本號擬對SEMA規(guī)范(Code of Practice for the Design of Adjustable Pallet Racking)做一些簡單的介紹,不定期推出系列文章簡述貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容,以饗讀者。本篇為第五篇。
橫梁與立柱連接區(qū)域范圍內(nèi)的所有組件構(gòu)成了梁柱節(jié)點。對于貨架結(jié)構(gòu),梁柱節(jié)點的主要組件為掛片,還包括節(jié)點范圍內(nèi)的部分立柱與橫梁、螺栓或插銷。
梁柱節(jié)點的性能對貨架結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的設(shè)計都有重要的影響。梁柱節(jié)點的性能參數(shù)包括初始松動、彎曲承載力、彎曲剛度、剪切承載力、安全插銷抗剪承載力。
初始松動
梁柱節(jié)點的初始松動意味著橫梁與立柱之間的角度,在安裝后是可以隨意轉(zhuǎn)動的,轉(zhuǎn)動幅度即為初始松動的大小。初始松動會在貨架初始安裝傾斜的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加傾斜,因此需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中予以考慮。規(guī)范給出了初始松動的測試方法,裝置示意圖如下所示,規(guī)范給出的數(shù)據(jù)處理方法不予贅述。
彎曲承載力與彎曲剛度
梁柱節(jié)點的彎曲承載力與彎曲剛度,對結(jié)構(gòu)(尤其是沒有垂直拉桿的結(jié)構(gòu))的側(cè)向穩(wěn)定性有重要影響,同時對橫梁的設(shè)計有影響。由于貨架的梁、柱與掛片樣式多種多樣,理論計算困難,規(guī)范規(guī)定通過測試獲得梁柱節(jié)點的彎矩-轉(zhuǎn)角曲線,然后經(jīng)過處理得到相應(yīng)的承載力與剛度參數(shù)。
剪切承載力與安全插銷剪切承載力
梁柱節(jié)點除了受到彎矩外,還受到剪力作用,抗剪承載力同樣也是通過測試確定。另外為了防止橫梁端部掛片掛齒從立柱孔中脫出,應(yīng)設(shè)置安全插銷,安全插銷應(yīng)能抵抗5kN的剪力。規(guī)范給出的兩個參數(shù)的測試裝置相同,如下。
對于正常使用極限狀態(tài),橫梁跨中相對于兩端的撓度不應(yīng)超過跨度的1/200(有特殊需求時按照實際取值),橫梁截面繞橫梁縱軸的轉(zhuǎn)動不應(yīng)超過0.1弧度。對于承載力極限狀態(tài),橫梁的彎曲承載力應(yīng)能滿足設(shè)計荷載的需求。
7.1 側(cè)向穩(wěn)定的橫梁
如果橫梁截面是閉口的,或者受彎時截面沒有非加勁板件受壓,那么可以認(rèn)為橫梁側(cè)向是穩(wěn)定的。典型示例如下圖所示,橫梁繞y-y軸彎曲,且截面上部受壓,下部受拉。
彎曲承載力與撓度
考慮梁柱節(jié)點彎曲剛度的影響,一根橫梁的彎曲承載力Wult為下列兩式計算的較小值:
其中,Mc為考慮有效面積(受壓薄壁構(gòu)件必須考慮)的橫梁截面彎矩承載力;Mconn為梁柱節(jié)點的彎曲承載力;Kb為梁柱節(jié)點彎曲剛度;L或Lb為橫梁跨度,Ib為橫梁截面慣性矩;Ke為考慮立柱彎曲剛度的修正梁柱節(jié)點彎曲剛度,按下式計算:
其中,Ic為立柱截面慣性矩,h為橫梁間距。
考慮梁柱節(jié)點彎曲剛度的影響,一根承載為W的橫梁最大撓度為:
腹板剪切
按照合理的彈性分析方法計算的腹板最大剪應(yīng)力,不應(yīng)超過0.7py,py為鋼材設(shè)計強(qiáng)度。
腹板平均剪應(yīng)力不應(yīng)超過剪切屈服強(qiáng)度pv,亦不能超過剪切屈曲強(qiáng)度qcr:
其中,D為腹板高度,t為腹板厚度。
腹板壓屈
在距離橫梁端部1.5倍橫梁腹板高度的位置,有一個集中荷載作用時,每個腹板的壓屈承載力Pw為:
其中,N為承壓長度,單位mm;D為腹板高度,單位mm;r為內(nèi)經(jīng),單位mm;t為腹板厚度,單位mm;k=py/228。
彎曲與剪切組合
對于同時承受彎曲與剪切的橫梁腹板,應(yīng)滿足下式:
其中,F(xiàn)v為剪力,Pv為剪切承載力;M為Fv作用點對應(yīng)的彎矩,Mc同前。
彎曲與腹板壓屈組合
承受集中荷載的橫梁,腹板同時彎曲與壓屈,應(yīng)滿足下式:
其中,F(xiàn)w為集中荷載,Pw為腹板壓屈承載力。
7.2 側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲的橫梁
對于容易發(fā)生側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲的橫梁,比如卷邊槽鋼截面橫梁繞對稱軸彎曲,應(yīng)參考BS 5950:Part5的相關(guān)條文計算,或者通過測試進(jìn)行設(shè)計。規(guī)范給出了進(jìn)行橫梁彎曲承載力的測試方法。
穩(wěn)圖提供自動化立體倉庫高層貨架、庫架一體貨架以及各種平庫貨架(包括且不限于橫梁式、穿梭車式、懸臂式、后推式、重力式、閣樓式與鋼平臺等)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工質(zhì)量檢測與使用維護(hù)檢測等一系列專業(yè)技術(shù)服務(wù)。期待與您交流。
本站的原創(chuàng)文章,請轉(zhuǎn)載時務(wù)必注明出處:穩(wěn)圖WESAFE,不尊重原創(chuàng)的行為我們將追究責(zé)任。