编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定

1、编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定 说明：这是一个 1997年标准的摘录文本，内容基本齐全，所缺少的计算公式 可以在建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 （JGJ130-2001） 等规范中查 到。在使用过程中，有关内容应该以 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 和建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范（ JGJ 128-2010 ）为准。 另外，依据宗良的操作体会，如果确保计算的万无一失，仅仅依靠计算机辅 助软件是远远不足的， 只知其然不知其所以然， 以已昏昏做出来的成果是不能使 人昭昭的，至少还需要读懂如下规范： 建筑结构荷载规范 （GB50009-2001 ） 钢结构设计规范 （ G

2、BJ17-2003） 冷弯薄壁型钢结构技术规范 （GB50018-2002 ） 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002 ） 建筑施工安全检查标准 （ JGJ59-99） 重要用途钢丝绳 （GB 8918-2006 ） 以及建筑结构静力计算手册 （第二版 ） 等。以下为转贴内容： 1993年制订并下发的 编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定（建标 1993 062号，以下简称统一规定 ），对涉及风荷载计算、实用设计表达式等脚手架设计计算方 法的有关问题作出了规定。经 4年的应用和研究， 1997年通过并下发了该规定的修订稿，基 本上形成了脚手架设计计算方法的框架， 成为即将陆续颁布实

3、施的各种建筑施工脚手架安全 技术规范的指导性文件。 由脚手架杆 （构） 件和连接件搭设而成的各种形式的脚手架、支撑架和其他用途架子所 形成的脚手架结构， 具有其自身的特点， 不同于工程结构， 不能完全套用钢结构的计算方法， 应依据统一规定确定的方法和要求进行设计和计算。 1统一规定对脚手架结构设计计算方法的规定 1.1对设计方法和设计要求的规定 1.1.1 规定脚手架结构一律采用以概率理论为基础的极限状态设计法 （简称概率极限状 态设计法，即目前我国工程结构设计采用的方法）进行设计。 1.1.2 规定脚手架结构为临时工程结构，其结构重要性系数0取 0.9。 1.1.3 对脚手架结构设计可靠度的

4、要求，考虑到无足够统计数据积累的情况，确定 其采用概率极限状态设计的结果， 应与我国的历史使用经验相一致， 即若采用单一系数法进 行设计时，其单一安全系数应满足：强度计算时的K11.5；稳定计算时的 K22.0。为此， 在计算式中引入材料强度附加分项系数 或m抗力附加分项系数 ，RR0m0.9 。m 1.1.4 规定钢管脚手架结构归入薄壁型钢结构，在涉及设计焊接连接、选用轴心受 压杆件的稳定系数 时，应使用冷弯薄壁型钢结构技术规范 （ GBJ18-87 ）。 1.1.5 规定脚手架的设计计算项目一般应包括： （1）构架的整体稳定性计算（可转化为对立杆稳定性的计算）； （2）水平杆件的强度、稳定

5、性和刚度验算； （3）附着、连墙件的强度和稳定性计算； （4）抗倾覆验算； （5）地基基础和支承结构的验算。 当脚手架的结构和设置设计都符合相应规范的不必计算的要求时， 可不进行计算； 当作 业层施工荷载和构架尺寸不超过规范的限定时， 一般可不进行水平杆件的计算。 脚手架失稳 （包括整体、局部和单肢）破坏是其最大的危险所在，一般必须进行计算； 当脚手架的局部 或单肢无显著的荷载或长度增大时， 可不进行局部或单肢立杆的失稳验算。 总之， 在上述规 定的计（验）算项目中，凡没有不必计算的可靠依据时，均应进行计算。 1.1.6 按概率极限状态设计的要求， 刚度 （即变形） 验算时的荷载取标准值； 强

6、度和稳定验 算时的荷载取设计值，荷载的设计值等于其标准值乘上荷载分项系数。恒载（自重）分项系 数 GK取1.2（在抗倾覆验算中的荷载有利时，取 0.9 ）；活载（施工荷载、风荷载）分项系 数（ QK、wk）取1.4；同时组合施工荷载和风荷载时，荷载组合系数取0.85。 1.2 对一般实用设计表达式的规定 统一规定按两类构件（受弯、轴心受压）和两类荷载（不组合风载、组合风载）分 别给出了脚手架结构的一般实用设计表达式，共两组4个式子。 对于受弯构件： 不组合风载时为 1.2SGK+1.4SQK 组合风载时为 1.2SGK+1.4SGK 对于轴心受压杆件： 不组合风载时为 1.2SGK+1.4SQ

7、K 组合风载时为 1.2SGK+1.40.85 根据本文 1.1.3 对脚手架结构设计可靠度的要求， 通过概率极限状态设计法与单一系数法 两种 设计表达式的比较，得到 的m计算式。 对于受弯构件： 不组合风载时为 m1.19 组合风载时为 m1.19 对于轴心受压杆件： 不组合风载时为 m1.59 组合风载时为 m1.59 以上各式中： SCK 恒载标准值的作用效应（如轴力 NGK 、弯矩 MGK）； SQK 施工荷载标准值的作用效应（如轴力NQK 、弯矩 MQK）； Swk 风荷载标准值的作用效应（如轴力 Nwk 、弯矩 Mwk ）； fk 材料强度的标准值； f 材料强度的设计值， R抗力

8、分项系数，钢结构的 R取 1.165； W 截面模量（截面抵抗矩） ； 轴心受压杆件的稳定系数； A 杆件的毛截面积。 为方便计算， 各脚手架标准的编制组可根据相应脚手架的受荷情况， 统计出 和 值的 范围，编制出 m表，以供读者使用。亦可取，给出 KI 值。例如，已定稿的建筑施工门 式钢管脚手架安全技术规范取KI 0725（用于稳定计算） 。 当将相应的轴力和弯矩取代一般实用设计表达式中的作用效应 S 时，即可得到设计使 用的计算式（见后述） 。计算式一般都采用荷载计算值的作用效应，即在计算式中不出现荷 载分项系数。 1.3 对风荷载计算的规定 统一规定给出了脚手架所受的风压标准值 Wk 的

9、计算式。 当脚手架的设置高度 100m 时： 当脚手架的设置高度 100m时： 式中 W0 基本风压； z风压高度变化系数； z高度 z 处的风振系数； s风荷载体型系数（表 1）； ztw按桁架确定的风荷载体型系数； 按脚手架封闭状况确定的挡风系数； 0.7 按 5年重现期确定的基本风压折减系数。 对某些特殊情况， 可采用高于 0.7的值， 但不得低于此值。 以上 W0 、z、z、stw均按建筑结构荷载规范 （GBJ9-87）的相应规定选用或计算确定， 其中 stw按其表 6.3.1第32和第 36项计算。 表1脚手架风荷载体型系数 背靠建筑物的状况 全封闭 敞开，开洞 手脚架状况 各种封闭

10、情况 1.0 ，1.3 ，敞开 stw 2 落地式脚手架结构的主要验算 落地搭设的脚手架结构，包括单排、双排、多排（满堂）脚手架和支撑架，主要承受竖 向荷载作用， 其整体结构或单肢立杆的抗失稳能力远低于相应的强度承载能力， 当其计算长 度（等于节点间的实际长度乘以计算长度系数 ）和所受轴心荷载作用较大时，将会出现失 稳破坏，因此，稳定性是其主要验算项目。强度验算主要为地基基础、连墙件的抗拉、水平 杆件的抗弯等。 当连墙件受水平压力作用时， 则需验算其轴心受压稳定性。 水平杆件都有其 自身的 “跨度界值 ”LJ，当实用跨度 L LJ 时，则受其变形条件控制，仅需验算变形。脚手架水平杆件 的 LJ

11、 值及其相应的界值荷载以及不同跨度下的控制荷载等， 均可从文献 1中第 425436页查 到，读者可据此判断是否需要进行验算。 2.1 单、双排脚手架的整体稳定性验算 单、双排扣件式钢管脚手架的整体稳定性验算是在较为全面、 细致和深入的研究成果的 基础上提出的。 以其计算方法作为参考， 也初步给出了碗扣式钢管脚手架整体稳定性的计算 方法和这两种脚手架单肢立杆稳定性的计算方法， 其计算结果也是安全的 （但在今后有了更 多的试验数据后，也会作必要的调整） 。门式钢管脚手架则是以单榀门架的承载力为基础相 应给出其整体稳定性的计算方法的。 其他钢制脚手架稳定性的计算可参照这三种脚手架稳定 性计算的原则

12、和方法加以研究解决。 2.1.1 扣件式钢管脚手架的整体稳定性验算 扣件式钢管脚手架整体稳定性的计算方法， 1 1原型单、双排脚手架段进行整体加荷试验， 代入公式 0 Pcr/Afy （ A 为立杆的毛截面积， 系通过对多种常用构架尺寸和连墙点设置的 得到其出现整体失稳破坏时的临界荷载Pcr， fy 为立杆钢材的屈服强度） ，得到的 0为脚 H）的稳定系数，由冷弯薄壁 0 0i/h（ i 为立 手架段的整体稳定系数。将 0就视为立杆段（长度为步距 型钢结构技术规范 （GBJ18-87 ）附录三可查得相应于 0的长细比 0，由 杆的回转半径） ，即可得到立杆的计算长度系数 计算扣件式钢管脚手架整

13、体稳定性的立杆计算长度系数 架作用、连墙点作用以及荷载偏心和初弯曲等初始缺陷的影响。 转为简单的对立杆稳定性的验算。 将结果代入上述设计表达式， 0，经对试验数据的综合整理以后，确定了 取值（表2），值已综合考虑了整 将复杂的脚手架整体性验算， 即可得到以下验算整体稳定 性的实用式。 表 2 扣件式钢管脚手架整体稳定性验算的立杆的计算长度系数 类别 立杆横距 （m） 连墙件布置 2步 3跨 3步3跨 双排架 1.05 1.50 1.70 1.30 1.55 1.75 1.55 1.60 1.80 单排架 1.85 不组合风载时： N 1.2NGK 1.4NQK 组合风载时： 12NGK 1 4

14、0 85NQK MW 140 85MWK 式中 N、MW 分别为立杆的轴向力设计值和风载弯矩设计值； NGK 、NQK 分别为由恒载、施工荷载产生的立杆轴向力标准值； W 立杆的截面抵抗矩； MWK 由风载产生的立杆弯矩的标准值，按以下步骤计算。 （1）按式（ 9）或式（ 10）确定风压标准值。 （2）确定立杆所受风线荷载标准值 qwk 为： 式中 An 为挡风面积，即宽为立杆纵距 La 、高为步距 H 的风载计算单元内的实际挡风 面积。在计算 An 时，采用密目安全网者，可按其实围立面积的50%计，并应同时计算杆件 的挡风面积（ 1.15 杆件的挡风面积， 1.15系数为考虑杆件连接点阻力的

15、增大系数） ；采用挡 风材料封闭者，用其封闭面积。 （ 3） 由 qwk 按以下情况确定 Mwk ： 当连墙件按 2步3跨设置时，按 3跨连续梁确定 Mwk （查相应结构静力计算图表） ；当按 3 步3跨设置时，按 2跨连续梁查得 Mwk 。 我国现行工程结构设计规范均已采用 “概率极限状态设计法 ”，规范所给的强度设计值 f 由抗力分项系数 R除强度标准值得到，而计算作用效应N 、M 的荷载为计算值（考虑荷载 的分项系数和组合系数） 。一些读者往往在使用 f 时，却用荷载的标准值，这是不对的，应 当注意。 2.1.2 碗扣式钢管脚手架的整体稳定性验算 碗扣式钢管脚手架的整体稳定性验算， 目前

16、所做的相应试验不够 （仍在继续进行之中） ， 但从其与扣件式钢管脚手架相类似的试验结果的分析中可以看出， 由于杆件采用轴心连接等 因素，使其稳定承载能力比相应构架情况的扣件式钢管架提高15%以上。 当取碗扣架的计算 长度系数为 1时，则。因此确定，在验算碗扣式钢管脚手架的整体稳定性时，其 1值可按 表2数值乘以 09325 采用，其他均可采用扣件式钢管脚手架的计算方法。经几年的试用，可 满足使用安全的要求。 2.1.3 门式钢管脚手架的整体稳定性验算 门式钢管脚手架的整体稳定性以单榀门架计算，其门架立杆的稳定系数 按组合杆件 确定。其稳定验算式， 当不组合风载时， 仍使用式（11），但N 为一

17、榀门架的轴向力设计值； 当组合风载时，按下式计算： 式中 Mwk 风载弯矩标准值， hw 连墙件竖距； 门架立杆的稳定系数，按查冷弯薄壁型钢结构技术规范附录三，其中： I 门架立杆换算截面回转半径； I0 门架立杆截面惯性矩； I1、 h1 门架加强杆的截面惯性矩和高度； h0 门架高度； A 门架立杆的毛截面积； f 门架钢材的强度设计值： Q235钢用205N/mm2 ； 16Mn 钢用 300N/mm2 ； R考虑脚手架工作条件的抗力调整系数，取 2.2 非单、双排脚手架结构和单肢立杆的稳定性验算 非单、 双排脚手架结构包括多排或满堂设置的脚手架和模板支撑架，由于尚无系统的试 验研究成果

18、， 其结构和单肢立杆的稳定性验算， 可暂参考单、 双排脚手架计算的研究成果和 相关规范加以临时解决。 即将脚手架立杆段视为有侧移多层框架柱， 将上下横杆视为计算立 杆段的约束杆件，采用钢结构设计规范 （ GBJ1788）附表 4.2的规定，计算出单肢立杆 按有侧移框架柱考虑的计算长度系数 ，0当该单肢立杆为双排脚手架的立杆时，则 “应0 与相应双排脚手架的 值一致。由于两者的计算依据是不同的， 0，因此就引入两个调 整系数 m1（考虑连墙件设置情况的调整系数）和m2（考虑另一方向水平杆件约束作用的 调整系数），由 m1m2 0的特定情况求得 m1和 m2的数值后，用 m1m2 0计算 出扣件式

19、钢管脚手架各种构架情况下单肢立杆的计算长度系数 的数值表。用前述方法， 取碗扣式钢管脚手架单肢立杆的计算长度系数为 ，1则 10.9325 。和 的1数值表 见文献 1第 461 466页。有了 （或 ）1，即可按前述方法得到相应的稳定系数 。 扣件式或碗扣式脚手架结构的单肢立杆的稳定验算 （视其荷载作用情况可分为轴心受压 杆件和压弯杆件） ，可采用冷弯薄壁型钢结构技术规范 （GBJ18-87 ）的计算式和规定。 上述计算方法既考虑了脚手架结构本身的刚度条件， 又考虑了脚手架结构的连墙约束和 整体作用。同时还按不同的 h/Lb 、h/La 和连墙件设置情况，分别给出了首步架和其他步架 的角立杆

20、、边立杆与中立杆（分别在两面、三面和四面设有横杆）的 （或 ）1值。因此， 既可用于验算单、 双排脚手架结构的单肢立杆稳定性， 亦可用于验算多排和满堂脚手架结构 的稳定性。 计算多排和满堂脚手架结构稳定性时，连墙条件可按以下界定采用： （ 1） 当架子两个方向立杆排数 8、杆距 1.5m、且整体性较好，即设有足够的整体性拉 结杆件（斜杆、剪刀撑、斜撑等）时，可按2步 3跨连墙考虑； （2） 当架子两个方向立杆排数 8、杆距 1.5m且整体性较好时，可按 3步 3跨连墙考虑； （3）当杆距 1.5m 或具有其他整体性较差的情况时，可取值为 1.80 1.85，即接近于单 排脚 手架的工作情况。

21、2.3 其他验算项目和计算注意事项 2.3.1 水平杆件的强度验算 水平杆件包括纵、 横向水平杆和脚手板等， 当其不超过构造跨度规定， 不超载或不受过 大集中荷载作用时， 一般不需要进行计算；当跨度和荷载较大时， 一般应进行强度验算，可 依其支承情况，按简支梁或 23跨连续梁，使用式（ 1）或式（ 2）进行验算。验算时不要遗 漏公式右端抗力项的调整系数，应先确定 m值。 门式钢管脚手架的门架为门式框架构 件，其承载力取决于荷载作用点的部位。 受集中力作用时， 作用点位于门架立柱时的承载力 在设计时，应尽量避开横 L 按下式计算： ，在计算时，可将脚手架视 最大， 位于门架立柱和加强杆之间时次之，位于横梁跨中时最小。 梁中部受集中力的作用。 2.3.2 连墙件验算 连墙件一般按承受水平力作用进行设计，其所受水平力 N