多孔卷邊薄壁貨架柱及抱焊梁理論與試驗研究.pdf

1、組裝式鋼貨架是現(xiàn)代物流領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，其主要承重構(gòu)件是多孔卷邊立柱及抱焊梁，二者通過半剛性的柱卡節(jié)點連接成整體。其獨特的截面構(gòu)造及連接方式，決定了受力性能必然不同于一般的輕型剛架結(jié)構(gòu)，更不宜盲目地套用現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進行截面設(shè)計。為此，本文對多孔卷邊立柱及抱焊梁進行了一系列的試驗研究及理論分析，基本掌握了該類結(jié)構(gòu)受力行為及失效機理。
　　 首先，對貨架中的多孔卷邊立柱及單根抱焊梁分別進行軸壓和受彎試驗，獲得了

2、該類構(gòu)件的受力性能及其承載能力。在此基礎(chǔ)上，對整體框架中的抱焊梁進行了試驗研究，掌握了整體結(jié)構(gòu)在水平及豎向荷載作用下的破壞機理。其次，對多孔卷邊立柱及抱焊梁進行了數(shù)值分析，較好地模擬了該類構(gòu)件的實際工作狀況。然后，對以上兩種主要構(gòu)件進行參數(shù)化分析并提出了簡化設(shè)計公式。最后，研究了半剛性節(jié)點及焊點布置方式對抱焊梁受力性能的影響。
　　 本文通過多孔卷邊薄壁貨架柱及抱焊梁的數(shù)值模擬分析及一系列的試驗研究，得到了以下主要結(jié)論：

3、　　 1.數(shù)值模擬結(jié)果與試驗實測值基本吻合，表明數(shù)值模型較好地反映了多孔卷邊立柱及抱焊梁的實際工作狀況。立柱的屈曲行為主要表現(xiàn)為畸變屈曲，長柱易出現(xiàn)整體屈曲與畸變屈曲的相關(guān)屈曲；抱焊梁的整體受力機理與簡支梁接近，但集中荷載效應(yīng)明顯，半剛性節(jié)點的基本特性主要在加載后期顯現(xiàn)。
　　 2.由立柱的參數(shù)化分析結(jié)果可知，規(guī)范值與有限元值偏差較大；按立柱的簡化設(shè)計公式所得計算值與有限元值較為吻合；澳洲規(guī)范關(guān)于畸變屈曲的計算結(jié)果與有限元值偏

4、差不大，但長柱的計算結(jié)果誤差較大；北美規(guī)范關(guān)于整體屈曲與畸變屈曲相關(guān)屈曲的計算結(jié)果與有限元值基本吻合。
　　 3.由抱焊梁的參數(shù)化分析結(jié)果可知，抱焊梁的簡化設(shè)計方法較好地反映了集中荷載效應(yīng)，計算結(jié)果與有限元分析結(jié)果基本吻合。
　　 4.推導(dǎo)半剛性節(jié)點剛度與抱焊梁承載力之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，為今后該類節(jié)點的進一步改進和設(shè)計提供了理論依據(jù)；通過對不同焊點布置方式的抱焊梁的受力性能進行對比分析，提出了焊點布置的改進方案。