组合式钢货架的分析与有限元辅助设计

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1、物流技术与应用2010年第9期}DGIST／GS＆MATERIALHANDLi～G广摘要：从组合式钢货架结构的构造形式、受力特点及现行相关规范等方面，分析了钢货架结构中格构式立柱及其他构件的强度与稳定性的力学简化模型及计算方法，进一步探讨组装式钢货架结构的稳定性分析与计算的理论依据。关键词：组合式钢货架结构、格构式立柱、结构稳定性J组合式钢货架的分析与有限元辅助设计>>张卫国上海国宝鼎虎集团昆山天普物流设备有限公司组合式钢货架(或称组装式货架)一般由若格构式货架立柱、梁的构造及其分析干竖向框架立柱、若干层与竖向框架立柱组合连格构式货架立柱、梁的设计选型、生产制接的梁、杆结构等构

2、成。梁与框架立柱为典型的造及安装等，直接关系到货架钢结构的技术经半刚性节点连接，这种连接方式一方面允许梁绕济性、安全性和使用的便捷性。受力前的轴线有一定的转动，另一方面又要求梁组合式货架的竖向框架立柱结构通常以本端点可以传递梁上的载荷对框架立柱的弯矩、扭文所述的格构式结构体为典型代表(如图1)，矩的组合作用。货架结构件的计算及其选型需要主要由立柱构件(柱肢)与支撑构件(腹杆或横、从应用环境、安全性设计、生产工艺及安装条斜撑)组成，立柱构件多采用单轴对称冷弯薄件、力系等方面进行分析，以确定其选材、结壁有孔截面型钢，多采用C型截面的有孔冷弯构形式、连接节点类别、荷载及内力加载方式、

3、型钢或其他型钢。现行的设计规范中，对于单各节点位移及应力应变的分布状态等，并对框轴对称冷弯薄壁多孔截面型钢的设计理论依据架立柱结构、梁结构进行设计验算或足尺荷载和试验数据都不充分，生产厂家试验样本的可试验验证，以确保货架结构具有足够的极限承代表性也不够。实际应用中，此类冷弯薄壁多载能力、稳定性和安全性，且在正常使用极限孔截面型钢的局部屈曲、弯扭屈曲及其承载能状态下不会发生超限量变形。也可通过有限元、力的影响机理比较复杂，与框架立柱上孔洞的钢结构设计软件等辅助设计手段加以校核修正或结构优化，既考虑货架各部件的基本布局及Y设计结构、设计原则、力学简化模型、载荷组合与校核的方法，又考

4、虑货架组合整体结构的强度、刚度、稳定．}生及其结构的加固模式，特X别是各种实际工况下的适应性设计与计算，同时还要考虑制造工厂的加工精度及其工艺对装配结构的影响，以及在工作载荷下的合理、有限的弹性变形，以满足客户的实际需要，并追求货架系统方案的最优性价比。图1格构式货架立柱示意图95AuthoritativeForum权威形状、大小、分布部位及构件的支承l青况和荷受压强及稳定性应按有效截面计算，变形及载条件等诸多因素有关联，需根据其受载状态各种稳定系数可按毛截面计算，在计算过程中和结构布置等，分别详细分析并形成力学简化需要分析考虑货架结构组件的截面形状和尺模型，针对货架立柱在冷弯

5、成型过程中造成的寸、截面的残余应力分布、初始几何缺陷、构截面局部减薄现象、加工后的初始变形及其截件的端部和侧向支承的条件、荷载的类型及其面材料整体加工应力不均匀性的影响等，从构加载作用点、连接节点的约束等。计算荷载包件的有效截面的变化上进行修正或试验比较修括恒荷载、货架活荷载、竖向冲击荷载、水平正；并分别按轴压构件和压弯构件进行强度和稳荷载、水平地震荷载等。定性验证分析。可采用有孔货架立柱样本和无组合式货架可按照承载能力极限状态和正孔货架立柱样本的对比试验来获得相关货架立常使用极限状态进行设计，并按最不利的荷载柱的孔洞影响系数，再根据货架立柱的截面形组合情况考虑各种受力状态，支

6、撑类构件应按状，参照《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中的轴心受压构件分析与计算。计算全截面有效的单轴对称开口截面的相关公式验算货架立柱的冷弯型钢货架结构的受拉、受压或受弯构件的强度与稳定性。此外，应注意保证格构拄的缀强度时，可采用计及冷弯效应的强度设计值，条应具有足够的强度与刚度，可一次性对某型必要时需进行货架结构的抗震强度设计与校产品进行定型设计和校核，并通过限值要求以核；设计计算货架结构时，需要限定货架结构确定选型时是否需要再次校核。目前，企业多的变形尺寸、构件的细长比等，保证货架结构采用经足尺试验验证合格的梯阶式理论数据表的变形满足规定要求。格或数值模拟图表来确定货架立柱的选

7、型规格。有资料表明，对于高宽比不大的竖向框货架系统的有限元分析法架，若框架单立柱计算满足要求，一般可不作在研究货架结构的过程中，由于受实验条货架竖向格构式立柱结构体自身平面内的整体件(试验设备、测量技术、设计及交货周期、稳定性计算；而对于高而窄的竖向框架，则按经费等)的限制，不可能从试验中获得昕有需《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中的有关公式计要的信息，而且也不可能精细地调整各个影响算其整体稳定性。我国对于格构式立拄绕虚轴因素而反复试验，只能从试验现象及其破坏模稳定性的计算采用换算长细比的方法，