SEMA貨架結構設計規範簡介（五）

• event2021-11-20 13:40:16
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本號擬對SEMA規範（Code of Practice for the Design of Adjustable Pallet Racking）做一些簡單的介紹，不定期推出係列文章簡述貨架結構設計內(nei) 容，以饗讀者。本篇為(wei) 第五篇。
 

【梁柱節點設計】

橫梁與(yu) 立柱連接區域範圍內(nei) 的所有組件構成了梁柱節點。對於(yu) 貨架結構，梁柱節點的主要組件為(wei) 掛片，還包括節點範圍內(nei) 的部分立柱與(yu) 橫梁、螺栓或插銷。

梁柱節點的性能對貨架結構與(yu) 構件的設計都有重要的影響。梁柱節點的性能參數包括初始鬆動、彎曲承載力、彎曲剛度、剪切承載力、安全插銷抗剪承載力。

• 初始鬆動

梁柱節點的初始鬆動意味著橫梁與(yu) 立柱之間的角度，在安裝後是可以隨意轉動的，轉動幅度即為(wei) 初始鬆動的大小。初始鬆動會(hui) 在貨架初始安裝傾(qing) 斜的基礎上進一步增加傾(qing) 斜，因此需要在結構設計中予以考慮。規範給出了初始鬆動的測試方法，裝置示意圖如下所示，規範給出的數據處理方法不予贅述。

梁柱節點初始鬆動測試

• 彎曲承載力與(yu) 彎曲剛度

梁柱節點的彎曲承載力與(yu) 彎曲剛度，對結構（尤其是沒有垂直拉杆的結構）的側(ce) 向穩定性有重要影響，同時對橫梁的設計有影響。由於(yu) 貨架的梁、柱與(yu) 掛片樣式多種多樣，理論計算困難，規範規定通過測試獲得梁柱節點的彎矩-轉角曲線，然後經過處理得到相應的承載力與(yu) 剛度參數。

梁柱節點彎曲測試

梁柱節點彎矩-轉角曲線

• 剪切承載力與(yu) 安全插銷剪切承載力

梁柱節點除了受到彎矩外，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(wei) 了防止橫梁端部掛片掛齒從(cong) 立柱孔中脫出，應設置安全插銷，安全插銷應能抵抗5kN的剪力。規範給出的兩(liang) 個(ge) 參數的測試裝置相同，如下。

梁柱節點剪切測試
 

【橫梁設計】

對於(yu) 正常使用極限狀態，橫梁跨中相對於(yu) 兩(liang) 端的撓度不應超過跨度的1/200（有特殊需求時按照實際取值），橫梁截麵繞橫梁縱軸的轉動不應超過0.1弧度。對於(yu) 承載力極限狀態，橫梁的彎曲承載力應能滿足設計荷載的需求。

7.1 側(ce) 向穩定的橫梁

如果橫梁截麵是閉口的，或者受彎時截麵沒有非加勁板件受壓，那麽(me) 可以認為(wei) 橫梁側(ce) 向是穩定的。典型示例如下圖所示，橫梁繞y-y軸彎曲，且截麵上部受壓，下部受拉。

側向穩定橫梁

• 彎曲承載力與(yu) 撓度

考慮梁柱節點彎曲剛度的影響，一根橫梁的彎曲承載力Wult為(wei) 下列兩(liang) 式計算的較小值：

其中，Mc為(wei) 考慮有效麵積（受壓薄壁構件必須考慮）的橫梁截麵彎矩承載力；Mconn為(wei) 梁柱節點的彎曲承載力；Kb為(wei) 梁柱節點彎曲剛度；L或Lb為(wei) 橫梁跨度，Ib為(wei) 橫梁截麵慣性矩；Ke為(wei) 考慮立柱彎曲剛度的修正梁柱節點彎曲剛度，按下式計算：

其中，Ic為(wei) 立柱截麵慣性矩，h為(wei) 橫梁間距。

考慮梁柱節點彎曲剛度的影響，一根承載為(wei) W的橫梁最大撓度為(wei) ：

• 腹板剪切

按照合理的彈性分析方法計算的腹板最大剪應力，不應超過0.7py，py為(wei) 鋼材設計強度。

腹板平均剪應力不應超過剪切屈服強度pv，亦不能超過剪切屈曲強度qcr：

其中，D為(wei) 腹板高度，t為(wei) 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(ge) 集中荷載作用時，每個(ge) 腹板的壓屈承載力Pw為(wei) ：

其中，N為(wei) 承壓長度，單位mm；D為(wei) 腹板高度，單位mm；r為(wei) 內(nei) 經，單位mm；t為(wei) 腹板厚度，單位mm；k=py/228。

橫梁集中荷載

• 彎曲與(yu) 剪切組合

對於(yu) 同時承受彎曲與(yu) 剪切的橫梁腹板，應滿足下式：

其中，Fv為(wei) 剪力，Pv為(wei) 剪切承載力；M為(wei) Fv作用點對應的彎矩，Mc同前。

• 彎曲與(yu) 腹板壓屈組合

承受集中荷載的橫梁，腹板同時彎曲與(yu) 壓屈，應滿足下式：

其中，Fw為(wei) 集中荷載，Pw為(wei) 腹板壓屈承載力。

7.2 側(ce) 向扭轉屈曲的橫梁

對於(yu) 容易發生側(ce) 向扭轉屈曲的橫梁，比如卷邊槽鋼截麵橫梁繞對稱軸彎曲，應參考BS 5950:Part5的相關(guan) 條文計算，或者通過測試進行設計。規範給出了進行橫梁彎曲承載力的測試方法。

橫梁彎曲測試

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