貨架結構設計中的典型問題

event2022-01-17 17:06:54
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最近越來越多的客戶關(guan) 注貨架的結構承載安全，委托我們(men) 進行結構計算。大部分項目已經安裝完工等待驗收，甚至是已經放上貨投入使用。然而實際發現貨架存在很多問題，導致結構計算通不過承載校核，甚至是設計的貨架根本就不是結構，而是一個(ge) 機構，連計算的必要性都沒有，一看就不過。（注：“結構”能承受一定荷載，“機構”是結構的反義(yi) 詞，不能承受任何荷載）。

貨架主要承受豎向的貨物荷載，這句話沒有問題，所以立柱要設計得足夠強。但是硬生生地把立柱豎直向下壓壞，這種情況還是比較少見的，貨架倒塌主要的誘因還是在於(yu) 水平荷載。不考慮地震就沒有水平荷載了嗎？錯。首先搬運設備正常操作對貨架有水平荷載作用，其次立柱永遠不可能安裝得絕對豎直，總會(hui) 有傾(qing) 斜，一旦放上貨物，就會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 水平分力作用在貨架上。在水平荷載作用下，貨架是否會(hui) 產(chan) 生較大的側(ce) 向變形？如果是，那麽(me) 立柱的承載能力就下降得多；如果否，那麽(me) 立柱的承載能力就下降得少。貨架側(ce) 向變形與(yu) 組成貨架的所有部件都相關(guan) 。也就是說，立柱的承載力不僅(jin) 僅(jin) 與(yu) 其本身的強弱有關(guan) ，還與(yu) 貨架其他構件息息相關(guan) 。舉(ju) 個(ge) 恰當的例子，即使讓一名巔峰時期的世界一流球員歸化，國足還是出不了線。

以下是遇到的幾個(ge) 影響貨架側(ce) 向變形的典型問題，請諸位貨架設計人員多多留意。

一、背拉杆問題

背拉杆是最有效的抵抗貨架側(ce) 向變形的構件，俗稱抗側(ce) 力構件。關(guan) 於(yu) 背拉杆的設置，在立體(ti) 庫貨架拉杆（支撐）體(ti) 係設置要求一文中有詳細的分析。見得最多的背拉杆體(ti) 係如下圖所示，從(cong) 背部立柱伸出一段懸臂連杆，連杆上拉幾道交叉拉杆。先說結論，這種設置就等於(yu) 沒有設置，所以結構計算時就不能考慮背拉杆的作用。說實話，圖中設置還算是好的，沒有踩中所有雷點，至少它背拉杆接地了，至少它懸臂連杆連在梁柱交點位置而不是立柱層高中間位置。但是由於(yu) 貨架與(yu) 交叉拉杆之間存在一定偏心距離（即懸臂連杆長度），導致貨架側(ce) 向很容易變形。不要指望貨架側(ce) 向變形一點後背拉杆能通過懸臂連杆把它拉住，真到那個(ge) 時候貨架早已經塌了。

典型無效背拉杆設置

無效背拉杆貨架變形

背拉杆設置應：

1. 貨架與(yu) 背拉杆之間應該有有效的水平傳(chuan) 力方式，比如水平交叉拉杆或水平貼板，僅(jin) 僅(jin) 懸臂連杆是不夠的；

2. 應在背拉杆上下端高度處設置水平傳(chuan) 力構件，水平傳(chuan) 力構件應該從(cong) 貨架最內(nei) 側(ce) 一直布置到背拉杆位置；

3.較可靠的方式是設置加強立柱支承住懸臂連杆的另一端，並設置背拉杆平構件將左右兩(liang) 個(ge) 懸臂連杆連接起來，與(yu) 貨架橫梁形成一矩形框，框對角線設置水平交叉拉杆；

4.背拉杆應接地；

5.懸臂連杆應靠近梁柱節點處而不是上下橫梁之間立柱中間位置。

二、梁柱節點問題

對於(yu) 不設置背拉杆的貨架，比如普通橫梁式貨架，在構件規格已定的情況下，節點提供了主要的抵抗側(ce) 向變形貢獻。傳(chuan) 統的掛片連接方式，梁柱節點是半剛性，有一定的剛度，需要測試獲得。但是需要注意的是，如果橫梁與(yu) 立柱通過螺栓連接，並且螺栓在橫梁截麵範圍內(nei) ，那麽(me) 梁柱節點剛度很小，在結構上會(hui) 簡化為(wei) 鉸接，抵抗側(ce) 向變形的作用降低到可以忽略。

螺栓連接的梁柱節點