利用仿真系統(tǒng)-實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計

利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計2024/3/24利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計倉庫中,其高度達(dá)到三十米左右,單個庫的貨架排數(shù)也多在十排以上,每個托盤的承載也在一噸左右。作為大型倉庫中重要組成部分的貨架系統(tǒng),其強度和剛度尤為顯得重要。但是由于我國的物利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰流業(yè)起步較晚,發(fā)展水平也相對滯后,對于廣泛使用的鋼貨架還沒有一套科學(xué)完善的設(shè)計規(guī)范,對于貨架抗震性能的要求也是參照《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》的通用條款提出的。美國

1958

年就利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計成立了貨架制造業(yè)協(xié)會,對貨架的設(shè)計、測試、使用發(fā)布指導(dǎo)性技術(shù)規(guī)范,最新的版本發(fā)布于2002

年

3

月。本文依據(jù)我國有關(guān)規(guī)范,參照美國最新的《工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)倉庫貨架設(shè)計、測試及使用利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰規(guī)范》,對大型立體自動化倉庫的貨架系統(tǒng)進行有限元(仿真系統(tǒng))分析,以考核其設(shè)計方案能否滿足強度和剛度要求。利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計1、貨架系統(tǒng)說明

該倉庫為分體式,既貨架部分和建筑物為兩個獨立系統(tǒng)。貨架類型為橫梁式,主要由立柱、利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰橫梁、支撐、水平拉桿、垂直拉桿、吊梁、連接桿等構(gòu)成。貨架系統(tǒng)總高度為

29.1

米,長度約

73米,總寬度約

21

米。各排貨架的高度一致,但層數(shù)不一,N01~N06

排層數(shù)為

16,N07~N10

排的層數(shù)利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計為14,多數(shù)貨格可放置兩個承載1噸的托盤,貨架兩頭少數(shù)貨位僅能放置一個承載

1

噸的托盤。共有

4498

個貨格,滿載時承載貨物

8828

噸。利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰

由于高度超過了

20

米,立柱設(shè)計時采用了不等厚度截面,在高度

13879mm

以下,采用壁厚為3.5mm

的開口截面,在高度

13879mm

以上,采用壁厚為

3mm

的開口截面。利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計2、有限元模型的建立

該貨架系統(tǒng)的有限元模型在

MSCPatran2012中完成。在建模時以立柱的中心線為基準(zhǔn),認(rèn)為利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰各構(gòu)件之間的連接為固接方式,根據(jù)已知條件建立的有限元模型一,圖中“+”為坐標(biāo)原點。單元類型均采用兩節(jié)點梁單元(CBAR),每個單元共有9

個自由度,可承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉壓載荷。完成利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計的有限元模型共有

31163

個節(jié)點,61555

個單元。圖一貨架系統(tǒng)的有限元模型根據(jù)設(shè)計方案,貨架系統(tǒng)所用的材料材料屬利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰性為:楊氏彈性模量

E=2.06×10MPa5,,泊松比μ

=0.3,密度ρ

=7800kg/m3,屈服強度:σ

s=240MPa。利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計3、邊界條件和載荷分析3.1

邊界條件由于該貨架系統(tǒng)為分體式,外部約束只在立利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰柱底腳和地面的連接處,此處采用二次預(yù)埋形式,用地腳螺栓固定,可認(rèn)為是剛性連接,限制此處節(jié)點的六個自由度。利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計3.2

載荷分析

通常情況下,貨架的載荷主要來自于自重及貨物的重量,按照貨架的設(shè)計要求,分析時按貨利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰架裝滿貨物計算。按照上海市的有關(guān)規(guī)定,該貨架須滿足七級設(shè)防烈度的的要求,因此還需要分析其地震載荷。按設(shè)計要求,在地震載荷下,貨架容量按滿載的

80%計算。這樣,該貨架系統(tǒng)共有如利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計下三種載荷:3.2.1

貨架自重

DL分析中以慣性載荷的方式施加在整個貨架利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰系統(tǒng),重力加速度取

9.8N/Kg。3.2.2

貨物載荷

PL滿載時,存儲貨物的最大重量是

8828

噸,分利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計析時以分布力方式作用在貨架的橫梁上,對于長度為

2440mm

的貨格,放置兩個重量為

1

噸的貨物,每

個

橫

梁

承

載

為

9800N,

轉(zhuǎn)

化

為

線

載荷:9800/2440=4.02N/mm。對于貨架兩端長度為利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰1290mm

的貨格,只放置一個一噸重的貨物,每個橫

梁

承

載4900N,

轉(zhuǎn)

化

為

線

載荷:4900/1290=3.8N/mm。利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計3.2.3

地震載荷

EL

按照我國《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》,只需要計算水平方向的地震作用。本貨架的設(shè)防烈度為利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰7

級,地震加速度取值為

0.10g。參照美國貨架制造業(yè)協(xié)會

2002

年版的《工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)倉庫貨架設(shè)計、測試及使用規(guī)范》,其總的水平載荷應(yīng)為:利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計V=CsIpWs(1)

式中:Cs—地震響應(yīng)系數(shù),和場地等級、基本振動周期及地震加速度有關(guān),根據(jù)文獻(xiàn)[2]確定利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰的地震響應(yīng)系數(shù)為

0.1;

Ip—系統(tǒng)的重要因子,對于重要設(shè)施及系統(tǒng)中存在關(guān)鍵材料時

Ip=1.5,對于其他情況取利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計Ip=1.0,本分析中取

Ip=1.0;Ws—經(jīng)驗公式,本分析中,Ws=0.8×((0.67×PL)+DL)。(2)利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰4、計算結(jié)果

分析中對該貨架系統(tǒng)分兩種工況分析,一種僅施加常規(guī)載荷:DL+PL;另一種包括常規(guī)載荷和利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計地震載荷:DL+0.8PL+EL。4.1

工況一:DL+PL常規(guī)載荷下,貨架的變形情況見圖二,最大利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰變形量為7.81mm,發(fā)生在節(jié)點16881處,此處的坐標(biāo)為(24470,3225,29100)。由于

N07~N10

四排貨架的層數(shù)為14,N01~N06排貨架的層數(shù)為16,貨架的重心偏向

N01

排貨架,所以整體有向

y

負(fù)方向利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計傾斜的趨勢。計算結(jié)果表明:在

z

方向的變形范圍

為

(-7.22~0)mm;

在

x

方

向

的

變

形

范

圍

為(-0.4~2.11)利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰

mm;在

y

方向的變形范圍為(-3.22~0.7)mm。貨架整體表現(xiàn)為受貨物的重壓在立柱方向的變形。在z方向的相對變形量為7.22/29100=0.02%。利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計

貨架的軸應(yīng)力見圖三,其最大值為

103MPa,發(fā)

生

在

節(jié)

點

4399

處

,

它

的

坐

標(biāo)

位

置

是(25690,2800,0)。根據(jù)色帶可以看出,較大應(yīng)力點分布在貨架立柱的下端處,這與理論上的定性利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰分析是一致的。所用材料的屈服強度為

240MPa,因此這個應(yīng)力值是相對較小的。4.2

工況二:DL+0.8PL+EL利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計此工況下,對于貨物載荷按滿載的

80%計算,地震引起的水平力的大小為:EL=V=CsIpWs=0.1×(0.8×(0.67PL)+DL)=0利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰.0536PL+0.08DL(3)

上式中,對于

0.0536PL

部分,以分布力的形式沿

X

正方向加在立柱和橫梁上(加強立柱和頂利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計層橫梁除外)。對于

0.08DL

部分,以慣性力的方式沿

X

正方向施加在整個貨架上,加速度值為0.08×9.8=0.784N/Kg。利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰圖二工況一下的貨架的變形圖三工況一下的貨架的軸應(yīng)力分布圖貨架系統(tǒng)在工況二下的變形情況見圖四,最利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計大變形量為

132mm,發(fā)生在節(jié)點

17466

處,此處的坐標(biāo)為(33010,19800,29100)。計算結(jié)果表明:在z方向的變形范圍為(-10.2~2.09)mm;在x方向的變形范圍為(-0.55~2.02)mm;在

y

方向的變形范利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰圍為(0~131)mm。貨架整體表現(xiàn)為受地震載荷作用在垂直通道方向上的變形。貨架的在工況二下的軸應(yīng)力見圖五,其最大利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計值為196MPa,發(fā)生在節(jié)點26698處,它的坐標(biāo)位置是(33010,15600,0)。根據(jù)色譜可以看出,較大應(yīng)力點仍然分布在貨架立圖四貨架在工況二下的變形柱的下端處。利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計萬水千山總是吾。自動化立體倉庫愧然嘆曰：“舍我其誰5、結(jié)論

通過對該貨架系統(tǒng)的兩種工況分析,可知在通常情況下,如貨架滿載率達(dá)到

80%,其最大變形利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫貨架系統(tǒng)抗震設(shè)計為

7.81mm,在

z

方向的相對變形量僅為

0.02%,此時的最大軸應(yīng)力僅為

103Mpa;而在地震載荷下的最大應(yīng)力值為

196MPa,是所用材料屈服強度的81.7%,還有一定的安全儲備。因此,可以認(rèn)為此利用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)立體倉庫