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货架钢结构荷载及荷载效应的分析
huojiaaonet 发表于 2009-7-31 15:36:00 |
货架钢结构荷载及荷载效应的分析
货架的荷载分为恒荷载、货架活荷载、竖向冲击荷载、水平荷载以及风载、屋面活荷载(或雪载)和地震作用。货架结构设计应按上述荷载效应的最不利组合设计。
实际上可以将货架各组成件简化为轴线，上述荷载在一定程度上可以进行轴力简化处理。其中恒荷载指货架结构的自重；活荷载指搁置在货架结构上的货物和货箱(或托盘)的重量；竖向冲击荷载指储运机械存放货物时产生的对模梁的冲击力，通常可取一个货箱或托盘(含货物重)静载设计值的50％考虑；作用于组装式货架结构的水平荷载指由货架结构构件的初弯曲、安装偏差、荷载偏心以及储运机械的轻度碰撞等引起的水平力；货架结构的抗震设计可仅考虑水平地震作用的影响，不计竖向地震作用。
货架钢结构设计方法
传统的货架钢结构设计的整个过程是基于手工设计完成的，分为初步设计与技术设计两个阶段。随着计算机技术的发展，可以利用CAD软件提供的复合建模功能，探索货架设计规划新方法，或开发专用货架软件包，以缩短设计规划周期，降低开发成本。
有限元辅助分析手段是把货架系统实体(或图纸)抽象为一组由力学元件构成的模型，把货架单元转换成能为计算机接受的计算模型，同时给出载荷及支持状态的数学描述。
在货架钢结构简化过程中的原则是：在尽可能如实地反映结构体的主要力学特性的前提下，力求用较少的单元和简单的单元形式来表现；在满足货架钢结构构件刚性与主架连接的可靠性的前提下，力求减轻主架立柱的自重或减薄材料尺寸，如：在高架库中采用货架立柱分段厚度控制方法，即上部可选择1.8mm厚度材料、中部选择2.0mm厚度材料、下部选择2.3mm厚度材料，或合理选择横梁规格与立柱规格，以获得最佳的设计效果、最优的经济效益。
冷弯薄壁多孔货架立柱压杆稳定性分析
货架立柱多采用冷弯薄壁多孔结构，且通过多折面截面形式来提高货架的屈曲后实际承载能力。《钢货架结构设计规范CECS23:90》中规定，若孔位于板件的无效部位，此开孔板件的有效宽度可按相应无孔板件的有效宽度取用；若孔位于板件的有效部位，则此开孔板件的有效宽度可按相应无孔板件的有效宽度扣除位于有效区内的孔宽取用。
冷弯薄壁多孔立柱是货架钢结构体系中最复杂的构成组件之一，其弯扭失稳问题一直是货架钢结构设计的关键问题，直接决定了货架钢结构体系的设计、计算复杂程度，其他冷弯结构组件可直接应用《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002》中的原理和方法处理，依据相关试验结果进行全截面有效的冷弯型钢货架结构的受拉、受压或受弯构件的强度校核，力求在货架新产品的设计开发初期就进行有限元分析或计算；或根据该规范的有关规定，结合冷弯薄壁多孔货架立柱的特点，计算全截面有效的冷弯型钢货架结构的受拉、受压或受弯构件的强度。
当偏心弯矩作用于对称平面时，除应按《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002》中的第5.5.2条计算弯矩作用内的稳定性外，还应按其中的公式5.5.2计算其弯矩作用平面外的稳定性。
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