擦窗機輪壓計算

高層建筑擦窗機軌道基礎(chǔ)的設(shè)計計算隧道網(wǎng)（2007-5-5）來源：中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院擦窗機作為一種常沒高空作業(yè)載人設(shè)備，其安全性和可靠性要求非常高，各個部件都必須具有足夠的強度和承載力。本文針對軌道基礎(chǔ)的設(shè)計進行了分析和計算，供同行參考。1水平軌道式擦窗機軌道基礎(chǔ)水平軌道式擦窗機工作簡圖如圖1所示，其軌道（一般為工字鋼或H型鋼）在屋頂水平布置，擦窗機通過電機驅(qū)動在軌道上行走。預埋件將設(shè)備載荷傳遞到屋頂結(jié)構(gòu)上，其承載能力是擦窗機安全使用的一個非常重要的影響因素。在正常工作狀態(tài)下，按照國標GBX9154-2003《擦窗機》的要求，整機最大傾覆力矩比設(shè)備自身的抗傾覆力矩小，機器不會有傾翻趨勢，軌道只承受壓力。但在極特殊情況下（如突然強陣風、吊籃在上升過程中碰撞建筑物等），有可能使設(shè)備的瞬間傾覆力矩超過其自身的抗傾覆力矩，因此需要在機器的行走輪上設(shè)置防傾翻裝置，該裝置應能可靠地鉤住軌道。在這種情況下，軌道需要承受拉力，傳遞到預埋件上，就是向上的拉拔力。（1）軌道預埋件的埋設(shè)間距。軌道與預埋件一般是焊接或采用壓板連接，可近似地視為固接。根據(jù)擦窗機設(shè)計標準，在最大載荷作用下，軌道2個支承點之間的最大撓度不應超過其跨距的1/250。按照這個要求，巳知最大輪壓（或根據(jù)同類設(shè)備類比），就可以計算出預埋件的埋設(shè)間距。（2） 正常工作狀況預埋件受力分析。由于軌道與預埋件是固接，在正常工作狀態(tài)下，當擦窗機行走輪在2個預埋件中間時（即行走輪不落在預埋件上方），預埋件不僅承受固端反力，還承受設(shè)備對軌道壓力在承點產(chǎn)生的固端反力矩（如圖2所示），因此預埋件承受的是壓彎載荷。根據(jù)GB50010-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，應當按照式（1）計算預埋件的承載力。A,。，4Nz式中As 鋼筋錨筋的總截面面積；N——預埋件承受的正壓力，取正值；M——預埋件承受的彎矩，取正值；z——平行彎矩方向外層錨筋之間的距離；七——錨筋層數(shù)影響系數(shù)，2層時取1，3層取0.9，超過3層取0.85；J——錨板彎曲變形折減系數(shù)。式（1）中，壓力N和彎矩M根據(jù)固支梁的反力計算方法算得并取各工況下的最大值。ab=0.6+0.25t/d式中t——錨板厚度；d 錨筋直徑。當垂直受拉傳力板方向的錨筋間距或該間距減去受拉傳力板的加筋板（或工字鋼翼緣板）寬度的差值不大于5倍的錨板厚度，或采取其它措施防止錨板彎曲變形等情況取ab=1。錨筋的受剪承載力系數(shù)a’按下式計算：對于鋼筋錨筋，ab=4（1-0.02d）"fc/fy，當亡尸0.7時，取a「0.7。式中fc——錨筋的抗拉強度許用值，MPa；；fy——混凝土的抗壓強度許用值，MPa。（3） 非正常工作狀況預埋件受力分析。在這種工況下，軌道有可能要承受向上的拉力（見圖3）。

由于軌道是依靠其翼緣產(chǎn)生對設(shè)備的拉力，在該載荷的反作用下，軌道不僅承受拉力，還有固端反力矩M,和拉力偏心作用產(chǎn)生的附加彎矩％。因此，在該工況下軌道載荷傳遞到預埋件的是拉拔力和雙向彎矩，應按公式(2)計算預埋件受力。-十-^―十虬"。一 /產(chǎn)0.4商丁必w因為彎矩M1和心與拉力N存在一定的比例關(guān)系，根據(jù)式(2)就呵以計算出預埋件最大能承受的拉拔力。在保證軌道強度和連接強度的情況下，該拉拔力是設(shè)備抗傾覆力矩的補充。圖3非正常工作狀況下預埋件受力圖2附墻軌道式擦窗機軌道基礎(chǔ)附墻軌道式擦窗機軌道一般沿女兒墻上下布置，整機重量及載荷由單根軌道承受(見圖4)。其軌道預埋件受力較復雜，承受的載荷主要有：軌道承受的設(shè)備自重及外載傳遞到預埋件上的剪力V；設(shè)備抗傾覆所產(chǎn)生的軌道側(cè)導向載荷傳遞到預埋件上的拉力N；軌道壓力和側(cè)導向力轉(zhuǎn)化到預埋件中心所產(chǎn)生的彎矩M；由于軌道與牛腿固接所產(chǎn)生的固端反力矩傳遞到預埋件上的扭矩T。在N、V、M作用下，受拉剪彎預埋件直錨筋的總截面面積As應滿足式(3)。丫十' .Mau/0■8y1- Afy全式中各參數(shù)含義同前。公式(3)可變換成下列形式：Ki+1.25“「—+0.75域式中Vu1——單根直錨筋的抗剪強度；n——預埋件錨筋總根數(shù)。當預埋件同時承受拉、剪、彎、扭載荷時，應按照下述方法計算預埋件的受力(見圖5)。圖4 附墻軌道安裝及受力分析圖圖5附墻預埋件受力分析

在扭矩作用下，直錨筋的受剪承載力按照下列公式計算:式中V1——扭矩作用下受力最大錨筋的剪力；R1x,R1y——受力最大錨筋在扭矩作用下在以錨筋總截面形心為原點的直角坐標軸上的剪力分力；七一一任意i錨筋至總截面形心的距離；七一受力最大錨筋至總截面形心的距離，即t的最大值；Xj,yi 相應于n的直角坐標值。將式(5)計算得到的V，疊加到式⑷中的卜即 g+9式(4)可變換成A7總中1-25缶電興+0.75匹地因為附墻軌道式擦窗機所有載荷要依靠預埋件來承受，相對來說其預埋件受力要比水平軌道大得多，工況更惡劣，安全性要求更高。又由于一般女兒墻厚度較小，很難完全滿足預埋件埋設(shè)要求，因此對