z建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范

建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范

用条文说明

前言

《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ 128-2000 )。 建设部二千年十月十一日经建标[二千]223号文件批准并已公布。

为了使广泛的设计、施工、科研、学校等相关人员在使用本标准时能够正确理解并执行条文规定，《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》编组按章、节的顺序编制了本标准的条文说明，供国内使用者参考。 如果使用过程中本条文的说明有问题，请向哈尔滨工业大学(地址：哈尔滨市南冈区西大直街66号旧哈尔滨建筑大学643邮箱，邮政编码)发送意见。

一总则

1.0. 1本条文旨在制定本规范，也是门式钢管脚手架设计和施工必须遵守的基本原则。

1.0.2本条明确规定了本规范的适用范围。

1.0.3脚手架太高，不仅不利于安全，也不经济。 本条脚手架的高度规定是根据国内外门式脚手架的实验和理论分析结果，借鉴国外同类标准和我国使用经验确定的。

1.0.4本条件所规定的关系基准为《门式钢管脚手架》 (JGJ76 )、《碳素结构钢》 (GB/T700 )、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 (GBJ18 )、《钢结构设计规范》 (GBJ17 )、《钢管脚手架扣件》 (GB15831 )等。

2术语，符号

本章的条文只表示使用者有可能误解为没有记载在本规范的记述中的用语。

3金属配件材质、性能

3.0.1门架及其附件的品种、规格、技术要求、试验方法、检验规则和产品标识、包装、运输、储存等细则由现行业标准《门式钢管脚手架》 (JGJ76 )规定，条文要求新门架及附件提供出厂合格证书。

3.0.2该条文对运行的门形架和附件在每次使用前进行取样检查，根据外观品质，根据附录a的《门架及配件质量分类》表进行品质分类判定，分别对门形架和附件进行维护、修理维护、试验后分类的废弃处理等4种处理，附带门形架附录a中，确定门架部件质量分类的方法参考四川省地方标准提出。

3.0.3加强棒都必须与门架立棒连接，因此采用符合棒材外径的紧固件可确保连接，因此条文规定“应采用422.5mm的高频管”，但由于施工现场多数脚管为483.5mm的焊接钢管，因此采用“483.5mm的焊接钢管” 这要求采用42/48尺寸的异形拉链。

3.0.4严重的锈指贯通性锈孔、大面积的鱼磷状锈片等锈。

3.0.5分别连接外径为42mm的钢管和外径为48mm和42mm的钢管的紧固件已经有产品，为了便于识别其端部是42mm还是48mm，厂家做了明确的标记，提高了安装效率。 其性能、质量没有国家统一标准，为保证安全，本条文应参照扣件标准(GB15831 )执行此类扣件。

3.0.6连壁材料种类和结构形式较多，本条仅规定了其采用的钢管和型钢材质。

4负荷

4.0.1为了满足现行国家结构设计规范设计方法的需要，本条将脚手架载荷分为永久载荷和可变载荷，按现行结构设计规范规定计算结构、构件载荷能力时，应采用载荷设计值，载荷设计值为载荷标准值乘以载荷细目系数，永久载荷细目系数为1.2 (但阻力对其载荷作用

4.0.2本条以安全网、扶手、脚手架板等为永久负荷的依据，这些附件的设置位置随工程进度而变化，但对于用途规定的脚手架，它们的数量和重量也有规定，在设计脚手架时，必须根据实际设置进行计算。

4.0.3本条所示的施工负荷基准值是根据国内的施工现场调查和海外的同类基准决定的。 现场调查结果表明，门式钢管脚手架主要用于外墙装修，脚手架在同一跨度范围内立体交叉作业层数一般不超过2层，施工层的施工负荷一般不超过2.0kN/m2，门式钢管脚手架很少用于结构主体施工，施工层的负荷一般在3.0 kN/m2以下，同一跨度因此，表4.0.3所示的施工负荷和施工负荷合计值的规定符合我国施工现场的实际，与国外同类标准相比，略大于日本的规定(参照后表3 )。

4.0.4式4.0.4根据(GBJ9)第6.1.1条，参考国外的同类标准给出。

《建筑结构荷载规范》规定了垂直于建筑物表面的风荷载基准值用下式计算

k=zs0

式中z——z高度下的风振系数考虑风压脉动对构造的影响，因此，脚手架系统附着在建筑物上的是z=1.0

s、z——分别是风荷载体型系数及风压高度变化系数

0——基本风压。

条文中上式采用0.7的系数，该系数是根据脚手架的实际构造采用的基本风压修正系数。 规范(GBJ9)中规定的基本风压0的值，再现期间由30年决定，脚手架使用期间一般为1~3年，与此相对，遭遇强风的概率要小得多。 参考英国的同类标准(BS5973-1981 )，根据脚手架的使用期间采用不同的风压减少系数，本条采用0.7系数，相当于脚手架的期间为5年，这是安全偏差。

脚手架是以附着在本体上的构造设置的框架，由于风荷载的作用，风荷载的压力和吸引力的分布规律很复杂，与脚手架采用的围栏材料、围栏状况有关，表4.0.4所示的风荷载体型系数参照(GBJ9)的关系观规定给出。 为了便于应用，在表(4.0.4注1 )中，门架棒钢管外径为42mm的开放式脚手架，直接赋予风荷载体型系数stw=0.25，对于简化了计算的门架立棒管的外径不是42mm的脚手架，根据(GBJ9)表6.3.1项次31、32、36规定计算风荷载体型系数

介绍了开放脚手架stw=0.25的由来。

(GBJ9)参照表6.3.1项下32、36的规定，开放式脚手架应用空间桁架的体型系数计算，其计算公式如下

stw=st(1-n)/(1-) (1)

式中st——单结构桁架的体型系数，st=s；

=An/A——正面系数

s——桁架构件的体型系数根据(GBJ9)表6.3.1项次36设定为圆管s=1.2；

An——的正面面积

A——桁架的轮廓面积

——和b/值在(GBJ9)表6.3.1项回路32中进行了调查

n——桁架的数量应采用开放式外脚手架2.0

b、l脚手架的宽度和跨度。

在门式脚手架中，门框、附件的规格尺寸为定型品，因此这些各参数可以直接计算。 风挡面积根据规范(GBJ9)的规定，门架b=1.22m、h0=1.93m、跨距l=1.83m、门架、交叉支撑及水平架的规格如图1所示。

an=[ (1. 931.83 )0. 0420.025282.162 ]1.2=0. 328 m 2

其中1.2——考虑固件的增大系数。

=An/A=0.328/1.931.83=0.093

根据0.1，b/l=1.22/1.831.0，=1.0

将以上各值代入式(1)而得到

stw=s(1 )=0.0931.22=0.223

设stw=0.25

图1脚手架风荷载计算图

4.0.5本条的荷载效应组合仅列举了脚手架稳定和墙体材料两点，表4.0.5规定的依据如下

1 .水平架、交叉支撑、脚手架等只要其规格、性能、质量满足(JGJ76 )的要求，正常使用时(即按照本规范第6、7、8章的规定执行时)，正常使用时(即按照本规范第6、7、8章的规定执行时)，强度和刚性满足要求，因此需要计算

2、理论分析和实验研究结果表明，在墙体材料正常安装的条件下，脚手架破坏为稳定破坏，因此仅提出了稳定计算项目。 在开放式脚手架上，风荷载对脚手架的内力较小，一般只进行荷载组合的计算。

3 .本条规定的壁材负荷组合中，除风荷载以外，还包括施加水平力的3kN，考虑到壁材除风荷载的作用外，还受到其他水平力的作用。 其他水平力的作用通常来自两个方面：

1 )脚手架的负荷作用实际上是偏离脚手架形心轴的作用，在偏心力的作用下，脚手架受到倾斜力矩的作用，该倾斜力矩受到壁材的水平反作用力的抵抗

2 )实验和理论分析的研究结果表明，脚手架结构的整体稳定性与墙材密切相关，因为墙材是阻止脚手架横向(门架平面方向)整体压曲的制约，墙材为了保证脚手架横向整体稳定而受到弯曲剪切力。

正确计算以上两个水平力仍然很困难，条文中暂定为3.0kN，积累经验后需要研究修正。

5设计计算

5.1.1、5.1.2两项明确规定了脚手架工程应施工的组织设计及其包括的设计内容。 这是为了设立脚手架塔，使用科学化、规范化的轨道来确保脚手架的安全。

5.2.1、5.2.2条文未叙述与计算无直接关系的理论内容，给出直接计算公式，可按条文给出的各项规定直接稳定计算脚手架。 脚手架稳定计算的几个问题说明如下

1 .脚手架的设计方法

本规范在脚手架上采用与现行结构统一的设计表现形式。 结构规范对结构构件采用基于概率理论的极限状态设计法，脚手架系统假设结构，在载荷和结构方面系统积累的统计资料不足，不具备永久结构那样的概率分析条件。 因此，对于脚手架的功能特征，算式中的阻抗项采用调整系数R，其值以单一系数法的安全系数2.0为基础，反复调整确定。 因此，本规范在脚手架上采用的设计方法实质上是半概率半经验。

2 .按轴心受压杆计算脚手架稳定承载能力

1 )门式钢管脚手架不同，门式钢管脚手架的主要破坏形式是在弯曲刚性弱的门框平面外的多波浪鼓曲失效(图2a )。 该破坏形式的条件是，脚手架的壁材正常设置(纵向间隔在3个门框的高度以下)，门框的两侧设置交叉支撑，水平框逐步设置。 如果交叉支架仅设置在脚手架的一侧，在未设置交叉支架的一侧以梯级架设连续的纵加强棒，则脚手架在门架平面外压曲破坏(图2b )，实验结果显示，承载能力比前面的破坏形式下降30%~40%。 当墙体零散布置，纵向间隔大至4~6个门架高度时，脚手架可能会向门架平面方向波动(图2c )，该压曲破坏载荷尚无实验数据，但必须低于第一破坏形式。 5.2.1、5.2.2条的规定是对脚手架主要破坏形式的计算，本规范在第6章根据结构规定的要求，避免发生后的两种压曲破坏。

图2门式钢管脚手架的失稳破坏形式

2 )门式脚手架的受力特性

构成门式脚手架的基本单元——的门架是框架构造，在施工载荷的作用下，施工层的门架部件在门架平面内受到局部的弯矩的作用。 虽说如此，因为在脚手架的所有负荷中施工负荷所占的比重并不大，所以在45m高的脚手架中施工负荷约占20%~30%，在60m高的脚手架中施工负荷仅占18%~24%，施工负荷在非操作层中也靠近门架棒。 轴心被压迫传递。 因此，门式脚手架主要被门架的立柱轴心推压而以垂直载荷为基础传递，风载荷作用时在门架平面方向上产生力矩，这也必须通过门架的立柱轴心力作用力矩来抵抗。 也就是说，门式脚手架主要承受轴压，弯矩作用，但产生的附加应力不大。

根据上述分析，本条将门式脚手架简化为轴心受压构件的计算，国外同类标准也采取了同样的处理。

由于忽略上述弯矩不利于脚手架的安全，因此本规范通过调整系数考虑该因素来保证安全。

3 )脚手架稳定计算

本规范用公式(5.2.1-1)计算门式脚手架的稳定性规定

NNd

这是基于构造规范(GBJ18 )的轴心受压部件的稳定计算规定所要求的。 左端n表示计算单元内的负荷作用于门框的轴心力的设计值，计算单元如图3所示。 n用式(5.2.1-5)、式(5.2.1-3)计算，取较大一方。

Nd用式(5.2.1-5)计算，是门形架立棒稳定系数，根据附表B.0.6用门形架平面外方向的细长比进行调查。 式的k是调整系数，根据脚手架设置高度按表5.2.1的规定取值。

因为门架的两侧是由立棒和加强棒构成的复合棒，所以计算门架平面外方向的细长比时用式(5.2.1-6)、(5.2.1-7)计算，考虑到该式加强棒对门架平面外的弯曲刚性有贡献。

3 .调整系数k

根据《建筑结构设计统一标准》 (GBJ68 )的规定，轴心杆的稳定负载能力的极性状态公式如下

0(gngkqnjk)k/ma(2)

式中0——结构、部件的重要度系数对于脚手架结构应取0.9

G、Q——永久负荷可变负荷明细系数分别为1.2和1.4

NGk、njk——的永久负荷、各可变负荷在推杆上产生的推力的基准值

为了简化计算，——的组合系数被设置为1.0

——轴杆稳定系数

——轴压杆的截面积

k——材料强度的基准值

m——电阻系数在(GBJ18 )中为1.165。

若将右端除以调整系数R以使脚手架安全系数为2.0以上，则脚手架构造的设计式可以如下写

0.9 (gngk 1.0qnjk )k /ma1 /r (3)

容许应力方法的轴压板稳定负载能力极限状态公式如下所示

NGKnjkk/ma(4)

式中——组合系数为1.0

采用K——安全系数、经验系数2.0

整理式(3)右端，用加权平均值s表示负荷区段数G、Q

s=gngkqnjk/ngknqk

式(3)可以写

0.9s(ngknjk)k/ma1/r(5)

将式(4)与式(5)进行比较，得到调整系数

R=K/ms (6)

a与永久载荷和可变载荷所占的比例有关，参考英国的标准(BS5973-1981 )，考虑到对不同高度采用不同的安全系数，经过试验、调整，将sR的作用变为机架，计算高度调整系数k，最后在不同机架的高度决定了表5.2.1的系数。

用表5.2.1规定的调整系数逆算各种施工载荷下的开放式架子，得到的安全系列数接近或大于经验的安全系数2.0。

表1 H=45m脚手架安全系数k=1.17

表2 H=60m脚手架安全系数k=1.22

4 .国内外门式脚手架