“工业货架规划核算”规范解读

作者：欧宝体育app下载安装 浏览次数： 日期：2023-05-19 23:27:05

　　本文2009年发表于物流技能，对新规范“工业货架规划核算”的要害内容进行解读，旨在辅导读者精确了解规范，到达正确运用规范完成对工业货架的规划与核算的意图。

　　行将报批的国家规范“工业货架规划核算”是一个新的规范，与以往的相关规范不同的是，本次发布的规范首要针对组合式货架。 鉴于组合式货架的广泛运用( 保存估量超越90%)，该规范关于我国货架的安全规划具有重要的辅导意义。

　　因为国家经济的快速开展，带动了物流业的快速开展。作为物流体系的重要组成部分，组合式货架最近10年以每年超越25%的速度添加，2009年全国货架职业产量超越30亿，其间约50%是组合式托盘货架。可是，与之不相适应的是货架的规划核算技能严峻滞后，货架出产单位和用户长时间对货架的核算短少科学的情绪，成果不只导致极大糟蹋，并且形成严重损失。据不完全统计，近年来，货架垮塌现象形成的直接经济损失至少超越1亿元，并且伴跟着形成严重人员伤亡。此外，2008年的汶川大地震，也给货架的规划核算提出了新的要求。本文对新规范的部分章节进行解读，以协助用户正确了解并运用规范。

　　规范“1规模”清晰规定“适用于托盘货架、窄巷道托盘货架、自动化立体仓库货架的规划和核算”。

　　1)限于篇幅，本规范首要是以托盘货架为目标，包括以周转箱等以单元办法贮存的高层货架，关于搁板货架(含阁楼)、流利货架、超市陈设货架等不进行论说;

　　2)其他货架的荷载相对较小，高度较低。如陈设货架，每层荷载一般在100kg以内，高度一般在2200mm以内，一般不要求进行全体核算。但不扫除需求出产企业进行单组货架的力学核算和力学实验。

　　除此之外，“规模”清晰之外的有些货架结构也是适用的。如贮存钢板的高层货架，尽管不属于托盘货架，但其原理是共同的。并且因为其荷载十分大，进行力学剖析是十分必要的。

　　关于其他货架的规划核算，一方面能够参阅本规范，此外还能够参阅其他相关材料。

　　规范“4.1规划核算办法”清晰“货架部分及单个构件的核算，可选用材料力学、结构力学、弹塑性力学的办法，也可选用有限元办法进行深入剖析”，“货架全体剖析应选用有限元办法”。

　　本次发布的规范初次提出选用有限元办法进行剖析是有其深入原因的。有限元办法作为常用的力学剖析法，老练于上世纪80年代。跟着核算机技能的飞速开展，有限元办法变得愈加方便和简略，为推广运用奠定了技能根底。

　　可是，跟着有限元办法的运用，越来越开展成一种趋势：过于概念化有限元剖析，乃至短少对有限元的根本了解，这样往往导致了走过场。这与有限元的严密性和科学性是各走各路的。

　　除了有限元的根底常识，要害还在于树立模型、确认边界条件和荷载，这方面的问题下面将进一步论说。有关有限元的作品许多，有爱好者能够从参阅书中找到需求的常识。

　　前期的有限元剖析，因为受限于核算机的存储才能和核算才能，往往不对全体货架进行核算，仅选取其间的一部分进行剖析。 这是必要的，也是可行的。

　　规范“5.2托盘货架结构”对横梁式货架进行了简化和分类。限于篇幅，列出了首要的3类结构。

　　关于独立的托盘货架，因为通道上方没有衔接，货架简化一般选取一整“排”就足够了，关于立体库或一个巷道上有衔接件的货架，选取两排愈加契合实践。列的方向大部分状况能够简化。但有必要包括6列以上( 即7个货架片)，并有两组完好的笔直拉杆结构。在层方向，有必要依照实践的层数进行核算，不得简化。

　　笔直拉杆是托盘货架必不可少的构件，也是货架规划的重要内容。但惋惜的是，现在很多的横梁式托盘货架没有规划笔直拉杆，这关于未来的运用不能不说是一个巨大的安全隐患，尤其是地震工况下。

　　本规范“5.2.3笔直拉杆”清晰：“关于托盘货架和窄巷道托盘货架，当货架列数大于6列时，主张每5~6列添加笔直拉杆，且最好设置在沿巷道方向货架两头和中心方位”。这是十分必要的。

　　单元挑选方面，一般景象下，立柱和横梁选用梁单元，而其他拉杆则选用杆单元即可。详细参阅规范6.2单元简化”。

　　牛腿式货架是一种特别货架。 它有十分好的功能，但一般只是在立体库中选用。

　　与横梁式货架不同，因为短少横向衔接梁，因而牛腿式货架的要求具有更高的稳定性，所以规范“5.3.3笔直拉杆结构”清晰“牛腿式托盘货架的笔直拉杆在列方向有必要布满整个货架”。

　　核算时，与横梁式货架相似，能够选取一个完好的“巷道” ( 共两“排”)进行核算。若核算的“列太多，也能够选取一部分，但有必要是完好的一部分。一般状况下，列不得少于6列(7个货架片 )。

　　牛腿式货架一般在高度上接近堆垛机一侧应规划若干层横梁(即接连梁)，以加强全体的稳定性。接连梁的层数一般依照每两层货位设置一个，若货位的层高比较小，也能够多层货位设置一层梁，但高度不宜超越4500mm。这是应该留意的。

　　规范“6.3束缚与边界条件”专门论说了有限元剖析时，核算模型的束缚问题和边界条件。 规范引入了“半刚半”的概念，使核算愈加契合实践，但需求正确了解。

　　（1）柱脚问题。规范关于选用化学螺栓、膨胀螺栓衔接的货架，主张Z方向(XOY)束缚开释，而选用预埋件工艺的货架，则选用刚性衔接。这是契合实践状况的。但若悉数选用刚性衔接，其核算成果也是契合要求的。这是因为XOY方向的扭矩能够忽略不计。

　　（2）横梁与立柱的衔接。规范主张选用半刚半较接办法。并主张依照CECS 23:90中8.4节的实验办法确认。因为每个厂家的横梁挂片的办法有很大差异，所以导致实验成果有较大差异。运用有限元剖析时，就存在比较大的困难。在短少实验数据的景象下，若挂片挂孔多于2个(含2个)，主张选用刚性衔接。若挂孔只要一个，则主张选用铰接。更多的状况能够依照两种衔接办法别离进行核算，再对成果进行比较剖析。

　　（3）实践运用过程中，挂片柱脚开裂状况并不罕见，因而，对挂片应进行有用的测验。考虑到托盘放置的冲击力，一般要求测验的荷载是设定荷载的1.5倍，而考虑到地震荷载的影响，一般要求安全系数到达2.0以上。趁便指出的是，有些厂家的挂片规划是不合理的，开孔以圆孔或圆孔为宜，三角形，梯形等都是不合理的。

　　竖向冲击荷载首要是放置托盘时发生的荷载，与堆垛机的微升降速度和叉车放置货品的速度有关。

　　值得留意的是，关于立体库而言，水平荷载还要考虑满荷载下货叉伸叉时堆垛机载货台偏载关于货架的效果力F。一般的核算公式为

　　式中，k为加权系数，P为额外荷载，H为堆垛机高度，I为伸叉长度。若以 H=18m，l=1.4m，P=1000kg，k=1.2为例进行核算，F=93.3kg或933N。

　　地震荷载现在仅考虑水平方向的荷载。即地震纵波效果于货架发生的荷载，与地震烈度有关。

　　规范给出了4种组合。这是在实践运转中会发生的组合。但需求留意到4种组合发生的工况和运用场合。一般状况下，4种工况均应进行校核。

　　关于地震工况下的荷载，“规范”着重根本荷载为正常工况的80%。正确的了解是:地震工况下，根本荷载仅考虑恒荷载和货架活荷载，其间活荷载依照满荷载的80%核算，地震工况下水平荷载G则依照以下公式核算:

　　其间Gh为恒荷载，Gt为货架活荷载P*80%，a为水平加速度，应依照当地的设防等级进行核算。

　　鉴于组合式货架结构的特别性，在烈度为8级时将导致本钱的急速添加。因为现在核算的地震荷载首要是纵波所引起的水平荷载。实践状况是纵波最大的损坏作业定直接导致托盘从货架下跌。当加速度超越7级烈度对应的加速度后，影响货架安全的现已不只是地震力自身，而是托盘下跌所发生的损坏。因而，除非特别景象，一般不主张货架依照8级设防，而应取相对较低的7级烈度设防以节省本钱。地震时，笔直拉杆的效果得到凸显，这便是为什么着重托盘货架需求添加笔直拉杆的原因。此外，关于立体仓库而言，若要添加抗震才能，选用预埋件的办法是十分有用的。

　　正常工况下的强度校核应首要依照许用应力进行校核，关于立柱等重要构件还应进行压杆(首要是立柱)的稳定性校核。

　　地震工况下强度校核只需求依照许用应力进行校核即可(考虑安全系数)，稳定性和变形现已不是要害因素。需求留意的是，地震荷载工况下，构件答应到达的许用应力值与正常工况是不一样的。依照我国国家规范，在建筑规划中，关于地震荷载工况下应到达“小震不坏，大震不倒”的规范，货架在地震荷载工况下也应契合这一要求。应留意本规范是选用了“安全系数”来界说许用应力的。这一点愈加简单为工程运用所承受。

　　变形约束首要是考虑托盘放置的平稳性要求。关于自动化立体库而言，要求要严厉一些。首要是考虑到货叉取货时，横梁的挠度不能影响货叉正常作业。关于立体库而言，横梁的绕度不能大于横梁长度的1/300，关于托盘货架，能够放宽到1/200;

　　稳定性校验首要考虑构件的稳定性和货架片的稳定性。构件的稳定性验算应留意有用长度的确认，货架片的稳定性验算要求核算外力效果下，整个货架片是否失稳。“规范”给出的荷载组合是适宜的。