw N0 Rc其中Nlw 风荷载产生的连墙件轴向力设计值 kN N0 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 kN Nl 连墙件的轴向力设计值 kN 三 双排脚手架设计计算 泉州是沿海地区 基本风压很大 计算出的连墙件的轴向力设计值都很大 下表为跨距1 5m 步距1 8m 两步两跨 全封闭脚手架 背靠建筑敞开 市区 连墙件在不同高度轴力设计值Nl 从上表知 所处高度60米以内的脚手架 连墙件受力8KN 16KN 需采用双扣件 大于60米 采用双扣件也不能达到要求 应再加密连墙件 双扣件连墙件连接如右图所示 三 双排脚手架设计计算 5 立杆地基承载力计算立柱底地基承载力应按下列公式计算 p N A fgfg kcfgk式中p 立柱底垫木的底面平均压力 N 上部立柱传至基础顶面的轴向力设计值 A 基础底面面积 fg 地基土承载力设计值 fgk 地基土承载力标准值 kc 地基土承载力折减系数 对碎石土 砂土 回填土应取0 4 对粘土应取0 5 对岩石 混凝土应取1 0 其取值与模板规范略有不同 四 脚手架破坏形式1 倾覆2 侧向变形3 整体失稳 四 脚手架破坏形式 倾覆破坏形式 架体沿垂直于墙体方向整体向外翻倒 原因分析 1 横向水平力过大 2 联墙点过少或过早拆除 3 架体偏心受荷 4 内外立杆的地基不均匀沉降 5 架体垂直度偏差大 四 脚手架破坏形式 2 侧向变形破坏形式 架体沿墙纵向侧向变形 引起架体倒塌 原因分析 1 纵向水平荷载过大 3 纵向长度较短 2 未按要求设剪刀撑 四 脚手架破坏形式 3 整体失稳破坏形式 立杆失稳承载力剧降 导致架体整体平面外变形 原因分析 1 荷载过大 2 联墙点间距偏大 3 立杆 纵向水平杆接头不当 横向水平杆漏设 4 未设横向斜杆 5 立杆偏心受荷 6 局部地基承载力不足 下沉过大 1 连墙件 2 失稳方向双排脚手架的整体失稳 四 脚手架破坏形式 影响脚手架稳定性的因素 因素一 步距脚手架的临界荷载与立杆长度有着紧密的关系 它与压杆长度的平方成反比 它随脚手架的步距的加大而减少 实验表明当步距由1 2m增加到1 8m的时候 临界荷载下降26 1 四 脚手架破坏形式 因素二 连墙件连墙件一般设置为两步三跨 三步三跨 如果随意扩大连墙件的竖向间距 就会导致脚手架临界荷载大大降低 实验表明当连墙件的竖向距离从3 6m 加大到7 2m时 脚手架的临界载荷下降了33 88 脚手架发生整体失稳 呈现出内外立杆与横向水平杆组成的横向框架沿垂直于主体结构方向的大波弯曲现象 其波长大致等于连墙件竖向间距 连墙件对立杆起到一个中间支座的作用 联墙点减少 失稳波形波长变大 临界荷载减少 P1 P2 四 脚手架破坏形式 因素三 扫地杆的设置扫地杆一般设置在离脚手架立杆基础上皮20cm处 扫地杆在脚手架中主要是起到对立杆的约束作用 起到降低立杆计算长度的作用 规定中确定的脚手架首步架高为1 5m指的就是扫地杆的步距 因素四 立杆横距加大立杆横距 在其他条件不变的情况下 会加大立杆的长度计算系数 导致脚手架临界承载力下降 实验表明 当立杆横距由1 2m加大到1 5m 时承载力下降11 35 四 脚手架破坏形式 因素五 剪刀撑剪刀撑的存在将脚手架立杆连接在一起 提高了脚手架整体的空间刚度 也提高脚手架的整体稳定性 实验表明 加设剪刀撑的脚手架比不加设剪刀撑的脚手架临界承载力提高了12 49 因素六 扣件的拧紧程度扣件的拧紧程度越高 则脚手架的压杆类型可近似的向两端固定接近 可大大降低脚手架的立杆计算长度 提高脚手架的承载能力 实验表明 主节点处拧紧力矩30N m与拧紧力矩为50N m进行比较 脚手架临界承载力提高20 四 脚手架破坏形式 因素七 水平支撑实验表明 立杆纵距与水平支撑对提高脚手架的稳定性也可以起到一定的作用 但是效果不如其它杆件明显 因素八 横向支撑由于脚手架纵向刚度远大于横向刚度 因此在脚手架横向截面上设置横向支撑有助于提高脚手架的横向刚度 提高脚手架的稳定承载能力 实验表明 横向支撑可将脚手架临界承载力提高15 以上 因素九 连墙件花排实验表明花排比并排提高10 以上 五 脚手架构造及施工要求 四 脚手架破坏形式 综合上面分析 脚手架坍蹋的原因及承载力影响因素 可归纳以下几点 1 地基承载力 2 由立杆 水平杆组成的脚手架空间框架搭设 3 连墙点设置 4 剪刀撑和横向斜撑 5 承受荷载 规范中对脚手架的构造及施工要求主要针对这五大因素展开 五 脚手架构造及施工要求 1 地基及立杆底部构造主要是保证地基受力面积 保证地基承载力不随外在因素而发生变化 1 每根立杆底部应设置底座或垫板 垫板宜采用长度不少于2跨 厚度不小于50mm的木垫板 也可采用槽钢 脚手架底座底面标高宜高于自然地坪50mm 2 搭设场地应平整无杂物 确保排水畅通 不得出现地基积水现象 3 当脚手架基础下有设备基础 管沟时 在脚手架使用过程中不应开挖 否则必须采取加固措施 4 对搭设在楼面上的脚手架 应对楼面承载力进行验算 五 脚手架构造及施工要求 自然地面脚手架基础示例 说明 1 脚手架地基应平整夯实 2 脚手架的立柱不能直接立于地面上 应加设底座或垫板 垫板厚度不小于50mm 3 遇有坑槽时 立杆应下到槽底或在槽上加设底梁 五 脚手架构造及施工要求 2 立杆及水平杆由立杆及纵横水平杆组成的脚手架框架 是脚手架的受力结构 其正确的搭设将确保脚手架的承载能力 1 主节点处必须设置一根横向水平杆 用直角扣件扣接且严禁拆除 2 脚手架必须设置纵 横向扫地杆 3 在封闭型脚手架的同一步中 纵向水平杆应四周交圈 用直角扣件与内外角部立杆固定 五 脚手架构造及施工要求 4 立杆垂直度偏差 纵向水平杆的高差应控制在允许范围之内 5 扣件安装应符合下列规定 1 螺栓拧紧扭力矩不应小于40N m 且不应大于65N m 2 在主节点处固定横向水平杆 纵向水平杆 剪刀撑 横向斜撑等用的直角扣件 旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm3 对接扣件开口应朝上或朝内 4 各杆件端头伸出扣件盖板边缘长度不应小于100mm 五 脚手架构造及施工要求 6 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 7 纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接 也可采用搭接 五 脚手架构造及施工要求 3 连墙件连墙件是脚手架最重要的构件 它是确保脚手架不发生失稳破坏及倾覆的重要构造措施 脚手架从搭设 使用 拆除各个阶段都必须保证连墙件正确设置 1 立杆须用连墙件与建筑物可靠连接 连墙件布置最大间距不能超过三步三跨 2 连墙件的布置应符合下列规定 1 宜靠近主节点设置 偏离主节点的距离不应大于300mm 2 应从底层第一步纵向水平杆处开始设置 当该处设置有困难时 应采用其它可靠措施固定 3 宜优先采用菱形布置 也可采用方形 矩形布置 4 一字型 开口型脚手架的两端必须设置连墙件 连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高 并不应大于4m 五 脚手架构造及施工要求 3 对高度24m以上的双排脚手架及悬挑架 必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接 4 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 5 连墙件中的连墙杆或拉筋宜呈水平设置 当不能水平设置时 与脚手架连接的一端应下斜连接 不应采用上斜连接 6 当脚手架下部暂不能设连墙件时可搭设抛撑 7 当脚手架施工操作层高出连墙件二步时 应采取临时稳定措施 直到上一层连墙件搭设完后方可根据情况拆除 8 连墙件必须随脚手架逐层拆除 严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架 分段拆除高差不应大于2步 如高差大于2步 应增设连墙件加固 五 脚手架构造及施工要求 五 脚手架构造及施工要求 五 脚手架构造及施工要求 说明 1 脚手架必须采用刚性连墙件 2 连墙杆应与墙面垂直 不准向上倾斜 向下倾斜角不得超过15 3 连墙件必须可承受拉力和压力的构造 拉压复合应力不得低于10KN 4 连墙件宜优先采用菱形布置 也可采用方形 矩形布置 5 设置时宜靠近脚手架的主节点 距主节点的距离不应大于300mm 五 脚手架构造及施工要求 4 剪刀撑与横向斜撑 1 每道剪刀撑跨越立杆的根数宜按表6 6 2的规定确定 每道剪刀撑宽度不应小于4跨 且不应小于6m 斜杆与地面的倾角宜在45 60 之间 表6 6 2剪刀撑跨越立杆的最多根数 2 剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上 旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm 3 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 4 悬挑脚手架及高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑 五 脚手架构造及施工要求 5 剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接 6 横向斜撑的设置应符合下列规定 1 横向斜撑应在同一节间 由底至顶层呈之字型连续布置 2 一字型 开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑 中间宜每隔6跨设置一道 3 高度在24m以下的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑 高度在24m以上的封闭型脚手架 除拐角应设置横向斜撑外 中间应每隔6跨设置一道 7 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 五 脚手架构造及施工要求 说明 1 进场的脚手架钢管 扣件应保养刷漆 2 剪刀撑刷黄黑相间油漆 间距为1000 3 栏杆扶手刷红白相间油漆 间距为1000 4 挡脚板应刷红白相间油漆 间距为300 400 楼层挡脚板警示标志应隔2步架设置 5 多栋工程应设置栋号标志牌 五 脚手架构造及施工要求 5 荷载要求主要是防止超载 偏心受荷 承受过大的水平荷载 作业层上的施工荷载应符合设计要求 不得超载 不得将模板支架 缆风绳 泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上 严禁悬挂起重设备 五 脚手架构造及施工要求 6 架体防护 1 栏杆扶手或挡脚杆 板 均搭设在外立杆的内侧 2 栏杆扶手高度为1200mm 挡脚板高度不应小于180mm 3 脚手架与墙体空间过大 应有效防护 4 悬挑式脚手架兜底a 兜底第一层使用密目式安全网 第二层使用脚手板 b 兜底必须严密 五 脚手架构造及施工要求 说明 1 栏杆扶手或挡脚杆 板 均搭设在外立杆的内侧 2 栏杆扶手高度为1200mm 挡脚板高度不应小于180mm 五 脚手架构造及施工要求 五 脚手架构造及施工要求 说明 1 兜底第一层使用密目式安全网 第二层使用脚手板 2 兜底必须严密 悬挑式脚手架兜底示例 六 悬挑架支承结构构造 六 悬挑架支承结构构造 省建设厅关于 建筑施工悬挑式脚手架安全技术若干规定 试行 的通知 闽建科 2004 19号 对悬挑脚手架构造要求提出比较详细要求 具体如下 1 悬挑架的支承结构应为型钢制作的悬挑梁或悬挑桁架等 不得采用钢管 其节点应螺栓联结或焊接 不得采用扣件连接 与建筑结构的固定方式应经设计计算确定 并经工程设计单位认可 工程设计单位应当对防范生产安全提出指导意见 2 悬挑式脚手架每段搭设高度不得大于24m 3 悬挑脚手架连墙件须采用两步三跨 六 悬挑架支承结构构造 4 悬挑梁制作采用的型钢 其型号 规格 固端和悬挑端尺寸的选用应经设计计算确定 与建筑结构连接应采用水平支承于建筑梁板结构上的形式 固端长度应不小于1 5倍的外挑长度 六 悬挑架支承结构构造 六 悬挑架支承结构构造 六 悬挑架支承结构构造 5 构架底部与悬挑结构应连接牢靠 不得滑动或窜动 构架底部应设置纵向和横向扫地杆 扫地杆应贴近悬挑梁 架 纵向扫地杆距悬挑梁 架 不得大于20cm 首步架纵向水平杆步距不得大于1 5m 六 悬挑架支承结构构造 6 悬挑梁与建筑物连接必须可靠 如由不少于两道的预埋U型螺栓与压板采用双螺母固定 螺杆露出螺母应不少于3扣 连接强度应经计算确定 六 悬挑架支承结构构造 六 悬挑架支承结构构造 六 悬挑架支承结构构造 七 悬挑架支承结构设计计算 1 悬挑梁的承载力计算2 拉绳承载力计算3 钢丝拉绳的拉环强度计算4 锚固段与楼板连接的计算 七 悬挑架支承结构设计计算 1 悬挑梁的承载力计算当采用型钢作悬挑梁 其抗弯验算 M W N A f悬挑梁的整体稳定性计算 M bWx f其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数经计算 正常搭设挑架 高度24米 采用拉绳时 使用I12 I14 I16 匚14 匚16均能满足要求 不采用拉绳时 I16强度够 但挠度偏大 采用I18以上型钢才能满足 上海规程拉绳纳入计算 七 悬挑架支承结构设计计算 2 拉绳的强度计算钢丝拉绳 斜拉杆 的轴力RURU Fg aFg K其中 Fg 钢丝绳的容许拉力 kN Fg 钢丝绳的钢丝破断拉力总和 kN 钢丝绳之间的荷载不均匀系数 K 钢丝绳使用安全系数 K 6 3 钢丝拉绳 斜拉杆 的拉环强度计算钢丝拉绳 斜拉杆 的拉环的强度计算公式为 N A f 其中 f 为拉环钢筋抗拉强度 按 混凝土结构设计规范 10 9 8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N mm2 N 拉环的拉力 N RU 七 悬挑架支承结构设计计算 4 锚固段与楼板连接的计算 水平钢梁与楼板压点如果采用压环 拉环强度计算如下 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 R 2A f 其中R 水平钢梁与楼板压点的拉环受力 f 为拉环钢筋抗拉强度 按照 混凝土结构设计规范 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N mm2 A 拉环截面积 八 悬挑架常见质量通病 1 部分位置悬挑过长 2 锚固段达不到外挑长度1 5倍 3 U型箍做法不规范 4 钢丝绳弯折或与支承型钢不在同一垂直面 5 钢丝绳吊环做法不正确 6 部分立杆悬空 7 外挑型钢支承在阳台上 未对阳台进行有效加固 8 转角处外挑型钢做法不正确 八 悬挑架常见质量通病 1 部分位置悬挑过长 2 锚固段达不到外挑长度1 5倍 3 U型箍做法不规范 4 钢丝绳弯折或与支承型钢不在同一垂直面 5 钢丝绳吊环做法不正确 6 部分立杆悬空 7 外挑型钢支承在阳台上 未对阳台进行有效加固 8 转角处外挑型钢做法不正确 九 悬挑式转料平台构造及设计计算 六 悬挑架支承结构构造 悬挑式塔吊转料平台示意图 六 悬挑架支承结构构造 九 转料平台设计及构造要求 省建设工程质量安全监督总站 省直监工程建筑施工转料平台安全技术若干规定 闽建质安监总 2007 022号 闽建建函 2007 52号 对转料平台构造提出比较详细要求 具体如下 1 转料平台依附的建筑结构应是钢筋混凝土结构或钢结构 不得依附在砖混结构或砖结构上 2 转料平台施工荷载一般可按3kN m2计算 主要考虑卸料 存料的不均匀性 使用荷载要控制在2kN m2以内 3 转料平台宽度不应大于3m 长度不应大于3 5m 当有特殊要求时 按要求进行设计验算 4 转料平台必须单独设置 不得与外脚手架相连 同时 在同一垂直面上不得重复设置 5 转料平台应自成受力体系 其载荷应直接传递给工程结构 不得传递给脚手架 6 平台两边应各用2道钢丝绳与建筑物上梁柱相拉卸荷 7 转料平台的支承结构应为型钢制作的悬挑梁或悬挑桁架等 不得采用钢管 其节点应螺栓联结或焊接 不得采用扣件连接 转料平台的水平杆间距不大于1米 与预埋固定件紧固连接 转料平台至少设三道横杆 间距不大于1米 8 转料平台与建筑物连接应采用水平支承于建筑梁板结构上的形式 固定端长度应大于1 8米 与建筑物连接必须可靠 如可在建筑物上预埋不少于两道的钢筋套箍固定 或由不少于两道的预埋U型螺栓与压板采用双螺母固定 螺杆露出螺母应不少于3扣 九 转料平台设计及构造要求 9 转料平台周围应按临边防护要求设置防护栏杆及密目网 连接牢固 应能承受1kN的外力 平台两侧栏杆不小于三道 高度不低于1 5米 平台脚手板不得使用竹笆榀 脚手板应满铺固定牢靠并有防滑措施 不能有移动和空隙 同时平台前应设置平网防护 10 转料平台构配件宜定型化 采用的原材料材质及性能应符合现行国家标准 规范要求 应按规定进行进场验收和检验 合格后方可使用 11 在转料平台的明显处应设置安全警示标志牌 标明使用要求和限载重量 平台上的施工荷载必须符合设计要求 不得超载或集中堆载 堆载高度不宜超过1 2m 九 转料平台设计及构