扣件式钢管模板支撑架立杆承载力的影响因素分析
《扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
1995 1 1996 2 1997 3 1998 4 1999 5 2000 6 2001 7 2002 8 2003 9 2004 10 2005 11
50
52 41 33 40 30 30
52
48 42
43
2006年、2007年建筑施工事故起数比较
摘自 《全国建筑施工安全生产形势分析报告（2007年度） 》
2007年死亡人数
死 亡 人 数
8
9
10
11
12
2006年、2007年全国建筑施工事故起数比较
90 80 70 60
事 故 起 数
50 40 30 20 10 0
北天河山内辽吉黑上江安浙福江山河湖湖广广海四云贵西陕甘青宁新重 兵 京津北西蒙宁林龙海苏徽江建西东南北南东西南川南州藏西肃海夏疆庆 团 市市省省古省省江市省省省省省省省省省省区省省省省区省省省区区市
《扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
随着高层建筑日益增多，建筑结构日趋复杂，脚手架、 模板工程、基坑、塔吊等工程在搭设、施工、使用中作业危 险因素多，极易发生伤亡事故。
建设工程的施工安全问题，直接关系到人民群众的生命 财产安全，受到社会的广泛关注。从建设部到各级地方主管 部门、从施工单位到项目部、从行业内到行业外，关爱生命 、关注安全一直是工作的主旋律。但是，不可否认的事实是 建设行业已经成为除能源矿业之外的第二大安全事故高发行 业，与今天中国快速发展的经济和越来越强调和谐社会、以 人为本的大环境不相适应。
常用密目式安全立网全封闭式双排脚手架的设计尺寸（m） 连墙 件设 置 立 杆 横 距 lb 1.05 二步 1.30 三跨 下列荷载时的立杆纵距la(m) 步距 h 1.5 2+0.35 (kN/m2) 2.0 脚手架 允许搭 设高度 [H] 50
扣件式Φ48钢管支模架缺陷与改进建议
扣件式Φ48钢管支模架缺陷与改进建议由于钢管（Φ48）搭设脚手架和支模架简易、灵活、方便，且钢管经久耐用，租用费用相对较低，Φ48钢管在建筑施工中得到广泛应用，但是钢管搭设支模架倒塌事故时有发生，如2002年10月25日南京电视台演播中心施工过程中，发生一起模板支撑系统整体坍塌事故，造成6人死亡，11人重伤，24人轻伤。
这与钢管支模架本身存在缺陷与计算数学模型精确度不足有重大关系，本文分析钢管支模架倒塌事故原因，寻找对策，提出改进措施是十分必要的。
一，事故原因分析1、材料上原因（1）钢管壁厚变薄在市场上采购钢管，名义上是Φ48×3.5钢管，实际测量时，不少钢管壁厚实为2.8～3.0mm，其轴向抗压能力降低18.7～13.3％。
钢管使用多年，局部壁厚也变薄。
（2）钢管弯曲钢管经过多年使用后，钢管将产生变形和弯曲，而模板支撑系统设计时均按直线钢管来考虑，不考虑其弯曲变形的，实际上钢管弯曲后的承载能力大为降低。
某工程发生重大事故后对钢管进行检查，其合格率仅为50%。
（3）扣件合格率低规范JGJl30—2001表5.1.7规定对接扣件抗滑承载力为3.2KN，直角与回转扣件抗滑承载力为8KN，从现场检查发现，很难达到此规定，某工地发生重大事故后，对扣件进行检查，其合格率为0％。
2、施工安全管理（1）不少施工现场项目部对模板支撑系统执行规范规定技术要求观念不强，作业人员思想松懈，由于使用临时工较多，未按施工组织设计和施工方案进行作业，检查中常发现立杆间距变大现象，简化操作程序，未按公司规定的程序进行搭设，未进行严格检查或检查不彻底，致使薄弱环节未能及时发现，检查责任又不到位。
（2）现场管理人员更换频繁，建筑现场一线作业人员素质较低，存在技术交底和安全培训不到位现象。
（3）由于施工企业项目部多，地点分散，各种检查很难全面铺开，特别对于新招民工，民工培训和公司安全责任制不能及时落实，安全措施不到位。
（4）建筑市场竞争激烈，压价情况严重，在招标文件中极大多数不提及施工安全投入费用单项，施工企业为了提高中标率，只能采用低价投标，施工中安全投入费用自然减少，施工安全投入费用与国外相比，差距很大。
脚手架稳定承载力影响因素的有限元分析
脚手架稳定承载力影响因素的有限元分析傅强【摘要】The fastener-style tubular steel scaffold is numerically modeled in ANSYS, some factors including vertical tube space, horizontal tube space, rigid connection and hinge connection which effect the eigenvalue buckling capacity are researched in the paper.%采用ANSYS软件对扣件式钢管模板支架进行了有限元模拟,分析了考虑扣件式节点为刚接节点、铰接节点和半刚性节点对模板支架特征值屈曲承载力的影响；并分析了立杆步距、立杆间距、剪刀撑等因素对支架特征值承载力的影响.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2011(033)007【总页数】3页(P62-64)【关键词】有限元;屈曲分析;脚手架【作者】傅强【作者单位】宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211【正文语种】中文【中图分类】TU393随着建筑事业的蓬勃发展，模板支撑体系的应用越来越普遍，其中由于扣件式钢管模板支架搭设和拆除方便、快捷、灵活的特点以及规范JGJ130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的支持，使其在模板支架中的使用量占有绝对地位，被广泛的应用于一般工业与民用建筑、大跨建筑以及高架桥梁等结构施工中，但其频繁的工程事故一直是建筑施工安全的主题。
从扣件式脚手架支撑体系事故中可以看出，在脚手架发生破坏时，大部分均为失稳破坏，而构件的承载力则远没有达到其极限承载力，因此，深入研究影响扣件式脚手架稳定承载力是一项很有必要的工作［1］。
1 有限元模型根据某项目脚手架的布置方案为基本骨架，对扣件式钢管模板支架结构模型进行了有限元分析。
高大模板扣件式钢管支撑系统若干问题的探讨
龚 育敏
上海 广 厦 （ 团 ） 限公 司 集 有 ２ １０ ０ １８
摘 要： 针对 扣 件式 钢管 模板 支 撑 系统在 工程 实 践 中经常 发生 重 大工 程事 故 的 原 因进行 了分析 ，并 对 其在 施工 中存在 的 常 见 问题 提出 了相应 的解 决办 法 。 关 键词 ： 建筑 工程 扣件 式钢 管 高 大模板 支撑 钢 管接 长节 点 中图分类号 ： Ｕ ５ ． Ｔ ７５ ２ ／ 文献标识码 Ｂ 【 文章编号】１０ —０ １２ １ ）１０ ６— ３ ０４ １０ （０２０ —０ １０
１２ 构 造措 施 不到位 ．
１ 事故发生的原 因分析
１１ 设计 计 算不 合理 ．
（ ）由于模板支撑 系统是一种 临时性的结构 ， １ 设计 院
的设计 人 员不 负责 进 行此 项 内容 的设计 ， 以其 设计 计 算 所
通常是由施工单位的技术人员进 行的 ，而理论计算往往是
施 工 技术 人 员的 弱项 ，因而在施 工 方案 的 编 制 中容 易 出现
计算长度公式均 为 ７（０ ＋ ａ《 ０ Ｈ ＝ｈ ２ ；建筑施工模板 安全技术 ）
规范》 Ｇ １２ ２０ ） ， （ Ｊ ６— ０８中 立杆计算长度取为最大步距。这样 Ｊ 的计算无法满足稳定安全系数 ≥２ 的要求 ， ． ０ 规范中没有考 虑架体的整体失稳影响 ，而模板支撑 系统的破坏形式基本
为整体 失 稳 。所 以 ，基 于这 些公 式计 算 的 结 果是 偏不 安 全
的。
（） ３ 规范《 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
地杆和支撑顶部的双 向水平杆不仅对立杆步距有影响 ， 也
作者简介 ： 龚育敏（ ９ ８ ）男 ， １７ 一 ， 大学本科 ， 工程师。 。
扣件式钢管支撑架影响因素分析
２ ）多层 排架 计算 模 型分 析法 ． 此种 模 型分 析法 认 为 模 板 支架 是 上 下 两 端 铰 接 的多层 排 架 ， 稳 定 性 可 以 简化 为 一 根 两 端 铰 其 接 的等代 柱 的稳 定 性 ， 代 柱 的 刚 度 等 于 该 多层 等 排架 单柱 刚度 的 总 和 ， 代 柱 的计 算 长 度 为 多层 等 排架 柱 的高度 （ ２ ． 图 ）
扣 件 式钢 管 支撑 架 影 响 因 素分 析
蔡 兰 峰
（． １甘肃建筑职业技术学 院 ， 甘肃 兰州 ７０５ ； ． ３０ ０ ２ 同济大学 ， 上海 ２０ ０ ） ０ ０ ０
摘 要 ： 件式 钢 管支撑 架仍被 广 泛地应 用 于各种模 板 支架 系统 中． 扣 其安 全性 与诸 多因素有 关 ， 扣 在 件 式钢 管 支撑 架影 响 因素分析 的基 础上 提 出了一 些搭设 建议 ， 对预 防事故 的发 生有 着积极作 用． 关 键词 ： 板 支架 ； 模 扣件 式钢 管 ； 响 因素 ； 设建 议 影 搭
其 假定 条 件 是 视 杆 件 的 连接 点 为 “ 刚接 ” 但 ，
其与传统的建筑结构不 同点是将其最下端视为铰
接（ １ ． 图 ） 由于考虑 这种节 点 刚接 与实 际情况 还是 有 很 大差异 ． 文献 ［ ］ ４ 中提 到有 学 者 引用 半 刚性 修 正系数 来修 正节 点非 完 全 刚 接 的方 法 ， 算 发 现 ， 计
中图分 类号 ：Ｕ Ｔ３ 文献标 志码 ： Ａ 扣 件式 钢管 脚手 架 有 “ 架 模 型 ” “ 架模 型 ” 框 、排 和 “ 铰接 架模 型” 三种计 算模 型 ； 中主要 有 “ 侧 等 其 有
１ 扣件 式钢 管支 撑 体 系
扣件式钢管脚手架高支模体系安全性分析
１ 支撑体 系受 力部 分 ）
① 立杆的回填土必须夯实 ， 无论是支承于土层
还 是支 承 于楼 面的 支撑立 杆 底部 均应 设底 座 ， 底部 木 垫板 厚 度不 小 于５ ｒｍ，垫板 平 面尺 寸 除计 算有 ０ ａ 特 别要 求外 不应 小于２ ０ ｍ￣ Ｏ ｍｍ； ０ｍ ２Ｏ
结构 的拉结 点 。
无 验 收 的情 况下 进行 。 给高 ： 莛模体 系 的安 全埋 下严
重 隐患 。 ３ 保证 扣件 式钢 管脚 手架 高支模 安全 的措 施
（ ） 设材料 １搭
式 多种多样 、 支撑体 系荷 载传 递多样 化 。
（ ） 支模 支撑 体 系搭 设 ３高
①钢管 、 扣件应从正规厂家进货 ， 并具有质量
② 方案 中必须考虑高支模体系与一般模板支
撑在 构造 方面 的不 同要 求 。扫地 杆 、 横 向水 平 拉 纵 杆 、 刀 撑 的设 置 以及 支撑 体 系与 内部 结构 柱 和周 剪
边 已有建 筑结 构 的可靠 拉 接等 都必 须符 合 《 建筑 施 工模 板安 全技术 规 范》 Ｊ Ｊ６ — ０ ８ 的规 定 。 （Ｇ １ ２ ２ ０ ）
性 做 了简要 分析 ， 括说 来确 保 高支 模体 系 安全 的 概 关 键在 于重 视安 全生 产 管理 ． 真贯 彻安 全 生 产法 认
径与 钢管 内径 间 隙不 大于３ ｍ， 调 支托 底部 的 立 ａ ｒ 可
柱顶 端应 沿 纵 横 向设 置 一道 水 平 拉杆 ， 形 支 托 与 Ｕ
立 柱错 开 固定在 水平 拉杆 上 、 有相 邻立 杆 对接 接头 位 于 同一步 距 内的或 对 接 接 头位 于步 距 的 中间位
置 。
③支撑立杆倾斜 ，致使受力状态与计算不符 ，
扣件式钢管脚手架支模的安全性分析标准范本
安全管理编号：LX-FS-A91252扣件式钢管脚手架支模的安全性分析标准范本In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior oractivity reaches the specified standard编写：_________________________审批：_________________________时间：________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑扣件式钢管脚手架支模的安全性分析标准范本使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。
资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。
1 概况随着我国经济建设的发展、综合国力的提升，基本建设工程亦不断的向高、大难方向发展。
公共建筑中的大跨度、大空间和高层建筑中的转换层在结构中的使用越来越多，随之而来的是施工中模板的支撑成为一项重要的技术课题，而安全性则是此类结构模板支撑的重点。
国内几起较有影响的模板支撑倒塌事故多发生在此类结构中（如20xx年南京市电视台新闻演播大厅在屋盖混凝土浇筑中发生的模板支撑整体倒塌、20xx年深圳盐坝高速公路高架桥施工模板支架倒塌等）。
对于模板支撑，国内目前以扣件式钢管脚手架为主，但此类支撑国内目前尚无专门的技术规程。
对于高度较小的此类支撑的搭设，施工单位一般都有较为成熟的经验，但在高、大空间的支撑方案设计中，技术人员往往参照一般支架搭设，考虑问题不全面，给支架的安全留下隐患。
JGJ130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范
• 在规范中，将上式改写为：
（1.2NGk+∑1.4NQk）≤
A f = ' 0.9 R
A fy
' 0.9 R R
• γ’R的值根据以现行规范表达的脚手架立杆 的可靠度水平应符合安全系数为K的条件求 得，即：
A fy （ NGk+∑NQk）≤ 应等效于 K A fy （1.2NGk+∑1.4NQk）≤ ' 0.9 R R
三、双排脚手架的结构性能及其规范修 订内容
1、双排脚手架的结构性能 • 在作用极限荷载时，双排脚手架结构的可 能破坏形式是以连墙件为反弯点的脚手架 平面外大波整体失稳或脚手架较大步距间 立杆段的局部弯曲失稳二种形式。通常情 况下，脚手架的破坏形式表现为前一种， 其承载力由平面外大波整体失稳时的承载 力值确定。但是，如果脚手架的步距过大 （超过二米），立杆段的稳定承载力可能 低于整体失稳时的承载力。
•
•
双管立杆脚手架的经济性不好，很少使用， 本次修订中予以取消。 • 柔性连墙件的做法粗糙，可靠性差，不符 合安全要求，本次修订中予以取消。 • 与建筑结构荷载规范的内容统一。将作用 于脚手架上的风荷载标准值的计算公式由： wk=０.７μz·μs· w0（w0取n=50的值） 修改为： wk=μz·μs· w0 （w0取n=10的值） • 将荷载效应组合表中的可变荷载组合系数 修改为0.9。
1 ' 0.9 R
作为计算长
为如下形式：l0=k•μ•h 。故：
7320 7320 7320 i 2 ' ' 2 ' 2 2 ' 2 0.9 R 0.9 R (0 ) ( 0.9 R ) (0 ) ( 0.9 R ) ( h) 2
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扣件式钢管模板支撑架立杆承载力的影响因素分析
随着科技的进步和工业文明的不断发展，扣件式钢管支撑架已经被广泛的运用于各类模板支架系统当中，它的使用与设计直接关系到施工的质量和安全。
尽管行业内的规范性文件对扣件式钢管模板支撑架已经有了部分规定，但是许多学者依旧认为当前所使用的这些方法并不完善，仍然会对模版支撑架的使用安全造成隐患。
标签：扣件式钢管模版；支撑架；立杆；承载力
引言
扣件式钢管模板支撑体系是指，使用扣件将钢管固定在一起，从而形成一个空间结构，由此来承载多种荷载作用的临时性支撑体系。
虽然只是一种临时性的支持系统，却在例如混凝土结构等诸多工程施工中有着极为重要的地位，该支持系统的稳定性和安全性同样也是保证工程质量的关键问题。
1 立杆排列平面形状对单立杆稳定承载力的影响
在扣件式钢管模版支撑架的搭建中，搭建质量（如搭设过程中横向没有垂直等）、杆件的初始缺陷（如断面偏差、钢管的初始弯曲以及锈蚀等）、把扣件与钢管的实际质量以及立杆与水平杆连接节点的扣件松紧程度等问题统称为广义上的初期缺陷，用假想的水平力替代支撑系统初期缺陷对于高支模架体的稳定承载力的影响[1]。
伴随着初期缺陷的增多，支撑架稳定承载力了不断下降，而且降低趋势明显。
所以，只有严格遵照有关规定进行施工，控制并调整好支撑体系的初期曲线，才能保证支架的稳定与安全。
另外，许多情况下，支架的初期缺陷难以量化准确，无法给出一个确定的数值作为计算依据，因此，只有采取严格控制搭设质量严格和搭设材料，加强管理等方法对此类问题加以解决。
1.1 无水平向及竖向剪刀撑时模板支架的稳定承载力
在立杆平面布置成正方形且将其纵横向跨数逐步递增的情况考虑进来，可以发现，随着纵横向跨数（平面边长）的增加，一根立杆的稳定承载力也逐步增加。
其原因是因为随着纵横跨数增大，给予中间位置立杆的约束也同时增大。
但是，当立杆布置不为正方形时且跨数没有逐渐递增时，每根立杆其稳定承载能力取决于短边边长，而且它的稳定承载力与以短边边长为长度的正方形架体系统立杆的稳定承载能力相同。
在上述两种情况下，支撑系统失稳时的弯曲方向垂直于长边方向。
1.2 水平向及竖向剪刀撑对支撑系统的影响
如果依照要求进行水平向和竖向的剪刀撑，假定每个杆件与剪刀撑之间的联结点作为交接点，计算后会发现，与无剪刀撑的情况相比，支撑体系中立杆稳定承载能力有显著的上升。
假定考虑平面尺寸大小的影响，经过比较会发现当平面尺寸增大时，立杆的存在数量也会增多。
虽然水平及竖向的剪刀撑也在不断增多，但是平均看来，剪刀撑对于支架中每根立杆的约束作用会不断减小[2]。
但是，在支撑系统立杆跨数的数量增大到一定范围时，剪刀撑的增加又会让每根立杆所受到的约束变多。
另外，当立杆的平面设计成长方形时，各立杆的未定承载能力会低于以短边为正方形的支撑体系，与其边长为正方形的架体相当。
2 构造要求对立杆稳定承载力的影响
2.1 水平剪刀撑的影响
在钢架模型下，如果不添加水平剪刀撑，则立杆的稳定承载力可以达到68000N，但随着添加水平剪刀撑的层数的不断增多，支撑体系的立杆的稳定承载力也会出现小幅的稳定上升。
当实现每层都添加水平剪刀撑的条件下，扣件式钢管模板支撑架的立杆的稳定承载力增长为70050N，与之前相比仅上升了百分之三。
由此可见，扣件式钢管模板支撑架立杆的稳定承载能力与水平剪刀撑的数量并没有实质性的关系。
2.2 扫地杆的影响
在取消全部扫地杆，并且不考虑水平向及竖向剪刀撑的影响时，分别对高度不同的架体进行计算后会发现，在此类情况下，支撑体系的高度对于立杆稳定承载力的计算并没有很大的影响。
在架体破坏失稳时，变形弯曲都基本上只发生在靠近地面的第一层，该体系的稳定承载能力仅仅达到了带扫地杆支撑体系的三分之一。
如果，只考虑在支撑体系的一个方向设置扫地杆，之后再对上述情况进行相同的分析计算后会发现，无论支撑体系处于那种高度，其立杆稳定承载的能力都不会增加，等同于没有安装扫地杆时的承载能力，不同仅在于立杆失稳弯曲是的方向转为垂直于扫地杆。
2.3 竖向剪刀撑的影响
假设，仅将竖向剪刀撑坐在支撑体系的两个对面，经过计算后会发现，该体系中立杆稳定承载能有所上升，但上升数值不到百分之二。
但是，如果在支撑体系的四面都附加竖向剪刀撑，那么立杆竖向的稳定承载能力与不加时比较上升了百分之二十三。
由此可见，竖向剪刀撑对于扣件式钢管模板支撑架中立杆的稳定承载能力有极大的提升和显著而对影响。
2.4 水平剪刀撑与竖向剪刀撑之间的相互作用
在支撑体系四面都附加竖向剪刀撑的状态下，如果将水平剪刀撑的数量继续增加，那么整个支撑体系中立杆的稳定承载能力也会逐步提升，但在数值的变化上很小，当按照每两步布置一层的规范布置时，其稳定承载能力的增加量也仅为百分之四[3]。
由此可见，架体立杆的稳定承载能力并不会受水平剪刀撑的太大影响。
3 影响扣件式钢管支撑架立杆承载力的其他因素及解决方法
3.1 工程质量因素
依据工程项目管理理论，影响工程质量的因素可以分为环境的不利影响、人的不安全因素和物的不安全状态。
因此，在搭设扣件式钢管模板支撑架的过程中，不光要关注技术方面的问题，同时也不能忽略种种环境因素和管理环节对支撑体系稳定性的影响。
无序的管理和混乱的秩序常常是导致事故发生的重要诱因。
所以，在搭设扣件式钢管模板支撑架前首先要编制专项的方案、计算书等等，必要的时候可以请专家前往论证，在得到相关单位、部门审批后才可进入实际搭建。
另外，在混凝土浇筑和扣件式钢管模版支撑架搭设的过程中，必须严格按照法规条文和方案施工，同时还要保证随时监控支撑体系的稳定，发现隐患应该及时排除。
3.2 其他风险因素
每当一个项目投入营运之前，必然要经过风险衡量的过程。
在这个过程中，风险被具体的量化为了关于损失严重性和发生概率的函数，同时与风险量进行相对的比较，从而确定该风险的严重性。
从等级上，风险量可以分为：很小、小、中等、大和很大五个等级。
在扣件式钢管模版支撑架的搭设过程当中，有很多风险都能达到大或很大的等级。
因此，对于扣件式钢管模版支撑架中所存在的各类问题都应该加以重视，同时也要强化控制和管理，将隐患扼杀于摇篮中。
扣件式钢管模板支撑架的搭设是一项复杂且系统的工程，在搭设的过程当中稍有疏忽都会对支撑架整体的安全产生不利影响，严重的更有可能引发架体的倒塌。
尽管在相关的规章制度中对于立杆稳定等各方面问题都有要求，但是，对于剪刀撑的规定也仅仅是停留在对于构造的控制上。
由于剪刀撑的设置直接影响到模板支撑体系的安全，所以在施工中对于剪刀撑的设置同样要加以重视，必要时也可添加到相关的法律条文当中。
参考文献
[1]余宗明，新型脚手架的结构原理及安全应用[M].北京；中国铁道出版社，2010.
[2]曾凡奎，李昌华，李新闻，胡长明.扣件式钢管高大模板支架整体稳定性试验研究[J].2009.
[3]王静，蒋明，扣件式钢管模板支架剪刀撑研究[J].2009.。