淺談自動扶梯和人行道出入口蓋板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算

耿青武 李少永

東芝電梯(中國)有限公司 遼寧 沈陽 110168

1 相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)對自動扶梯蓋板和樓層板的要求

1.1 GB 16899—2011對蓋板的要求 GB 16899—2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范 》中5.2.4項(xiàng)對檢修蓋板規(guī)定如下：檢修蓋板和樓層板應(yīng)設(shè)置一個(gè)符合表6的n)的電氣安全裝置。

檢修蓋板和樓層板應(yīng)只能通過鑰匙或?qū)Ｓ霉ぞ唛_啟。

如果檢修蓋板和樓層板后的空間是可進(jìn)入的,即使上了鎖也應(yīng)能從里面不用鑰匙或工具把檢修蓋板和樓層板打開。

檢修蓋板和樓層板應(yīng)是無孔的。檢修蓋板應(yīng)同時(shí)符合其安裝所在位置的相關(guān)要求。

1.2 TSG T7007—2016對蓋板的要求 2016年6月由國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)頒布的TSG T7007—2016《電梯型式試驗(yàn)規(guī)則》中較為具體的提出了蓋板或者樓層板的相關(guān)要求。

其中J6.18“樓層板強(qiáng)度”項(xiàng)對樓層板強(qiáng)度進(jìn)行了規(guī)定：樓層板應(yīng)當(dāng)能夠承受下列要求確定的載荷的較大值：

(1)樓層板踏面面積(m2)乘以6000N/m2；

(2)每塊樓層板2200N。

試驗(yàn)時(shí),在自動扶梯和自動人行道的上下部樓層板上,分別放置均勻分布的載荷,在樓層板踏面測得的變形應(yīng)當(dāng)不大于4mm,且永久變形不大于1mm。

由此可知,TSG T7007—2016《電梯型式試驗(yàn)規(guī)則》在扶梯國標(biāo)和檢規(guī)中對蓋板和樓層板要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行了細(xì)化和量化。對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)給予了依據(jù)。

2 樓層板撓度變形研討

2.1 力學(xué)模型確認(rèn) 在自動扶梯和人行道運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),樓層板翻轉(zhuǎn)的安全事故不會經(jīng)常發(fā)生,但會對自動扶梯上的人員造成人身致命的傷害,因此大家應(yīng)該注重對于自動扶梯樓層板的設(shè)計(jì)提升。

樓層板安裝時(shí),通常自動扶梯廠家采用直接放置在兩端邊框上,所以可以將每塊樓層板簡化為獨(dú)立的簡支梁,如下圖所示：

圖1 受力簡圖

由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第5版第1卷-表4.1-23(7)可知上圖簡支梁撓度變形公式為：

δ——最大撓度、q——均布載荷、L——樓層板長度

E——彈性模量,碳鋼通常為210000MPa

I——慣性矩

2.2 詳細(xì)研討 由(1)式可知,為了計(jì)算出樓層板最大撓度變形量,需對各樓層板的慣性矩進(jìn)行計(jì)算。各樓層板由于寬度不同,總計(jì)計(jì)算方法如下：

對各斷面進(jìn)行制圖(圖2、圖3),通過AUTOCAD的【工具集】→【計(jì)算】→【慣性矩】來計(jì)算。

圖2 受力簡圖

圖3 受力簡圖

在計(jì)算過程中,會出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果不滿足TSG T7007—2016的要求,或者計(jì)算結(jié)果不理想,通常可采用增加補(bǔ)強(qiáng)厚度的方法實(shí)施,或者按圖3實(shí)施增加補(bǔ)強(qiáng)板。

3 樓層板結(jié)構(gòu)改進(jìn)意見

為了避免自動扶梯蓋板發(fā)生翻轉(zhuǎn)對人員的傷害加重,可以改變自動扶梯樓層板的設(shè)置,增加自動扶梯樓層板下面的支撐架,減少由于受到外力的作用,造成樓層板出現(xiàn)變形,增加樓層板的受力最大負(fù)荷,減少由于變形產(chǎn)生的傷害。

隨著自動扶梯和自動人行道的大規(guī)模使用,其所帶來的安全隱患也在增加,應(yīng)得到人們的足夠重視,本文對樓層板撓度變形計(jì)算方法給予簡要說明,此方法可以實(shí)施簡單快捷的計(jì)算驗(yàn)證。隨著仿真模擬技術(shù)的仿真,對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜且需要詳細(xì)的計(jì)算情況,可應(yīng)用仿真技術(shù)對樓層板結(jié)構(gòu)特性及強(qiáng)度實(shí)施研究計(jì)算,更為準(zhǔn)確的、詳細(xì)的進(jìn)行研討。