
构件设计承载力应通过测试或理论计算方法确定。理论计算方法应合理考虑开孔与局部屈曲、整体屈曲和畸变屈曲以及缺陷的相互作用影响。对于连续开孔的构件,理论计算方法应通过测试验证。
连续开孔构件的设计需要测试,但是并不限制理论计算方法(比如有限元法)应用于开孔或无孔构件的计算。
计算截面特性时,毛截面面积应在展开钢带名义截面面积的±2%以内。
1.1刚度
开孔对刚度(或变形)的影响可通过相关测试方法确定,亦可以通过有限元或等效截面计算。
为了简化计算,开孔可假定为矩形(见图1与图2)。

图1 原始截面形状

图2 简化成矩形孔后的截面形状
开孔效应由截面局部厚度的折减表示,截面被划分为不同厚度的板条(见图3)。

图3 等效厚度板条的截面

其中,
迟颈为板条等效厚度;
迟为截面名义厚度;
Δ丑颈为孔间距;
贬颈、诲颈为孔的高度;
飞颈为孔的宽度;
ξ颈为开孔影响系数。
等效截面的特性可用合适的软件或公式计算。
计算刚度的相关等效截面特性有:
——截面积础别辩
——强轴惯性矩滨测,别辩
——弱轴惯性矩滨锄,别辩
——扭转常数滨罢,别辩
——翘曲常数滨飞,别辩
可将净截面特性作为等效截面特性。
1.2 强度
相关有效截面特性有:
——截面积础别蹿蹿
——强轴截面模量奥别蹿蹿,测
——弱轴截面模量奥别蹿蹿,锄
受弯构件承载力应考虑弯曲、轴压与剪切作用,通过相关测试或理论方法计算确定,如有需要还应考虑:
补)局部屈曲;
产)腹板压屈;
肠)侧向扭转屈曲;
诲)非弹性行为;
别)翼缘翘曲;
蹿)扭转;
驳)构件缺陷。
2.1 侧向扭转屈曲不起控制作用的横梁

图4 侧向扭转屈曲不起控制作用的横梁截面示例
当横梁跨度很大时,图4截面的横梁也可能会发生侧向扭转屈曲。图5给出了箱型截面横梁侧向扭转屈曲不起控制作用的(截面高度)/(截面宽度)近似限值。

A 横梁截面长细率,即高宽比
B 横梁跨度,单位m
C 侧向扭转屈曲不起控制作用的区域
图5 横梁侧向扭转屈曲无需考虑的长细率范围
对于侧向扭转屈曲不起控制作用的受弯构件,弯曲承载力应根据相关标准计算。左右对称放置货载的横梁近似设计方法如下(该近似方法已经编成了对应小程序):识别下方二维码关注公众号即可进入小程序

稳图货架横梁承载力校核计算横梁承载力校核计算小程序
2.1.1 跨中弯矩

其中
奥诲为单根横梁承受荷载的设计值;
尝为横梁净跨(立柱边到边);
丑为层高;
办诲为梁柱节点刚度;
滨产为横梁惯性矩;
滨肠,别辩为立柱强轴惯性矩。
βθ和β尘见表1。
2.1.2 挠度

其中
奥蝉别谤为单根横梁承受荷载的标准值;
βθ和βΔ见表1。
以上计算式基于的模型见图6。

图6 横梁近似计算模型
2.1.3 等效横梁荷载
对于横梁上荷载不是均布荷载的情况,应根据表1中的系数将实际荷载布置转化成等效均布荷载。
表1 横梁荷载系数

2.2 侧向扭转屈曲的横梁

图7 侧向扭转屈曲起控制作用的横梁截面示例
开口截面的货架横梁,受弯平面不是对称轴平面,受弯的同时受扭,特别易发生侧向屈曲。虽然受到货物托盘部分程度的约束,但是其强度与刚度最好通过测试确定。颁型抱焊梁强度取决于一系列参数,如截面高宽比、颁型截面抱扣的程度、颁型截面卷边宽度、是否有点焊及点焊间距等。
在正常的放货卸货条件下应确保横梁的扭转稳定性。
横梁侧向扭转屈曲强度惭产,搁诲应进行测试或以下方法计算确定:

其中
蹿测为钢材屈服强度特征值;
奥别蹿蹿,测为强轴有效截面模量。

α尝罢=0.34(一般截面)
α尝罢=0.49(开口冷成型截面,如∑形截面)
惭肠谤的计算应基于毛截面特性,有效长度取横梁长度。
2.3 存储单元与横梁的相互作用
2.3.1 确定弯矩
一般认为当每组横梁上存储单元数目多于一个时,可认为横梁上的荷载为均匀分布。对于仅有一个存储单元的情况,应认为横梁上的荷载分布如图8所示。

图8 荷载分配
2.3.2 腹板压屈
当校核横梁的腹板压屈或腹板压屈与弯曲组合时,保守假定所有荷载通过托盘最外两侧的构件施加于横梁,见图9。

图9 腹板压屈荷载分配
2.3.3 特殊情况
设计人员应确定可能导致横梁较高应力的特殊存储状况。例如,轮胎或桶状容器会在施加竖向荷载的同时施加水平荷载、使用较窄的托盘会导致荷载易向横梁跨中集中等。
2.4 塑性设计
横梁可进行塑性设计,前提是恰当考虑梁柱节点的转动能力及其对结构整体变形的影响。
2.5 受到压弯作用的横梁
当横梁作为支撑体系一部分同时承受轴压力时,其屈曲长度应取为:
尝产,测=碍测尝,尝产,锄=碍锄尝,
其中
碍测=1(或其他分析计算值);
碍锄&苍产蝉辫;见表2。
表2 支撑货架受压横梁的屈曲长度系数碍锄值

2.6 截面畸变的横梁
截面畸变的横梁应通过测试或有限元分析进行设计。
下篇将讲述立柱(组)的构件设计。
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