爬架导向座安全验算摘 要某爬架的导向座集成了导向、防倾、防坠、卸载的功能。本文基于工程实例，依据最新的规范，通过合 理的验算，介绍了导向座安全验算过程。希望通过合理的验 算来确保导向座在防坠、卸载时的施工安全。关键词爬架；导向座；安全1.引言某爬架的导向座集成了导向、防倾、防坠、卸载的功能，通过穿墙螺杆安装于建筑结构上预定位置。防坠机构采用五 星轮与导轨组件中防坠挡杆啮合，由棘轮、棘爪机构的原理 实现防坠。当架体快速下坠时，导轨带动五星轮快速转动，使棘轮、棘爪机构触发，从而实现对五星轮的锁止动作，使 导轨停止下降，卸载顶杆与档杆配合达到卸载的作用。本文 依据最新的规范 1-4 ，对导向座进行安全验算，以保证施工 安全，防止因导向座强度不够而产生安全事故。2.附墙支撑安全验算2.1 导向座支反力计算爬架静荷载计算值为 Pj32041N ，爬架最大活载荷计算 值为 Ph23184N ，由文献 1 知计算附墙支座时，应按使用工 况进行，其设计荷载值应乘以冲击系数y 22。故使用工况下，计算附墙支座时荷载的计算值为Ps Y 2XPjPh110450N 。每榀架体有四个导向座，计算导向座支反 力时把两个导向座作为一组计算，所以每两个导向座受力为PPs2255225N，图1为导向座的受力简图。其中3000mm为导向座的间距，载荷作用点与导向座支点的距离为架体内 侧净宽的一半即300mm加上导向座侧板的长度 300mm，所 以距离为 600mm。图 1 导向座受力（1）不考虑风荷载时，固定导向座的支反力计算。
根据固定导向座的受力简图可知PAxPBxP X 600300011045NPAyPByP55225N考虑两个固定导向座不是均匀承载的情况，不妨取PAy2PBy，贝UPAyPX2336817NPByPX1318408N（2）考虑风荷载时，固定导向座的支反力计算风载荷的标准值为 3 k10858N/m架体高 15 米、宽 46 米。风荷载水平拉力为F3 3 kX 15X 4674920N 风荷载产生的支座反力由 4 个固定导向座共同承担。贝在使用工况下（考虑风荷载），每个固定导向座承受 的水平力为PAx11045Fw429775NPBx11045-Fw4-7685N风荷载不影响固定导向座在竖直方向的受力。故考虑风荷载时，固定导向座在竖直方向的受力为PAy36817NPBy18408N2.2 穿墙螺栓强度校核连接固定导向座的螺栓采用 M27 螺栓，数量每处 1 个。
由文献 2 知同时承受剪力和轴杆方向拉力的螺栓的承载力设计公式为 NvNbv2NtNbt2 1Nv、Nt 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力设计值；Nbv、Nbt 一个普通螺栓抗剪力和抗拉承载力设计值；螺栓在使用工况（考虑风荷载）下承受的最大剪力Nv、最大拉力 Nt 分别为NvPAy36817N ，NtPAx29775N由文献 2 知一个普通 Q235 M27 螺栓Nbt78KN，Nbv802，所以NvNbv2NtNbt2061 故穿墙螺栓的强度满足要求，结构安全。2.3 混凝土结构螺栓孔处局部承压计算 穿墙螺栓 M27 受剪力 368MPa。在墙、梁砼强度达到 C15 等级时，允许爬架爬升，验算 此时的墙、梁、板强度按下列公式计算R1、R2 Fi,Fi135 B fcAmR1、R2 螺栓对穿孔处混凝土产生的作用力；bl、b2孔壁压力R1、R2沿外墙厚度方向承压面的长度；Fi螺栓孔处的混凝土局部承压、承载力设计值；B 混凝土局部承压强度提高系数，B 173 ；fc 爬升龄期的混凝土试块轴心抗压强度设计值，fc12Mpa ；Am 混凝土局部受压净面积，Am1db1 、Am2db2 （d为螺栓直径，有套管时为套管外径）；b混凝土外墙的厚度；Nv 单个螺栓所承受的剪力设计值。R2b-Nv（b1c）0R1-R2-Nv0R1（b-b1）-R2b10bb1b2已知 b200mm ，c10mm ，由上面的方程组可解得Nv368kN 、b1140mm 、b260mm R1644kN 、R2276kN 而 F1135 B fcAm 仁 106kNF2135 B fcAm2454kN因此，R1F1 ，R2F2 故，墙、梁完全能满足安全使用要求。3.防坠时导向座安全验算3.1 防坠时导向座受力计算坠落时的受力方式参考图1，只是力P与支座的距离由600mm变为300mm。而且其计算方法同导向座支反力计算 方式一样，只是距离有变化，所以按照前面的计算方式得到最后的计算结果为PAx242525NPBx-132075N PAy36817NPBy18408N3.2 卸载顶杆强度校核卸载顶杆的作用是在使用工况 下，与档杆配合达到卸载的作用，其受的力 F 与导轨的夹角 为B,F在丫方向的力与导向座在 丫方向的力PAy36817N 平衡，所以卸载顶杆的力FPAycosB，而夹角B 2428,3465，所以 Fmax36817cos346544755N卸载顶杆上端螺纹套的截面是外径为 50，内径为 32 的空心圆，所以 面积为S1n X 252- n X 1621159mm2支承螺杆截面是直径为 30的圆，其面积S2n X 152707mm2 ,所以危险截面的面积为 707mm2。卸载顶杆材 料为Q235，查的其抗压强度设计值为215MPa。所以卸载顶杆危险截面处的应力为a 44775707633MPa215MPa卸载顶杆强度满足要求。3.3 五星轮强度校核五星轮计算参数图2 a五星轮的截面形状，b为五星轮计算简图。图 2 五星轮已知 L165mm ，L2315mm五星轮受到的力为 PcPAy36817N，可得FPcX L1L2759716N五星轮的材料为 45 钢，由文献 2 知其抗压强度设计值为f355MPa，抗剪强度设计值为 210MPa。3.3.2 五星轮凸齿根部强度校核 五星轮凸齿根部危险截面的弯矩为MmaxPc x L1104510Nmm该危险截面的模量为W2ab262x 12x 39266084mm3则该截面的应力为a MmaxW18154MPa355MPa故五星轮凸齿根部满足强度要求。3.3.3 五星轮外齿抗剪强度校核五星轮外齿受到的剪力为 Pc36817N，该处（A-A断面）的截面积为 As12x 25300mm2则截面的最大剪力为t maxPcAs123MPa210MPa故五星轮外齿抗剪强度满足要求。4.结论 通过计算知道，该爬架导向座各个部分零件都满足强度 要求，附墙支撑也通过了安全验算，该爬架已经应用于实际 工程当中，事实证明导向座卸载、防坠都得到较好的效果。
本文从实际出发，以准确的原则对导向座进行了合理的安全验算，为爬架的安全性提供了依据。
（作者单位西华大学 机械工程学院）参考文献1 JGJ 202-2010 ，建筑施工工具式脚手架安全技术规 范S.2 J GB 50017-2003 ，钢结构设计规范 S.3 GB 50009-2001 ，建筑结构荷载规范 S.4 JGJ 59-99 ，建筑施工安全检查标准 S.