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碗扣式脚手架规范有哪些,施工人员须知的安全规范
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JGJ 166-2008 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范
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JGJ 166-2008 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范
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新颁布《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》解析
中华人民共和国行业标准《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JCJl66—2008已经颁布，于日实施，现将本标准的编制背景知识及其说明刊载，以利于更好的掌握实施。一、标准的编制背景&&&&碗扣式钢管脚手架是1986年由铁道部专业设计院从英国SGB脚手架公司引进当今流行的先进架设工具之一。在消化、吸收国外先进技术的基础上，经研制、创新开发了适合我国国情的碗扣式钢管脚手架体系。产品通过了部级鉴定，并申请了国内专利。碗扣式钢管脚手架以其多功能 (能根据施工要求组成各种组架尺寸、形状和单、双排脚手架、支撑架，支撑柱，物料提升架，爬升脚手架，悬挑架等。亦可用于搭设施工棚、料棚、临时舞台、看台等构筑物)、承载力大(立杆接长轴心承插，横杆与立杆靠碗扣接头连接，具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能和自锁能力，各杆件轴心相交于立杆轴心，节点在框架平面内，结构稳定安全可靠)、构件系列化、标准化(有50余种配套构件)、无易丢失配件、搭设和拆除速度快(工人操作方便)、劳动强度低、运输方便、易于维修管理等优点，受到广大施工用户的欢迎，特别在高支模施工迅速得到广泛的推广和应用，并从1994年以来一直被住房和城乡建设部列为建筑业重点推广应用十项新技术之一。&& 《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》行业标准1994年由铁道部建筑专业设计院申请立项，编制工作历经10年，由于种种原因未能如期进行。随着我国建筑事业的蓬勃发展，生产企业、施工企业对标准的需求呼声很高，在住房和城乡建设部有关部门召开的相关会议上多次提出意见和建议。2004年4月经原建设部标准定额研究所研究决定变更主编单位。根据建设部建标工 [2004] 09号文，主编单位变更为“中国建筑金属结构协会建筑模板脚手架委员会”，规范的编制工作重新启动。2007年初根据参编施工单位的申请经协商，依据建设部建标标函[2007] 56号文，将行业标准的主编单位改为“河北建设集团有限公司”、“中天建设集团有限公司”会同中国建筑金属结构协会建筑模板脚手架委员会、北京星河模板脚手架工程有限公司、北京建安泰建筑脚手架有限公司、北京住总集团有限公司、上海长宁区建设工程安全监督站、南通市达欣工程有限公司等八个单位及聘请三位业内长期从事模板脚手架工作及研究的余宗明总工、任升高顾问总工、熊耀莹总工等三位教授级高工共同参与规范的编制工作。二、标准编制的指导思想和总体思路&&&& 本标准编制过程中正值我国脚手架安全事故高发期，仅举较为典型的几个例子。例如：2000年南京电视台新演播大厅36m高支模架在浇铸混凝土过程中架体突然坍塌(坍塌时间仅延续4秒钟)造成6人死亡、重伤11人、轻伤24人的重大安全事故；2002年浙江省杭州、宁波等市连续发生三起模板支撑架倒塌，造成19人死亡、44人受伤的重大恶性事故；2003年厦门“8.9”模板支撑架倒塌，造成7人死亡、38人受伤重大伤亡事故；2005年北京西西工程模板支撑系统坍塌造成8人死亡、21人受伤的重大安全事故等等。尽管事故发生后政府管理部门加强了市场的整顿和监管，但在之后的几年中模板支撑架发生群死群伤的重大安全事故几乎没有间断过。人们开始反思，除去产品质量、操作不按规定、管理不到位等因素存在问题外，面对当前建筑工程的高型化、大型化、荷载重，以往对脚手架及模板支撑架安全技术理论研究的不足和相关标准存在缺陷的问题摆在面前，仍按传统经验搭设施工已不能适应当前工程类型、施工技术发展和防范事故的需要。20世纪70年代初期，英国开始使用扣件式钢管脚手架时也没有完整的临时设施规范，施工架搭设全凭经验，以至于使用材料过多和出现脚手架倒塌伤亡安全事故。70年代末期英国开始组织专家进行研究，到80年代初期才形成了规范和基础设计理论。我国在脚手架安全技术理论研究的工作连续性是欠缺的，未能跟上建筑工程快速发展的需求，导致安全事故的频发。&&&& 在施工现场，一般都把建筑脚手架作为临时设施看待，但它的组成形式却是一个结构体系。随着建筑工程形式的变化，架体的结构形式也存在差异性。现场工程师综合解决和处理施工中出现的各种各样实际问题的能力，应是建立在对相关理论认识、实践经验、知识面以及深入探讨和创新能力基础之上的。脚手架和模板支撑架等结构设计也是设计者根据自己的素质和外界的约束条件进行的决策。针对现场脚手架及模板支撑架缺乏系统理论作指导，大多凭主观和经验搭设，有时存在很大的盲目性，计算与架体设计的构造实际情况往往脱节，不能达到确保安全的使用的现状(很多倒塌的架子计算书看起来没问题，但架子却塌了)，及对脚手架结构力学基础理论应用概念模糊(任意少设或不设置斜杆，有的连横杆也少设)等问题。按照规范编制应随着施工技术的发展不断发展和创新的要求，本规范在编制过程中加强了对架体构造与计算关联性的理论研究，结合实践经验、实体荷载试验等，根据碗扣式钢管脚手架体系的特点，完成了，《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JCJl66-2008这项标准。通过规范的实施，以期达到使现场技术人员能掌握架体方案编制程序、结构设计和计算的基本要领，发挥主观能动性，举一反三，提升解决和处理现场工程中安全技术的能力。三、本标准的主要内容&&&& 在确定本标准总体编排和内容时，按照住房和城乡建设部“工程建设城建建工行业标准编制工作手册”的编写规定，编制过程中遵循条文规定明确、具体、通俗、易懂、逻辑性强，并不产生歧义，不带感情色彩。标准中在明确“干”的目标，规定怎么办，必须达到的要求，不得超过的界限等都不一一阐述其原因和道理。本标准的总体架构按照碗扣式钢管脚手架构配件的组成，结构体系的特点，工程使用要求共分了9章，即：1．总则；2．术语和符号；3．构配件材料、制作及检验；4．荷载；5结构设计计算；6．构造要求；7．施工；8．检查与验收；9安全使用与管理；以及相关附录；并规定了强制性条文14条。四、本标准的特点1．明确保证架体整体稳定的基本要素根据近年来脚手架和模板支撑架倒塌事故，从架体结构角度分析原因主要有两种：1．结构的整体构造不稳定造成坍塌；2．杆件承载力不足导致整体结构的破坏。碗扣式钢管脚手架同扣件式钢管脚手架一样同属于杆系结构，以立杆承受竖向荷载作用为主。尽管脚手架及模板支撑架使用条件存在多变性，但同样也有规律性可循，解决脚手架安全技术问题离不开理论的指导。架体结构的稳定性与结构几何不变体系有关。本规范结构设计的理论中心就是通过对架体结构的机动分析，研究不变体的组成规律，提出一个协调结构抗力和外界作用的原则，为设计者的决策提供依据。结构设计理论的发展，往往受生产水平和科学技术发展水平的制约，本规范在架体结构设计的规定中，强调了结构设计时满足“几何不变性”的原则。目的是通过统一脚手架、模板支撑架结构设计的基本原则，改变习惯和传统的设计理念，使我国建筑脚手架结构设计更趋合理，这对脚手架工程的方案设计、保证施工安全及防范事故发生将会大有裨益。2．强调计算简图的作用，提出可行的计算方法脚手架和模板支撑架结构体系是一个空间结构，服务于施工过程，就其结构本身存在条件的多变性、参数的难控性和理论与实际的差异性。寻求将复杂的问题简单化，既要具有科学性还要具有可操作性，世界上最好的办法往往可能就是最简单的办法。本规范将脚手架和模板支撑架的空间结构体系化为平面体系，提出架体应符合几何不变性条件作为结构稳定设计的先决条件：对于双排脚手架应满足沿纵向x轴方向的两排网格结构的每层至少设一根斜杆；对于模板支撑架(满堂架)应满足沿立杆轴线(包括平面x、y两个方向)的每行每列网格结构竖向每层不得少于一根斜杆，也可采用侧面增加链杆与结构柱、墙相连。在对脚手架及模板支撑架组成的网格式结构进行机动分析时，在保证整体结构具备“几何不变条件”基础上，选出其中的一个静定体系，当整体结构为超静定结构时忽略多余杆件，绘制静定的结构计算简图，这样便于获得清晰的设计思路，解决忽视斜杆作用的理论依据问题。3．确定计算模型，节点视为“铰接”为力求计算简便，且偏于安全，本规范采用了国内外普遍认同的“铰接”理论为基础，即将横杆与立杆相交的碗扣节点视为“铰接”的计算模型，按照铰接理论对单肢立杆稳定性进行计算，达到简便、实用的目的。4．长细比的确定长细比是衡量压杆抗弯能力的重要指标，本规范规定主要承载构件长细比λ≤230，而不是 250。这是因为我国碗扣架立杆的碗扣节点间距为 0.6m，不像扣件式钢管脚手架节点可以任意设置。按照立杆计算长度为3.6m时，长细比为227接近 230而确定的。5．解决无连墙件立杆支撑点控制的构造措施双排脚手架搭设高度较低时，问题不明显，实践经验也证明了这一点。但通常情况下，当架体高度超过24m时，最先发生平面外变形是无连墙件立杆部位。本规范为解决常见被忽视的问题，提出采用增加水平斜杆形成桁架的构造措施，解决了无约束立杆由于平面外变形的局部失稳造成脚手架整体坍塌的问题。6．计算长度确定杆系结构中杆件计算长度的物理意义是将具有端部约束条件的杆件比拟为承载力相同而长度不同的两端铰支杆看待，也就是直杆开始弯曲时弯曲线上的两个转点或反弯点之间的距离。本规范对杆件计算长度的确定，采取了把杆件和对它起约束作用的构件一起做稳定性分析，因为杆件计算长度与构造设计有密切联系，节点连接的构造方式会影响杆件的稳定性能。机械的、人为的确定或简单的套用公式，不考虑结构实际情况，极易造成误解而导致计算和结构实际情况脱节。7．结构稳定计算和构造设计相结合架体的稳定性不仅通过计算来保证，还需要从结构方案布置和构造设计来配合。结合脚手架工程特点，本规范第六章的构造要求提出的实用办法，利于结构设计中通盘考虑构造措施和施工过程中的安全检查。模板支撑架倒塌事故原因很多是由于忽视斜杆的作用，系统的斜杆(或剪刀撑)数量不足或布置不合理，没有列入设计计算要求，不对斜杆进行力学分析和计算。对高支模架常常出现的抗侧向位移的能力不足，特别是在混凝土柱与楼层梁板一起浇注时问题会更严重。8．如何判断模板支撑架倾覆当架体高宽比较大时，横向风荷载作用极易使立杆产生拉力，其力学特征是造成架体的倾覆，本规范给出了将架体倾覆验算转化为立杆的拉力计算方法。五、增加了碗扣架制作质量要求的内容为保证碗扣式脚手架构、配件的产品质量，便于对购置产品质量的检查与验收，本规范第三章除对材料、制作质量、形位公差提出具体要求外，还增加了对主要构配件的力学性能、试验方法及检验规则的要求。使构、配件生产质量控制有章可循，实现构配件的标准化、达到可互换性和通用性的效果。六、配套设计计算软件&&&&脚手架模板支撑架的设计方案编制或专项设计计算是一项繁琐的手工劳动，对一个实际工程来说，需要多次计算才能确定既安全可靠又经济合理的方案。为给广大施工技术人员提供一个可靠的计算工具，组织编制了与规范配套的碗扣式钢管脚手架设计计算软件，施工技术人员只需要录人脚手架或模板支架的搭设与荷载参数，就可以自动生成完整的计算方案书和搭设图形、构造措施等。碗扣式钢管脚手架计算软件的特点如下：1．严格按规范进行计算，每一计算过程都有依据；2．允许手工设置，用户可以根据实际施工情况手工设置支撑与荷载，突破各种固定施工方法的限制，更加灵活。3．一键式计算，操作简便。只需要在本软件中设置相应参数，点击计算后，可立即生成完整的计算方案书，并可随时调整参数。4．生成的方案书比同类软件约长出50％，每一计算步骤明确。详细的计算方案书，可以清楚显示计算过程。5．可以自动生成计算简图、弯矩图、剪力图、变形图，并可将最大弯矩与剪力值自动在图形上以红字标注，一目了然。6．计算方案书可以直接在WORD中生成，从目录到各级标题，结构清晰，格式美观，省去重新排版的时间和精力。7．所有计算公式均不是插入的图形，而是文本格式，根式与分子式的显示符合手工书写习惯，可以修改，显示与打印也更清晰。8．软件附带许多图形，图形化的操作界面，可对照设置参数，直观方便。9．计算结果不合格有红色警示，并提出改正建议。可以返回操作界面，重新设置参数，重新生成计算方案书。10．附加相关的规范，供随时查阅。七、结语&&&&我国脚手架规范制定总是滞后于技术的进展，人们传统经验做法、与专业规范的协调等问题，在短时间内难以解决。脚手架的结构设计理论从实践中产生，在实践中完善，在实践中深化和发展。人们在设计中不断地积累素材，不断地丰富设计理论知识库，使旧的设计理论被新的设计理论取代，为新理论应用开辟道路，通过循环往复，在原来的基础上提高一步。因此，本规范留有增加、修订的空间，进一步完善脚手架安全技术的工作仍任重道远。
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