建筑施工工具式脚手架安全技术规范.docx
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1、建筑施工工具式脚手架安全技术规范Building construction safety(implememtary)scaffold practice standard条文说明(征求意见稿)主编单位:中国建筑业协会建筑安全分会 二00八年四月三十日建筑施工工具式脚手架安全技术规范目 录1 总则12 术语 符号1附着式升降脚手架3 构配件材料性能14 荷载25 设计计算46 结构构造77 安全装置98 组装、升降、使用、拆除119 管理1310 检查与验收14高处作业吊篮11 构配件性能1512 高处作业吊蓝绳所受荷载1513 高处作业吊篮对结构的作用1614 安装与拆除1815 使用和管理18
2、物料平台16 构配件2017 荷载2018 设计计算2219 构 造2520 安装与拆除2621 使用和管理271总则1.0.1在我国建筑法、安全生产法中都明确规定我国安全生产的方针为“安全第一、预防为主”,十六大以后补充为“安全第一、预防为主、综合治理”编制本规范的目的是为了贯彻“安全第一,预防为主、综合治理”的方针,确保工具式脚手架施工安全,及国家财产的安全。1.0.2-1.0.3 本规范的适用范围为附着式升降脚手架包括手动、电动和液压升降的三种类型,也包括单片和整体提升的架体。包括简易操作和智能系统操作。高处作业吊篮、卸料平台三类工具式脚手架的设计与施工。1.0.4 工具式脚手架的设计、
3、构造、安装、拆除、使用及管理牵涉面广,不仅有原材料如钢管、钢丝绳等,尚有半成品、成品如扣件、焊条等,也与其他施工技术和质量评定方面的标准密切相关。因此,凡本规范有规定者,应遵照执行;除本规范无规定者,尚应按照有关现行标准的规定执行。2 术语 符号本章所用的术语和符号是参照我国现行国家标准工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132的规定编写的,并根据需要增加了一些内容。2.1术语本章给出了本规范有关章节中引用的37个术语。本规范的术语是从工具式脚手架的设计与施工的角度赋予其涵义的,但涵义不一定是术语的严密定义。同时还给出了相应的推荐性英文术语,该英文术语不一定是国际上通用的标准术语,仅供参考。
4、2.2 符号本章给出了本规范有关章节中引用的44个符号,并分别作出了定义。3 构配件材料性能3.1 构配件材质性能3.1.1 本条着重提出了附着式升降脚手架架体用的钢管的材质性能规定。(1) 试验表明,脚手架的承载能力由稳定条件控制,失稳时的临界应力一般低于100N/mm2,采用高强度钢材并不能充分发挥其强度,故本规范采用现行国家标准碳素结构钢中Q235A级钢,比较经济合理;实际应用中,其材质性能不得低于此标准。(2) 从通用性考虑,本规范建议采用符合直缝电焊钢管(GB/T13793)的483.5mm的钢管,其壁厚不得小于3.15mm,但高强度薄壁钢管经计算其性能达设计要求后也可采用,并可降低
5、架体荷载,提高架提安全可靠性。(3) 本条规定了钢管应具备的形状与表面质量,有利于确保钢管的质量;(4) 从经济角度考虑,本规范说明可采用旧钢管,但是必须符合本规范的相应规定。3.1.2 本条规定了工具式脚手架主要构配件的材质要求,即不低于现行国家标准碳素结构钢GB/T700中Q235A级钢的规定。3.1.3 本条为钢材选用中的温度界限,考虑了钢材的抗脆断性能,是我国实践经验的总结。3.1.4 本条是对连接扣件的规定,旨在确保连接扣件的质量。3.1.5 本条架体结构的连接材料要求。(1) 手工焊接时焊条型号中关于药皮类型的确定,应按结构的受力情况和重要性区别对待,对受动力荷载需要验算疲劳的结构
6、,为减少焊缝金属中的含氢量防止冷裂纹,并使焊缝金属脱硫减小形成热裂纹的倾向,以综合提高焊缝的质量,应采用低氢型碱性焊条;对其他结构可采用普通焊条。(2) 自动焊或半自动焊所采用的焊丝和焊剂应符合设计对焊缝金属力学性能的要求。按现行国家标准来选择焊丝和焊剂。3.1.6 本条是对脚手板材料选用的界限及质量要求。以确保脚手板方便使用、经济合理、安全可靠。荷 载4.0.1荷载分类4.0.2荷载标准值施工活荷载标准值最小值的取值(表4.0.2-1)在使用情况下按编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定(修订稿)的规定,结构施工时取3.0KN/m2按二层同时作业计算,装修施工取2.0KN/m2,按三层同时
7、作业计算,但是在升降情况下,根据本规范8.2.3条的规定附着升降脚手架操作时严禁操作人员停留在架体上,因此施工活荷载取0.5KN/m2按二层考虑;装修施工每层活荷载取0.5KN/m2按三层同时作业考虑。坠落的工况只是使用和升降情况下发生事故之前的瞬间状况,因此在计算防坠落装置时,应按使用和升降两种状况发生坠落的情况考虑,按表4.0.2-1的“注”中说明所述,活荷载标准值分两种情况选取,但是两种情况所采用的荷载不均匀系数取值不同,升降工况时坠落瞬间荷载不均匀系数r2=2.0,使用工况时坠落瞬间不均匀系数r1=1.3.因此两种情况应选最不利的一种计算。风荷载标准值wK按建筑结构荷载规范(GB500
8、09)的规定计算,由于附着式升降脚手架使用周期一般为一年左右,基本风压值w0 按GB50009附录表0.4取n=10的取值,风压系数取2=1.4.0.3说明荷载分项系数取值,根据现行结构设计规范来选取。4.0.54.0.7荷载效应组合及附加安全系数 计算结构极限状态的承载能力,其荷载基本组合按GB5009-2001第3.2.4条规定选取,可变荷载效应控制的组合按公式3.2.4即本规范4.0.5-1,4.0.5-2两公式计算组合值中取最不利的去验算。附加安全系数, rR/=1.43的推导如下:本规范采用“概率极限状态设计法”,并要求结构安全度同以往容许应力方法中采用的安全系数K相符合,即K值达到
9、:计算强度时K1 1.5,计算稳定时 K22.因此结构抗力调整系数r/R可按承载能力极限状态设计表达式求得: 对轴心受压杆不组合风荷载时: (1 ) (2) 为了使K2=2 必须满足: (3 )将(3)式代入(2)式得: = (4 ) (5 ) 式中: _ 钢管的抗力分项系数, _不组合风荷载时的结构抗力调整系数 当 = 23时,可以计算出=1.431.41为方便计算,并稍偏于安全,统一取为常数,。由于水平支撑桁架与主框架的节点往往在构造上不能达到理想的铰接,因此主框架、附着支撑结构,动力设备,吊具等在正常使用情况下应乘以荷载不均匀系数r1=1.3,在升降工况下(包括升降工况时坠落瞬间)由于不
10、能完全同步升降,有一定的同步差应乘以不均匀系数r2=2,坠落的瞬间不取荷载不均匀系数,而取冲击系数r3=2.5、设计计算5.1基本设计规定5.1.1此条规定了脚手架的设计应符合现行的有关国家标准、规范和规定以及相关的行业标准,其中编制建筑施工脚手架安全技术的统一规定(修订稿)主要是针对施工脚手架的特点,对脚手架计算的重要性系数、结构强度与压杆稳定计算的安全系数,以及风荷载的计算做出可一些补充规定。5.1.2本条明确规定了架体结构承载能力设计计算方法和必须计算的项目。5.1.3架体结构构件变形 过大会影响脚手架正常安全使用,因此规定要进行变形验收。5.1.4钢丝绳等吊具以及升降动力设备的承载能力
11、计算应根据有关机械设计计算方法进行。5.1.55.1.7 根据相关的结构设计规范,规定了架体结构构件的长细比,及受弯构件的容许变形。5.1.85.1.11 附着式脚手架使用、升降、坠落三种状态下的荷载及计算简图均不相同,应该选择其中最不利的情况进行结构验算。一般来说对于主框架应该是使用工况状态下,有风荷载组合的情况下最为不利,杆件内力最大,但是对于有些杆件例如防倾覆的导向杆,有可能在升降状态下出现局部最大弯矩,应当进行验算。对于防坠落的吊杆和附着支撑结构,最不利状况是在发生坠落的瞬间的受力状态,应进行结构验算,以保证不发生坠落。因此在进行设计计算时要针对不同的构件,分析可能出现的最不利受力状态
12、,进行验算。有的架体结构型式比较复杂,实际构造与计算的假设差距较大,例如主框架与理想的桁架相差较大,有的是刚架,用一般桁架的计算方法进行计算不能代表实际结构受力情况,必要时应通过真型试验与假设的计算模型进行比较,求出合理的安全的计算方法,对于每设计及一种新的附着式升降脚手架在投入使用前,均应进行真型试验来验证脚手架结构的设计承载能力。5.2构件设计计算5.2.1受弯构件应进行强度和变形计算。根据钢结构设计规范的规定进行计算。5.2.2中心受拉,受压杆件应根据钢结构设计规范进行计算。压杆应进行强度,稳定两项计算。5.2.35.2.4附着式升降脚手架架体结构的荷载传递过程如下:施工荷载作业 脚手架
13、立杆 水平支撑桁架 竖向主框架 附墙支撑结构 所施工的工程结构。水平支撑桁架实际是由内外桁架通过上下弦水平支撑杆件组合而成的空间结构。计算时按内、外两片平面桁架计算,但是内外两片桁架的荷载不同,因为其上部作业的脚手架的内、外立杆传下的轴力不同,因此应分别计算内外两片桁架的节点荷载。施工作业用的脚手架的自重、内外排不同,外排有剪刀撑、挡脚板、护身栏、安全网。内排没有、因此施工作业的脚手架外排自重较大,但是操作层的脚手板及活荷载,却是内排较大,因为脚手架与墙面的空隙处,小横杆一般向外挑约300mm,因此操作层内外排立杆的荷载分配,应该通过求小横杆的支座反力求得, 一般脚手架 B= 上式中q为操作层
14、均布荷载设计值。5.2.5 竖向主框架的计算,其最不利的情况在使用工况时并考虑风荷载的组合。竖向主框架一般设计成竖向桁架,其每个楼层都应设置支撑结构为主框架的水平支座,使用工况下的斜拉杆固定在附墙支撑结构上作为垂直荷载的支座。5.2.65.2.11 针对导轨(或导向柱)、防坠装置,主框架底座,悬臂梁的受力特点,提出荷载和结构计算的要求。5.2.125.2.13 穿墙螺栓的强度计算是按照钢结构设计规范 GB50017 进行的,螺栓孔壁混凝土承压计算是混凝土结构设计规范GB50010中局部承压承载力计算公式,计算升降时混凝土螺栓孔壁的局部承压承载力,又根据螺栓在混凝墙孔洞内受剪刀作用下的静力平衡原
15、理建立的三元一次方程组,求螺栓对孔壁的局部压力。升降的动力设备,应该将整个架体结构提升,而且在此过程中,由栓稍有不同步会产生荷载变异,应乘以变化系数r2=2,。5.2.14活塞运动的原阻力包括两部分:一部分是油缸以外运动部件的摩擦阻力;还有一部分是油缸活塞与油缸杆密封处的摩擦力。一般取上述两部分摩阻力之和为(0.10.2)P工,为偏于安全取上限0.2P工,因此P液=1.2 P工5.2.15针对建筑物凸出与凹进部分,附着脚手架应采取附加措施,进行专项设计。 6 结构构造6.0.1 本条说明附着式升降脚手架必备的基本构造。6.0.2 附着式升降脚手架结构构造尺寸1、规定了架体的高度,主要考虑了三层
16、未拆除模板层的高度和顶部在施楼层以及其上防护栏杆(1.8m)的防护要求,且同时满足底层模板拆除层外围防护的要求,真正达到安全防护的目的,如果高度不够,则不是顶部没有防护就是底部拆模层没有防护。2、架体宽度指内外排立杆轴线间的距离;内排立杆距建筑结构不应大于0.5m,主要考虑尽量减少架体的外倾力矩。3、支承跨度本规范较以前要求更加严格,是因为支承跨度是设计计算的重要指标,是有效控制升降动力设备提升力超载现象的重要措施。4、一般情况下,架体的端部荷载最大,如果不严格控制则危险性也最大,因此本条规定作出了更严格的规定。5、主要考虑由于不同层高建筑使用的附着式升降脚手架高度不同,必须同时控制高度和跨度
17、,确保控制荷载和使用安全。6、主要考虑由于总架体高度不高,附着连接可靠,竖向主框架、水平支承桁架的整体作用,架体强度和刚度都较大,和考虑到施工人员戴安全帽正常通行的需要而作出本条的规定。6.0.3竖向主框架是附着式升降脚手架重要的承力和稳定构件,架体所有受力均由其传递给附着支撑结构,竖向主框架高度按与附墙支座覆盖楼层高度相等的原则设计是考虑满足楼板模板拆除和满足升降要求确定的。 1、竖向主框架要求设计为具有足够强度和支撑刚度的空间几何不变体系的稳定结构。从整体承载和支撑的强度、刚度考虑应设计为整体式结构,为便于安装运输可设计为分段对接式结构。2、指某些采用中心起吊的架体,在吊装横梁行程范围内主
18、框架及架体纵向水平杆必须断开,断开部位必须进行可靠加固。 3、由于竖向主框架必须通过导轨进行上下运动,进而带动架体升降,某些型式的升降脚手架还可通过导轨传递荷载,故规定主框架内侧应设置导轨,并推荐导轨与主框架设计为整体结构,其强度、刚度更高,更科学合理。6.0.4 水平支承桁架是作为承载架体荷载并将其传递给主框架的构件。 13、是对水平支承桁架构造设计的要求。 4、考虑主要承受由立杆传递的架体竖向荷载,故要求立杆底端必须放置在上弦节点各轴线的交汇处,确保承传力合理有效。 5、内外排水平支承桁架应构成空间稳定结构,提升整体性和稳定性。 6、主要考虑架体在升降过程中可能存在的高差出现时,水平支承桁
19、架与主框架的连接节点如果刚性过大,两个升降动力设备中提升过快或下降过慢机位的提升力剧增,存在安全隐患,为减少提升荷载不均匀的影响,所以应设计为能活动的铰接点。6.0.5说明附墙支座结构的基本型式和构造、使用要求。1、附墙支座是承受架体所有荷载并将其传递给建筑结构的构件,应于竖向主框架所覆盖的每一楼层处设置一道附墙支座,每一楼层是指己浇灌混凝土且混凝土强度己达到要求的楼层。 2、主要是保证主框架的荷载能直接有效的传递给附墙支座。 3、说明附墙支座还应具有防倾覆和升降导向的功能。 4、附墙支座与建筑物连接螺栓的使用要求;出于安全考虑受拉端的螺栓应有2个,螺杆露出螺母应不少于3扣和10mm,主要考虑
20、各型式架体采用的螺栓螺距不同,所以采用“3扣和10mm”双控;与混凝土面接触的垫板最小尺寸规定为100mm100mm10mm,过小可能会引起预留孔处混凝土的局部破坏。 5、说明了对建筑结构强度的最低要求。6.0.6由于扣件式钢管脚手架有较强的适用性和普遍性,架体构架宜采用,在搭设时应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130的规定。架体荷载是通过架体构架传递给竖向主框架和水平桁架的,所以架体构架必须与主框架和水平桁架可靠、有效连接。6.0.7水平桁架最底层作为整个架体的最后防护必须要求脚手板严密,安全网兜底;由于架体是运动的,水平铺设的脚手板与建筑结构之间无法紧贴,故脚手板与结构间应
21、设置可翻转的密封翻板,达到全封闭的要求。6.0.8架体悬臂高度应含一层再施楼层高度和一道防护栏杆高度,出于架体防倾覆和稳定性考虑,高度不得大于架体高度(H)的2/5和4m。6.0.9由于受水平桁架模数局限和建筑结构变化多样的影响,很多工程水平桁架不能连续设置时,可局部采用脚手架杆件连接。6.0.10考虑物料平台的特殊性和附着式升降脚手架的安全性,两者应严格独立使用。6.0.11在遇到塔吊附臂、施工电梯、物料平台时架体必须断开或开洞,断开或开洞处应按照临边、洞口的防护要求进行防护。6.0.12 剪刀撑对附着式升降脚手架架体的整体稳定、防止安全事故的发生将起重要的作用。若剪刀撑连接立杆太小,未与竖
22、向主框架、水平支承桁架和架体连成一体,则纵向支撑刚度较差,故对剪刀撑跨度和水平夹角作了规定。6.0.13 附着式升降脚手架架体结构在与附墙支座的连接处、架体上提升机构的设置处、架体上防坠及防倾装置的设置处、架体吊拉点设置处,因承受架体集中荷载较大,容易变形或损坏,固此本条规定在该此位置应设计有加强构造措施;另外在架体平面的转角处、架体因碰到塔吊、施工电梯、物料平台等设施而需要断开或开洞处等,因架体断开变成悬挑,亦规定应采取加强措施,如斜拉、斜撑等 。6.0.14 本条主要是针对附着式升降脚手架的安全防护方面作出规定。具体说明如下:1、架体外侧满挂密目安全网,可有效防止物件掉落。2、底层脚手板必
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