組裝式鋼貨架構件及節(jié)點性能研究.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、高度機械化和自動化，這就要求物資的供應分發(fā)及時、迅速、準確，同時也促使倉儲技術得到了迅速的發(fā)展。鋼貨架作為倉儲設施中的一員，是現(xiàn)代物流中心、配送中心必不可少的組成部分。組裝式鋼貨架結構是新型鋼貨架中應用最廣泛的結構形式之一。其主要構件有立柱、橫梁、橫撐、斜撐和托盤等。立柱是貨架鋼結構的主要支撐構件，其穩(wěn)定性決定了貨架鋼結構體系的可靠性。目前往往由輥軋機連續(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特的貨架鋼結構體系。冷彎薄壁型鋼組裝式鋼貨架多用于低位倉庫，具有自重輕，質量高、成本低，節(jié)省空間，便于搭接，運輸、拆裝方便，層高易于調(diào)節(jié)等諸多優(yōu)點。本文首先對六角形孔洞的鋼貨架立柱形式進行了軸壓試驗，測得了翼緣和腹板的荷載應變曲線，得到了短柱的極限承載力和破壞形態(tài)，并與規(guī)范值進行了比較。然后進行了橫梁門架試驗，根據(jù)《鋼貨架設計規(guī)范》CECS23：90中的要求進行了加載，得到了設計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角。最后進行了連接剛度門架試驗，得到了水平、豎向荷載同時作用下的荷載位移曲線，并確定了用于貨架設計的梁柱節(jié)點的彈性常數(shù)R和柱腳的轉動剛度毋。以試驗為基礎，運用通用非線性有限元計算分析軟件地～QUS中考慮四節(jié)點四邊形有限薄膜應變線性減縮積分殼單元S4R對六角形孔洞的立柱進行了建模，將結果與試驗進行了對比，驗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，并提出了一些設計建議。最后采用C3D4單元(四節(jié)點線性六面體單元)，對組裝式鋼貨架的整體工作性能進行了數(shù)值模擬。梁柱節(jié)點的可靠性極大地影響著鋼貨架的性能。在傳統(tǒng)的鋼框架分析和設計中，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。而且貨格高度在設計中必須嚴格控制，應