組裝式鋼貨架構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)性能研究.pdf

1、PerformanceofMembersandJointsofAssembledStorageRacksDissertationSubmittedtoNanjingUniversityofTechnologyinpartialfulfillmentofrequirementforthedegreeofMasterofEngineeringByYangLUSupervisor：ProfJunDONGMay2008摘要摘要現(xiàn)代化大生產(chǎn)促使工

2、業(yè)生產(chǎn)社會化、專業(yè)化、高度機(jī)械化和自動化，這就要求物資的供應(yīng)分發(fā)及時(shí)、迅速、準(zhǔn)確，同時(shí)也促使倉儲技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。鋼貨架作為倉儲設(shè)施中的一員，是現(xiàn)代物流中心、配送中心必不可少的組成部分。組裝式鋼貨架結(jié)構(gòu)是新型鋼貨架中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一。其主要構(gòu)件有立柱、橫梁、橫撐、斜撐和托盤等。立柱是貨架鋼結(jié)構(gòu)的主要支撐構(gòu)件，其穩(wěn)定性決定了貨架鋼結(jié)構(gòu)體系的可靠性。目前往往由輥軋機(jī)連續(xù)彎折成異形截面，并連續(xù)沖高精度的異形孔洞來形成。通過在橫梁的

3、梁端焊接柱卡并將其插入立柱孔洞中以形成獨(dú)特的貨架鋼結(jié)構(gòu)體系。冷彎薄壁型鋼組裝式鋼貨架多用于低位倉庫，具有自重輕，質(zhì)量高、成本低，節(jié)省空間，便于搭接，運(yùn)輸、拆裝方便，層高易于調(diào)節(jié)等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文首先對六角形孔洞的鋼貨架立柱形式進(jìn)行了軸壓試驗(yàn)，測得了翼緣和腹板的荷載應(yīng)變曲線，得到了短柱的極限承載力和破壞形態(tài)，并與規(guī)范值進(jìn)行了比較。然后進(jìn)行了橫梁門架試驗(yàn)，根據(jù)《鋼貨架設(shè)計(jì)規(guī)范》CECS23：90中的要求進(jìn)行了加載，得到了設(shè)計(jì)荷載下的荷載位移曲

4、線和橫梁承載力，并測出了橫梁端部的轉(zhuǎn)角。最后進(jìn)行了連接剛度門架試驗(yàn)，得到了水平、豎向荷載同時(shí)作用下的荷載位移曲線，并確定了用于貨架設(shè)計(jì)的梁柱節(jié)點(diǎn)的彈性常數(shù)R和柱腳的轉(zhuǎn)動剛度毋。以試驗(yàn)為基礎(chǔ)，運(yùn)用通用非線性有限元計(jì)算分析軟件地～QUS中考慮四節(jié)點(diǎn)四邊形有限薄膜應(yīng)變線性減縮積分殼單元S4R對六角形孔洞的立柱進(jìn)行了建模，將結(jié)果與試驗(yàn)進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了有限元模型正確性和可靠性。然后對N55、N90和N120型的無孔和沖異形孔(六角形、馬蹄形和斜

5、槽形)的短柱進(jìn)行有限元分析，確定了短柱開孔的削弱幅度，并提出了一些設(shè)計(jì)建議。最后采用C3D4單元(四節(jié)點(diǎn)線性六面體單元)，對組裝式鋼貨架的整體工作性能進(jìn)行了數(shù)值模擬。梁柱節(jié)點(diǎn)的可靠性極大地影響著鋼貨架的性能。在傳統(tǒng)的鋼框架分析和設(shè)計(jì)中，一般將框架梁柱的連接假定為完全剛接或鉸接，然而組裝式鋼貨架體系的節(jié)點(diǎn)的連接性能介于兩者之間，呈半剛性連接。雖然這種連接方式給現(xiàn)場安裝帶來了方便，但對理論分析造成了困難。而且貨格高度在設(shè)計(jì)中必須嚴(yán)格控制，應(yīng)