组装式钢货架结构研究现状

钢货架结构在世界范围内被广泛应用于仓库货物的存储,一般由冷弯薄壁型钢构件组成。组装式钢货架结构具有安装简便、形式灵活等优点,逐渐成为市场的主流。而其具有的截面异型、构件开孔、节点形式独特、抗侧刚度有限、尽可能轻质经济等特点,使组装式钢货架结构成为设计复杂、区别于传统钢结构的独立式结构。国外针对钢货架结构的设计研究历经数十年,形成了较为明确的设计方法,编制的规范规定,通过试验精确确定钢货架结构构件的特性,进而在构件基础上进行整体结构的分析设计。本文将对组装式货架结构在构件设计方法、节点性能试验方法及整体性能研究等方面做出评述,在现有研究的基础上指出需要进一步探讨的问题。

钢货架结构研究现状与关键技术

随着物流和电商行业的飞速发展,钢货架结构从单纯提供货物存储功能的简单机械类产品逐步向高位立体库、库架合一式建筑发展,这对货架结构的安全性提出更高要求。与传统钢框架结构相比,钢货架结构的托盘货载远大于结构自重,竖向荷载活恒比值可达10∶1量级;主要竖向承重构件多采用连续开孔薄壁截面,其性能受到局部屈曲、畸变屈曲、整体屈曲以及各屈曲模式间相互作用的影响;梁柱节点和柱脚节点多为半刚性挂齿式机械连接,表现出强非线性和捏拢滑移滞回特征;竖向支撑体系对整体结构稳定性的影响机制和有效性。另外,在地震作用下,货架结构的破坏模式除了主要承重构件的破坏和整体结构的垮塌外,还存在托盘货载跌落导致的货物、结构破坏和人员伤害。在钢货架结构抗震分析中,托盘货物的滑动和跌落应属于一种极限状态加以考虑,托盘与横梁间的动力摩擦系数将成为评估结构性能的一个重要参数。结合国内外已有研究成果,该文基于钢货架结构的特点,评述了现有的研究方法,综述了各基本结构要素的力学行为、整体结构的稳定性态及抗震性能,探讨了研究中的关键问题。

钢货架结构抗震性能研究现状

随着我国物流行业的飞速发展,钢货架结构的应用越来越广泛,形式变化多样。目前,我国对于钢货架结构的研究主要集中于静力分析,但在实践中发现由于钢货架结构设计或使用不当,在冲击或地震作用下会发生结构破坏、倒塌等现象,造成严重的财产损失和人员伤亡。因此需要结合货架结构自身特点,建立钢货架结构抗震设计的准则和方法。国外针对钢货架结构抗震性能研究历经数十年,本文结合国外钢货架结构抗震研究成果,从钢货架结构抗震性能的特殊性、钢货架梁柱连接节点抗震性能及整体结构抗震性能等三个方面对已有的研究、设计方法进行归纳和评述,并指出需要深入研究的问题。

托盘横梁式钢货架结构概述

托盘横梁式钢货架结构主要构件的强度、刚度及稳定性与设计、制造、安装等方面相互关联,在进行系统规划设计时,需要将理论分析与模拟试验手段相结合,并结合用户实际加以考虑。

基于荷载及其分布的薄壁钢结构高层货架动力稳定性研究

与普通钢结构建筑明显不同,薄壁钢结构立体货架的动力稳定性与其荷载分布密切相关。以单/双列货架为典型案例,研究了货载分布及结构模态振型的变化规律;以施加加速度激励的方式,分别在巷道和垂直巷道两个方向上对单/双列货架进行了地震动反应谱分析。数据显示,地震冲击过程中货架底部区域的层间位移角相对较大,垂直巷道方向的动力稳定性对荷载分布更加敏感。以此为基础,提出了货架结构稳定性增强设计方案,为基于性能的薄壁钢结构空间拓扑优化提供参考。

SAP84的钢结构货架CAD/CAE集成系统的开发

采用标准数据库与中性文件的相互转换技术、ADO(ActiveX Data Object)技术和ActiveX自动化技术集成AutoCAD的绘图功能、SAP84强大的有限元分析功能和Word文字处理功能,对钢结构货架进行强度、刚度和稳定性分析,输出三维网格图、应力频谱图、位移图和Word分析报告。

钢结构货架地震反应分析

借助有限元分析软件ANSYS建立了货架有限元分析的结构模型和荷载模型,提出了通过输入地震加速度反应谱,采用平方和平方根(SRSS)的模态叠加方法对货架结构进行地震反应分析的方法,并对计算结果进行了变形验算,结构符合抗震设计要求。

近景摄影测量在钢结构货架抗震稳定性方面的研究

为了掌握物流货架系统的形变规律,评估物流货架系统的抗震稳定性,运用数码相机获取钢结构货架变形试验数据,推导三维时间基线视差法,进行测量数据解算,并结合有限元分析法对钢结构货架变形进行模拟分析,评定钢结构变形。最后,对某公司物流货架进行货架的抗震稳定性分析实验,结果表明,货架的变形均小于10 mm,抗震稳定性良好。用该方法监测钢结构变形可以得到准确的结果,对快速评定货架稳定性具有积极意义。

钢结构货架计算分析系统CAD/CAE集成研究

随着计算机技术的飞速发展,有限元软件在结构分析领域得到了广泛的应用。但因其需要掌握的专业基础知识深,操作流程复杂而很难被普通的货架设计人员在短时期掌握。以数据文件为接口,利用VB进行编程调用有限元软件SAP84的计算模块进行二次开发,实现了钢结构货架通用计算分析系统(简称ASSRS系统)。此系统具有友好、方便、易用的人机交互界面为钢结构货架的合理设计提供了帮助。

基于有限元的整体式钢结构货架抗震设计的方法研究

本文根据振型分析反应谱法,基于有限元仿真技术,针对一种高层重载整体式钢结构货架的抗震设计方法进行了研究,并深入探讨了在结构设计中各构件对货架抗震性能的影响,总结了整体式钢结构货架抗震设计中的一些经验。

大型钢结构货架计算分析系统研发

以数据文件为接口,利用VB编程,调用有限元软件SAP84的计算模块进行二次开发,实现钢结构货架通用计算分析系统。该系统具有友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂、难理解和掌握的SAP84接口文件进行后台封装,避免了大量的重复性分析工作,提高了分析效率,为钢结构货架的合理设计提供了依据。

驶入式钢货架动力特性试验研究

采用初始位移法对驶入式钢货架进行了自由振动试验,测出货架的自由振动衰减曲线。研究了支撑布置形式、货物、货物通道个数等因素对货架的自振频率和阻尼比的影响。试验结果表明,货架近似按照第一阶振型振动;布置顶部水平支撑对货架自振频率和阻尼比没有影响,而加设背部竖向支撑会改变货架的动力特性;货架装载的货物会减小货架的自振频率。对货架进行了有限元模拟,数值计算得到的基本频率和自由振动曲线与试验结果吻合得较好。对于没有设置竖向支撑的货架,提出了计算其基本频率的有限元简化计算模型。

自动识别法监测钢结构货架动态变形的应用研究

现代物流技术的发展，使仓储铜结构货架得到广泛应用，然而钢货架在应用中常有失稳等事故发生。如何及时监测结构的变形，保证货架的安全使用尤为重要。本文介绍了采用信息技术形成的自动识别法监测货架动态瞬间变形的方法，该方法具有使用方便、精度高，反映问题迅速，可全天候使用，不影响正常工作的特点。

组合式钢货架的分析与有限元辅助设计

从组合式钢货架结构的构造形式、受力特点及现行相关规范等方面,分析了钢货架结构中格构式立柱及其他构件的强度与稳定性的力学简化模型及计算方法,进一步探讨组装式钢货架结构的稳定性分析与计算的理论依据。

探讨高强度结构钢板的冷弯成型工艺

分析了高强度结构钢板的物理性能及其冷弯成型的性能,并根据货架组件冷弯成型生产过程中产生的冷弯裂纹、边部波浪、袋形波、纵向弯曲、角部皱褶、扭曲等冷弯缺陷,提出了相应的工艺改进措施。

基于性能预测的货架智能配置模型研究与实践

作为一种大规模定制产品,大型钢结构货架设计依赖于客户需求以及领域专家经验,敏捷化设计与制造还显得比较困难。在分析钢结构货架设计特点及工作流程基础上,提出了基于性能预测的智能化配置模型,介绍了模型主要功能、推理机制和软件架构,以此为基础开发了智能配置设计原型系统。初步的应用实践显示,该系统提高了定制货架系统设计的质量与效率,降低了生产成本,具有良好的应用前景。

仓储货架的静力及屈曲有限元分析

采用有限元法对某立体仓储货架的变形应力进行了计算 .由于货架横梁与立柱的连接既不是完全固接也不是完全铰接 ,因此在横梁变形计算时 ,结合实验结果提出了一种特殊的处理方法 .计算结果表明货架的强度和刚度都符合要求 .在稳定性方面 ,对整体模型进行了有限元屈曲分析 .

三维时间基线视差法在物流货架震动变形监测中的应用

将三维时间基线视差法引入结构变形监测实验,利用时间基线视差法处理钢结构货架变形测量数据,实验结果显示货架结构稳定。该方法考虑了分辨率、焦距以及外界环境条件的影响,并采用有效的方法进行消除,使普通数码相机能够用于摄影测量。

冷弯薄壁多孔货架立柱的稳定性分析与研究

本文根据冷弯薄壁钢结构偏心受压的稳定性理论,提出了冷弯薄壁多孔货架立柱偏心受压计算方法;应用ANSYS软件对N90系列冷弯薄壁多孔货架立柱受压的稳定性进行了计算;进行了N90系列冷弯薄壁多孔货架立柱受压的稳定性试验和研究。

货架冷弯机组在线预冲孔自动送料控制系统设计

以交流位置伺服控制原理实现的压力机交流伺服自动送料装置,可用于货架冷弯成型生产线的在线预冲孔加工工序,也可应用于冲压自动化生产和压力机改造过程中的自动送料装置的设计改造。该系统具有响应速度快、控制精度高、调速范围宽、加减速性能好、鲁棒性强、控制灵活方便、抗干扰能力强、运行稳定可靠等优点。