《承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》（JGJ/T 231—2021）修订要点分析

于海祥

（重庆建工集团股份有限公司设计研究院，重庆 400080）

0 引言

承插型盘扣式钢管脚手架（简称盘扣架）是目前工程建设领域脚手架与模板支撑体系中应用量日趋增多的新型高强工具式脚手架，是建筑业推广应用的重点新技术之一，其工程应用主要指导依据为行业标准《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》（JGJ 231—2010）[1]，该标准应用10 年后推出了修订后的《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》（JGJ/T 231—2021）[2]。在此期间，与此相关的荷载标准、结构可靠性标准、相关结构设计标准都有更新换代，建设行业关于脚手架的安全管理也积累了一些新的经验，在高强工具式脚手架方面的认识水平也有所提升，尤其是国家标准《建筑施工脚手架安全技术统一标准》（ GB 51210—2016）的发布，为各类脚手架安全技术标准新一轮的修订提供了根本遵循。修订后的JGJ/T 231—2021 相比于JGJ 23—2010，在安全技术管理方面存在一些值得关注的条文规定，为正确执行该标准，本文结合工程应用对其中主要的修订要点进行逐一分析。

1 构配件与材质

本次标准修订过程中，针对盘扣架构配件与材质规定的变换主要体现在如下方面。

1.1 杆件型号规定

新标准将盘扣架构配件与材质的相关规定完全指向新发布的行业现行产品标准《承插型盘扣式钢管支架构件》（JG/T 503—2016），标准条文中仅作引用，应用中应注意如下调整之处：（1）JG/T 503 中规定的Z 型（重型架，对应JGJ 231—2010 中型号为A 开头的构件，立杆为φ60 型号）、B 型（标准型架，对应JGJ 231—2010 中型号为B 开头的构件，立杆为φ48 型号）产品的立杆、水平杆的外径公称尺寸发生了小数点的变化，由原先的60mm 和48mm 调整为60.3mm 和48.3mm；（2）所有杆件的壁厚允许偏差规定均发生了变化；（3）JG/T 503 中将水平杆、水平斜杆的型号由JGJ 231—2010 中的φ48×2.5和φ42×2.5 两种型号调整为仅一种截面型号φ48.3×2.5，减小了产品选择的余地；（4）变化最大的是竖向斜杆的型号，JGJ 231—2010中规定60 系列产品采用φ48×2.5 截面型号竖向斜杆，48 系列产品采用φ33×2.3 截面型号竖向斜杆，但JG/T 503 中统一给出了60 系列和48 系列产品所适用的竖向斜杆类型有4 种，即φ48.3×2.5、φ42.4×2.5、φ38×2.5、φ33.7×2.3，这样就存在一个产品选用的问题，即Z 型架和B 型架是否均可采用上述四种截面型号斜杆？抑或分别对应不同型号？这给工程应用带来了困惑，需要后续解释或再次修订中进一步明确。显然Z 型架配小截面型号斜杆不安全，B 型架配大截面型号偏保守，应该说这是JG/T 503 未表达清楚之处。总而言之，杆件类型统一按照产品标准JG/T 503 采用即可，有效避免了工程标准与产品标准的冲突，但应注意竖向斜杆与立杆类型的配对选用问题。

1.2 材质规定

关于钢管材质的规定需注意：（1）JGJ 231—2010 中规定立杆、水平杆、竖向斜杆、水平斜杆的钢管材质分别为Q345A、Q235A（与其附录对应的Q235B 相矛盾）、Q195、Q235B，而JG/T 503 中将材质规定简化调整为立杆材质不低于Q345，水平杆和水平斜杆材质不低于Q235，竖向斜杆材质不低于Q195；（2）JG/T 503 中仅规定钢材的屈服强度，对质量等级（材质表达中的A、B）不作规定，这更符合施工临时设施用材的实际情况；（3）特别应注意，新修订的国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/T 1591—2018）中已将Q345 级钢代号调整为Q355，这在JGJ/T 231—2021 附录中有调整，但由于受发布年份的限制，JG/T 503（2018 年发布）中尚未做调整，而由于对应的屈服强度未调整，所以不影响承载力计算，工程应用中应注意查验产品质量证明文件中的钢材代号。

1.3 相关配件的规定

在新修订的JGJ/T 231—2021 中，需要注意如下细微的调整：

（1）修订后在术语中引入了“基座”这一构配件，并在后续构造、施工章节及条文说明中多次出现，需强调的是，基座是今年来在各地使用经验总结的基础上提出的一种盘扣架产品的重要辅助配件（图1a），不是必须采用的配件，但引入后能提高架体在不同支设高度条件下的适用性。基座可在立杆底部起步时设置（图1b），并能快速提高首步立杆的搭设效率，即通过摆放基座后，后续插入接长的立杆可自稳站立，免去了一人扶杆、一人安设水平杆的至少需要2 人操作的工况，减少了人工耗用，同时能有效控制扫地杆离地间距，小配件起到了大作用。其也可用于双槽托梁上设置立杆或顶托时作为托底配件（图1c）。实际工程应用中推荐使用基座作为起步配件，但应注意，由于本身基座尺寸不符合500mm 模数，因此不可用于标准步距组架或立杆顶部自由外伸长度调节组架（图1d）；

图1 基座用途

（2）将“挑架”更名为“三角架”，虽只是字面上的调整，但修改后更符合工程习惯。应用中需注意两点：①标准并未限制三角架的形状、尺寸与结构构造，实际应用中有多种类型，但应满足三角架与立杆的连接为标准承插型盘扣连接（图2a）；②JGJ/T 231—2021 中规定了使用三角架的两个重要要求：一个是在立杆承载力验算时，应计入由三角架产生的附加弯矩；另一个是三角架与立杆连接及接触的地方，应沿三角架长度方向增设水平杆（图2b）；

图2 三角架应用

（3）将“双槽钢托梁”更名为“双槽托梁”，回归托梁的本质属性。原标准中将托梁限于“双槽钢”限制了托梁截面形状范围，根据近几年各地的使用经验，双槽托梁可不限于双槽钢组合，也可采用双铝合金梁及双方钢梁等组合对称截面形式（图3），甚至“双槽”的表达也略显多余。使用中应注意两横梁间应通过螺栓连接进行限位，根据托梁长度设置横向连接，防止托梁平面外失稳。

图3 托梁构造及安装示意图

2 架体可靠度指标

脚手架（含作业脚手架、支撑脚手架）是一种承受较大荷载的临时结构，各类脚手架标准通过一系列结构计算指标的引入，最终需回答结构可靠度问题，或整体安全系数问题，虽然这个问题不在各类脚手架标准中显性表达，但是可以综合归纳出其隐性的可靠度指标。为分析盘扣架的结构设计安全度，可从如下设计表达通式寻求其隐含的结构安全系数[3]（新旧标准在公式表达上虽然将各类型系数放在不同章节表达，但都是按

同于目前所有现行的脚手架标准的结构可靠度推演思路，虽然盘扣架新旧标准均规定“采用概率极限状态设计法，采用分项系数的表达式”，从上述计算通用表达式来看，新旧标准均采用整体安全系数K表征，尚未达到真正采用可靠指标度β反映结构的失效概率，在形式上采用了完全同于永久建筑结构的分项系数表达式，但需要注意的是永久结构分项系数表达式与既定的可靠指标度β 有严格的对应关系，显然脚手架结构可靠性还未上升到荷载与材料抗力这两个离散型变量的概率统计层面，只是形式上采用了分项系数设计法的“半概率法”设计[5]，目前只能从式（2）通过将所有分项系数移项得到整体安全系数K判定脚手架结构的安全度。对比新旧标准可以发现如下差异：

3 架体稳定性计算公式

从公式表达及系数取值中可以看出修订后的标准有如下变化：

（1）修订后的标准JGJ/T 231—2021 计算立杆计算长度时，引入了架体高度计算系数βH，充分考虑到了架体高度对架体整体稳定性的影响，符合满堂架体的实际力学特性；

（2）修订后的公式中对于顶部步距计算长度引入了顶层步距修正系数γ，随顶层步距的减小，该值增大，这与有限元分析得到的结果相吻合；

（3）立杆计算长度修正系数η、悬臂端计算长度折减系数k，相对于原标准有所降低。

表1 支撑架立杆计算长度计算公式对比

关于承载力计算公式，需要特别强调：（1）新旧标准均采取了同样的表达思路，即在公式表达尽可能简单的条件下反映架体搭设的各种几何、构造因素。均采取了立杆计算长度表达式进行简易表达，表达式仅与架体步距、立杆顶部悬臂端长度、架体搭设高度有关，除此之外与其他参数无关。但从工程实际来看，不同的立杆间距、竖向斜杆与水平斜杆（或水平剪刀撑）的设置方式与覆盖率、架体高宽比、连墙抱柱点设置等均与立杆承载力有较大关联，结合标准的通篇表达来看，可认为这些因素都在构造措施中进行强约束，比如限制过大的高宽比、控制斜杆设置密度与立杆轴力正相关等。然而不排除在今后进一步的修正中会在计算公式中考虑这些因素（类似于JGJ 130—2011 在立杆计算长度系数中考虑了立杆纵横间距、剪刀撑设置方式等因素）；（2）新旧标准对方塔架均给出了一般性的计算规定（按钢结构格构柱理论计算），并未针对这类结构给出具体的、能反映脚手架特点的计算方法；（3）修订后的标准特别强调了采用三角架时，应注意悬挑架的倾覆力矩将传递至与之相连的立杆，该立杆设计中应考虑这部分不利荷载影响，新标准的构造章节中，也规定了三角架与盘扣节点连接处应设置附加水平杆；（4）从支撑架承载力计算公式来看，计算结果与斜杆设置方式无关，这意味着斜杆设置疏与密对应相同的承载力，但显然不能这样片面理解。关于这一点的考量，本次修订中是按照满覆盖率设置斜杆给出的承载力计算公式，但后续构造中规定了随着立杆轴力的减小，斜杆设置密度可相应降低，这符合通常的力学规律，规定斜杆设置密度与立杆轴力正相关是目前脚手架标准中的重要创新。

4 构造要求

构造要求是施工临时设施设计中的重要环节，是确保计算模型成立的重要约束条件，如最大适用高度、高宽比、步距与立杆间距上限、斜杆设置方式等。JGJ/T 231—2021 的修订主要在如下方面对架体的构造要求作出了调整。

4.1 适用范围的调整

JGJ 231—2010 推荐支撑架和作业架的最大适用高度限制在24m 之内，且对于高度超过24m 的支撑架规定“应另行专门设计”。根据近十年以来全国各地盘扣架的使用经验，超过24m的架体应用较为广泛（支撑架最高超过50m），只要计算充分、构造合理，可不局限于24m 的应用范围。因此在修订后的标准JGJ/T 231—2021 中取消了支撑架及作业架的最大适用高度的柔性限制，相应地在超过24m 的超高支撑脚手架的设计计算公式中引入了搭设高度调整系数，并对此作出了严格的斜杆设置方式的规定。

4.2 几何参数临界值的调整

在几何参数的定量规定方面，新标准JGJ/T 231—2021 的修订主要体现在如下方面：（1）构配件截面尺寸的允许偏差的调整（见本文第1.1 节，除此之外还包括可调底座的底板和可调托座托板厚度偏差调整、可调托座及可调底座丝杆与螺母咬合齿数下限的调整、可调丝杆插入长度及外露长度调整等）；（2）在架体搭设三维几何参数方面进行了一些调整（表2）。架体设计中应注意，修订后的标准更符合脚手架结构原理、产品特性及现场操作实际，尤其应注意关于支撑架立杆轴力超过一定数值后的步距需调小的规定，新老标准分别规定的是顶步距及底步距的缩减，且新标准区分了B 型架与Z 型架，更为合理。

表2 架体空间几何尺寸的规定对比

4.3 斜杆的设置方式

斜杆的设置方式是最重要的构造要求之一，也是本次修订的重要调整之处，执行中应着重注意如下方面：（1）JGJ/T 231—2021 针对支撑架，分为B 型架和Z 型架两种类型，规定了按照架体高度、单立杆轴力大小分档次设置斜杆，分为竖向斜杆满搭（100%覆盖率）、隔一搭一（50%覆盖率）、隔二搭一（（1/3 覆盖率）、隔三搭一（1/4 覆盖率）四档设置方式，符合安全性与经济性的协调关系，与有限元的分析结果相吻合。实际搭设中，对于100%覆盖率的竖向斜杆设置，应注意纵横方向的竖向斜杆盘扣节点孔眼占位的影响，相邻两榀架同跨、同层的斜杆设置方式应相反；（2）JGJ/T 231—2021 规定盘扣架竖向斜撑不应采用钢管扣件，换言之只能设置竖向斜杆（考虑到节点盘孔眼数量限制，水平方向可设置钢管扣件水平剪刀撑），回归了工具式脚手架的本质；（3）JGJ/T 231—2021 针对支撑架取消了相邻立杆错开一定高度的限制，这是在全国各地使用经验总结的基础上提出的。实践证明，盘扣式脚手架的稳定性对立杆相邻接头在同一高度并不敏感。但对于双排作业脚手架，仍推荐“宜采用不同长度的立杆交错布置”的方式实现立杆接头错开；（4）针对作业脚手架的斜杆设置方式，JGJ 231—2010 规定不管架体高度如何，均按照隔5 跨设置竖向通高斜杆，且可以采用剪刀撑代替。而JGJ/T 231—2021 规定根据架体高度不同采取不同间隔跨数的竖向斜杆设置，不允许设置剪刀撑，这种方式显然更符合脚手架的结构特性。

5 其他修订内容

任何一部标准的修订都是从系统层面做出的重新审视与修改，上文罗列了与盘扣架构配件与材质、设计计算、构造相关的主要修改之处，此外，还应注意修订后的JGJ/T 231—2021 在如下方面作出的调整：

（1）文档结构上，由于不再单独规定“主要构配件的材质及制作质量要求”，将其调整为“一般规定”，在总则中对架体适用范围的规定作出了优化；

（2）架体类型上，在GB 51210—2016 的基础上，将盘扣架划分为支撑脚手架与作业脚手架两种类型；

（3）增加了钢笆片、铝合金模板自重标准值的规定。抗倾覆稳定性计算时，针对荷载对抗倾覆有利和不利两种情况分别给出了分项系数的取值；

（4）随着方塔架的应用越来越广泛，新标准特别重视独立方塔架的稳定性，规定了以独立塔架形式搭设支撑架时，应沿高度每间隔2～4 个步距与相邻塔架水平拉结。实际采用方塔架时，应注意各塔架之间的水平连接及竖向剪刀撑连接设置；

（5）细化了高度超过8m 的支撑架与周边既有结构连接时的连接点间距要求（连接点间隔4～6 个步距），细化了作业架连墙件的构造规定；

（6）针对高宽比超过3 的支撑架给出了应采取与既有建筑物进行刚性连接等抗倾覆措施的规定；

（7）优化了支撑架门洞的设置方式，给出了更为合理的门洞构造规定；

（8）为符合现场可操作性，取消了“插销连接应保证锤击自锁后不拔脱，抗拔力不得小于3kN”的规定，将其调整为“水平杆及斜杆插销安装完成后，应采用锤击方法抽查插销，连续下沉量不应大于3mm”。现场搭设过程中，应对盘扣销紧度按此定量规定严加管控。

6 结语

目前，承插型盘扣式钢管脚手架在工程建设领域广泛使用，是最活跃的高强度、工具式脚手架之一。随着近10 年全国各地对该类脚手架使用经验的不断积累，行业标准《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》（JGJ 231—2010）修订为《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》（JGJ/T 231—2021），其中对盘扣式脚手架的设计、构造、施工等方面都作出了全新的修改。相比原标准，新修订的标准操作性更强、结构可靠度更明确、计算模型更准确、构造更合理。但在新标准的使用过程中尚存在对标准的领会不深入、对主要变动的核心条款理解错误、与现行其他标准的匹配程度无系统了解等问题，本文系统分析了本次标准修订的主要内容，以推动提高标准的准确执行率，提高承插型盘扣钢管式脚手架的科学使用水平。