GB/T 39681-2020 立体仓库货架系统设计规范.pdf

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  • 楼梯和楼板的栏杆应设计成能够承受作用在栏杆上方任意方向的不天于0.7kN/m的推力, 况应符合GB4053.3的相关规定

    5.10雪荷载Ps及屋面活荷载Pl

    列荷载组合中的相应情况取最不利的荷载组合计算货架结构的内力Pmax,其中各类荷载分项系数均按 照其效应对结构不利的工况取值,工况组合中可能有部分不存在的荷载装修设计教程,对其不予考虑即可:

    Pmax =1.35PpL +1.4Pp

    b)考察冲击荷载作用下的货架局部构件及连接件的性能,接式(2)确定: Pmax = 1.2 PDL. + 1.4 P pL + 1.4 P IL ·(2 C) 考察货架在活荷载和水平荷载作用下的性能,按式(3)确定: Pmax=1.2PDL+1.4PpL+1.4PHL+1.4Y.wPwL+1.4Y.r(PRL或PsL).........(3) d)考察货架在风荷载作用下的性能,按式(4)确定: Pmax=1.2PD.+1.4YPpL+1.4YpPHL+1.4Pwl+1.4Yr(PRL或PsL) ······· (4) e) 考察货架在雪荷载或屋面活荷载作用下的性能,按式(5)确定: Pmax=1.2PDL+1.4YpPpL+1.4YpPHL+1.4YwPwl.+1.4(PRL或 PsL) ······· (5 考察货架整体及构件抗震性能,按式(6)确定: Pmx = 1.2 P pl. + 1.2P pl. ±+ 1.3Pel

    b)考察冲击荷载作用下的货架局部构件及连接件的性能,接式(2)确定: Pmax = 1.2 PDL. + 1.4 P pL + 1.4 P IL ·(2) c)考察货架在活荷载和水平荷载作用下的性能,按式(3)确定: Pmax=1.2PDL+1.4PpL+1.4PHL+1.4V.wPwL+1.4Y.r(PRL或PsL).......(3) d)考察货架在风荷载作用下的性能,按式(4)确定: Pmax=1.2PD.+1.4YPpL+1.4YpPHL+1.4Pwl+1.4Yr(PRL或PsL) .···· 4) e)考察货架在雪荷载或屋面活荷载作用下的性能,按式(5)确定: Pmax=1.2PDL+1.4YpPpL+1.4YpPHL+1.4YwPwl+1.4(PRL或 PsL) ······· (5 f)考察货架整体及构件抗震性能,按式(6)确定: Pmx =1.2Pm.± 1.2Pe.± 1.3Psl

    GB/T 39681—2020g)考察货架在风荷载及地震作用下的锚固性能,按式(7)、式(8)确定:Pmax =0.9PDL. + 1.4PwL(7)Pmax =0.9PDL + 0.9PpL +1.3PEL..(8 )式(3)~式(5)中:业—活荷载及水平荷载的组合值系数,取0.9;亚w—风荷载的组合值系数,取0.6;一雪荷载及屋面活荷载的组合值系数,取0.7。按正常使用极限状态设计货架时,各类荷载分项系数可参照式(1)~式(6)组合式,将各数字分项系数均改取1即可。其他情况的荷载及荷载组合应符合GB50009的相关要求。6货架设计6.1一般性设计要求6.1.1本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以分项系数设计表达式进行计算。对水平荷载、风荷载起主导作用的组合工况及地震作用工况,应进行结构二阶分析。6.1.2货架结构的承重构件应按承载能力极限状态设计,非承重构件应按构造要求设计。承载能力极限状态包括:构件和连接件强度破坏、疲劳破坏,结构和构件丧失稳定导致结构破坏。对于货架整体位移、横梁挠度等通过刚度进行控制的设计,应按照正常使用极限状态设计。6.1.3货架的整体刚度要求应符合GB/T28576一2012中第8章的要求,如图1所示的方式可以增强货架的整体刚度。a)背靠背小距离模式图1背靠背货架

    GB/T 39681—2020无垂直拉杆货架的典型情况b)有垂直拉杆货架的典型情况c)最下面的横梁接近地面的情况说明:表示柱脚连接;表示半刚性连接。图2沿着巷道方向分析的加载模式6.2.3按承载能力极限状态下计算得到的轴向力和弯矩可直接用于立柱设计。6.2.4货架片的内力应按5.11中的最不利荷载组合计算,其许用承载力可由计算确定,亦可按7.4的方法测得稳定系数,进而推导出许用承载力。6.2.5对构件的截面验算宜根据GB50018进行。立柱计算中涉及的计算截面面积A可按有限元法或7.3的方法由测试确定,其中测定有效净截面面积A。采用的立柱样件为有孔样件,测定有效截面面积A。采用无孔样件;稳定性计算中弯曲计算长度1可按6.2.6的方法计算,扭曲计算长度1。可按6.2.7的方法计算6.2.6构件在受压状态下的弯曲计算长度1可通过理论分析或测试的方法确定,如果计算长度没有通过整体分析确定,则可以使用有效长度系数K值:l=KL。L即在相应屈曲模式中支撑点之间的长度。6

    GB/T 39681—2020受压状态下的弯曲计算长度1和相应屈曲模式中支撑点之间长度L的选取如下:a)在货架片自身平面内,的取值按图3的两种情况取L=h,K=1.0,即[=h。说明:hp立柱上两支撑点之间的距离;通常用计算长度;D货架片宽度。图3货架片自身平面内的计算长度如果货架结构同时符合以下要求:1)单根支撑与立柱的两翼缘同时相连接;2)支撑偏心距e同时满足图4要求;3)立柱安装有柱脚板;4)地面为混凝土。则K=0.9。777777777777777777777垂直巷道方向偏心距e的要求b)沿着巷道方向偏心距e的要求说明:a托盘;b立柱在垂直货架片方向的宽度;c构件轴心受力线;d.立柱在沿着货架片方向的宽度;支撑偏心距;f地面:g1 g2底层支撑的偏心距。图4支撑偏心距e示意图

    GB/T39681—2020在货架片自身平面内,当上部支撑间距h,大于h时,L的取值按图3的两种情况取L=h。,K=1.0,即[=hpc)在垂直货架片方向,对于有垂直拉杆的结构,L的取值按图5的数种情况取L=h,K=1.0,即l=h。若货架上部存在横梁层间距h,大于h的情况,则需要对该部分立柱的计算长度1进行重新取值,取l=h,a)b)c)说明:h层高。图5沿巷道方向的计算长度d)在垂直货架片方向,对于无垂直拉杆的结构,立柱的计算长度I=K·h,通常可近似取K=1.7,h的含义与图5相同。K值也可通过梁柱节点刚度、柱脚刚度及货架结构尺寸等进一步计算予以确定,计算方法参照附录A,其中梁柱节点刚度k。可按照7.5的方法测定,柱脚刚度ku可按照7.6的方法测定。当需要考虑货架片在自身平面内的整体受压稳定性时,可参照GB50018一2002中5.2的格构柱的相关计算内容,其中货架片的计算长度I=K·H,H为货架片全高,K可根据荷载重心位置的不同按下列规定取用:1)当货架片上荷载重心位置低于货架片全高H的1/2时,K=1.1;2)当货架片上荷载重心位置低于货架片全高H的2/3时,K=1.6;8

    GB/T 39681—20203)当货架片上荷载重心位置高于货架片全高H的2/3时,K=2.0,6.2.7对于扭转屈曲,扭转屈曲的计算长度1。由图6所示的情况来确定。b)说明:一支撑的直接受力面;图6平斜撑与立柱的固定方式采用图6a)的固定方式时,1,为同一立柱上平斜撑相邻固定点之间的距离h。的0.7倍,即。0.7h,采用图6b)的固定方式时,l=h,。6.3横梁/托梁的设计6.3.1作用于横梁的荷载通常可将作用于横梁的荷载看作是均匀分布的。对于不适用这种假设的情况,可使用表1中系数将实际布置的荷载转换成等价的均勾分布荷载。表1横梁荷载系数加载形式3m.β3g1.01.01.0L/2WL/22.01.51.6

    GB/T39681—2020表1(续)加载形式β3mW/2W/2L/4L/2L/41.01.121.1W/2W/2L/3L/3L/31.331.331.36W/3W/3W/3L/6 ,L/3L/3L./61.111.061.05W/3W/3W/3L/4L/4L/4L/41.331.251.27W/4W/4W/4W/4L/8 +L/4L/4L/4+ L/81.01.031.02W/4W/4W/4W/4L/5 ,L/5./5L/5L/51.21.21.21表1中未出现的加载情况,β㎡、β。、β可按式(10)~式(12)计算:Mβm=WL/8βg=WL?/24EIbβs=5WL3/384EI,10

    GB/T 396812020

    式中: W 作用在横梁上的总荷载; M 由W引起的最大弯矩; 由W引起的梁端转角; 由W引起的中点挠度; L 横梁的跨度(取两立柱表面之间的距离,对于牛腿式货架的托梁设计,梁的跨度取两牛腿之 间的跨距); E 钢材弹性模量; 横梁绕弯曲轴的惯性矩

    6.3.2横梁的设计弯矩

    组合式货架结构的横梁可通过测试方法7.5获取梁柱节点刚度值kb,则荷载跨中设计弯矩M 式(13)计算:

    Be WaLR Msd= βm (1 + 2EI kL 式中: ke 计算系数; kb ke= 1+3E1. kh Wd 横梁的最大设计荷载; E、L、Ibβa 同式(11); βm 同式(10); h 横梁间层高; kb 梁柱节点刚度值; I. 立柱绕截面对称轴的惯性矩

    38 M d = βm (1 + 2EI. kL

    组合式货架结构的横梁可通过测试方法7.5获取梁柱节点刚度值kb,则横梁的最大挠度△mx可按 式(14)计算:

    0.8βe 5WrL β (1 + 2EIb ..(14) kL 式中: Wser 横梁的正常使用荷载; E、L、Ibβ 同式(11); β 同式(12); ke 同式(13)。

    6.4.1柱脚板的设计

    0.8β 5Wser L3 β(1 + 2EI, k.L

    每个立柱都应配备柱脚板,并提供明确的固定方法。本条中给出了柱脚板轴心受压时的近似设

    GB/T39681—2020方法,当柱脚板承受压弯组合时,可按照7.6的方法进行测试。柱脚板设计过程中,假设柱脚板有效面积A。所承受的压力是均匀地分布在整个有效面积上。如图7所示,其有效面积由阴影部分所表示,其中有效宽度e应按式(15)计算:fye=tN3f。(15)式中:tb柱脚板的厚度;f,材料公称屈服强度;接触压力下的混凝土强度设计值;f。=1.67fck混凝土的圆柱体抗压强度当立柱中心受到设计轴向荷载N时,Nsd应满足式(16):Nd=f.A:·(16 )柱脚板有效面积A按照图7计算,当立柱表面至柱脚板边缘的距离小于时,应当将e值修正为立柱到柱脚板边缘的距离。说明:有效宽度。图7柱脚板设计的有效截面面积6.4.2锚固的设计锚栓的设计应按照JGJ145一2013中的要求或者锚栓生产企业提供的相关设计资料对荷载组合进行计算确定。7部分参数的试验获取及处理方法7.1一般规定7.1.1立体仓库货架结构宜借助于相应的测试来确定设计中所需要的参数。此外,也可直接通过测试确定货架结构或某个构件的承载能力。12

    GB/T39681—20207.1.2试件所用钢材应与实际货架结构用材相同,试件截面的成型方式应与实际货架一致。7.1.3测试设备和测量仪表应经有资质的计量部门标定、检验合格。7.2材料测试7.2.1材料屈服强度,的获取材料的实际屈服强度f.通过拉伸测试获取,应按照GB/T228.1要求进行,材料沿其轧制方向取样。7.2.2弯曲测试材料的弯曲性能测试应按照GB/T232进行,横向弯曲测试样件宜进行180°弯曲(如图8所示方向),弯曲内径(折弯半径)等于测试样件厚度的二倍,且弯曲处外部无裂痕,以验证材料的韧性。说明:a轧制方向。图8弯曲后的横向弯曲测试样件如目测测试样件从底弯曲180°后外表无裂纹,则认为该样件满足标准要求。若在弯曲处有局部裂痕,但该裂痕距样件边缘延伸不大于1mm,则仍允许使用。7.3立柱计算截面面积Ar的获取7.3.1测试目的立柱的计算截面面积A分为有效截面面积A。及有效净截面面积An,均可通过短柱试验获取,并可观测冲孔、局部(纵向)屈曲等因素对短柱的抗压强度影响。7.3.2测试方案测试样件如图9所示,样件长度应大于截面最大尺寸的3倍(忽略中部折弯),且至少应包括5组规律的冲孔。样件的切断应在2组穿孔之间,且沿与纵轴垂直的方向。组合式柱脚或底板用螺栓或焊接方式固定到短柱的两端,然后再将短柱样件固定在厚度天于30mm的压板的相应位置上,厚压板宜有小的钻削过的凹痕,以便容纳一个钢珠,如图9所示。13

    GB/T39681—2020式中:S标准偏差:S=(R. Rm) K。—该值由表3给出:表3测试次数n与K。对应关系7K.33.3742.6352.3362.1872.08802.001.95101.92151.82201.76301.73401.71501.691001.6881.64R.修正短柱失效荷载平均值:Rm=ni测试次数,n不小于3;第i次测试中的修正短柱失效荷载:R. =R.R.i第次测试中观测的短柱失效荷载;fy材料公称屈服强度;ft根据7.2.1测得材料屈服强度;tt样件厚度的测量值;样件设计厚度;α计算系数;当fy≥f时,α=0;15

    7.3.4计算截面面积Am的计算

    立柱的计算截面面积A由式(18)确定

    式中: Rk—立柱特征极限荷载; 一材料公称屈服强度。

    7.4立柱受压稳定系数X的获取

    立柱受压稳定系数X通过货架片测试获取,其意义是立柱在沿着巷道方向(垂直货架片方向)发生 立移变形时,在立柱失稳长度范围内的折减系数。该稳定系数受立柱各种屈曲以及垂直拉杆约束的 影响。 注:根据本测试的系列结果,可以绘制出相关立柱的力学性能曲线,用于描述立柱受压稳定系数义和无量纲的长细 比入之间的关系,在立柱及货架系统设计时可供参考。需要注意的是这条关系曲线的确定未考虑梁柱节点的 药束效应,因而可能偏向于保守

    个上施加轴向荷载,如图10所示。支撑形式、支撑截面及支撑连接方式应与实际产品结构相同。货 架片立柱通过钢珠施加荷载,钢珠要求见7.3.2,如图10中所示。 如图10a)所示的货架片,可只做单根立柱的承压测试;如图10b)和图10c)所示的货架片应对每根 立柱做承压测试,以便发现结构薄弱环节并确认其抗压强度。也可以如图11所示对货架片进行整体承 压测试,

    GB/T 39681—2020b)c)说明:一货架片宽度;承压荷载;拉力,用于平衡货架片重量;Lt一结构长度。图10货架片测试图11可供选择的立柱压力测试7.4.3测试方法立柱应在长度系列范围内取不同的若干长度进行测试,其最小长度是单个支撑间隔(如图3中h,),最大长度则对应于垂直货架片方向屈曲的无量纲长细比入=1.5时的长度,并且在这两个极端长度之间近似等间距地再进行至少三个长度的测试,故一次测试最少需要5组样件。在测试中,荷载逐渐增加至立柱失效为止,注意观察失效模式。7.4.4结果修正每个失效荷载的观测值都需要修正,应根据式(19)进行。根据测试样件的实际厚度和屈服应力,对观察到的破坏失效荷载进行修正:17

    GB/T39681—2020S同式(17);K见表3。7.5梁柱节点刚度k的获取7.5.1测试目的梁柱节点的刚度k通过梁柱节点弯曲测试获取。7.5.2测试方案测试方案见图12,将一小段立柱h连接到刚度相当大的测试框架e上,可采用图12中的两种固定方式,立柱两端之间的净距离g见式(23):g≥+2(23)式中:l——挂片i的长度;立柱在垂直货架片方向的宽度。测试过程中,立柱h不能与测试框架e发生接触。在横梁的另一端施加侧向约束,防止横梁端部的侧向移动和扭转,但允许横梁在加载方向自由运动。通过加载顶杆c在离立柱表面b=400mm处施加荷载,加载顶杆c的长度a≥750mm。将一块金属板固定在横梁上靠近立柱的位置处,两个位移传感器分别测得金属板上下的位移量,则横梁的转角可通过两个位移传感器的读数计算获得,金属板与挂片之间要留有足够的间隙允许挂片变形00000说明:a加载顶杆c的长度;挂片样件:b加载顶杆至立柱表面距离400mm;d与dz之间距离;c加载顶杆;侧向约束;d; ,d2位移测量仪;夹具:测试框架;n垫片:g立柱样件长度;立柱在垂直货架片方向的宽度。h立柱样件;图12梁柱节点弯曲测试方法19

    左挂片和右挂片的梁柱节点刚度值应分别测出,设计时采用其平均值。加载到横梁上的初始荷载 F一般为预计失效荷载的10%,然后固定零部件,随后卸载,重置测量仪器,荷载F再逐渐增加至最大 荷载值直至梁柱节点失效。观测挂片的扭转情况,根据式(24)、式(25)做出每一次测试的力矩M和旋 转量6曲线图.方法如下:

    式中: 如图12所示; F 加载到横梁上的荷载; k 如图12所示; 81 d测得的位移量; 82 dz测得的位移量,

    式中: b 如图12所示; F 加载到横梁上的荷载 如图12所示; ov d测得的位移量; 62 dz测得的位移量。

    和出服强度情优,第次测定的失效力 是根据式(26)对失效力矩观测值M的修正值

    式中: Mi 第i次测定的失效力矩; M 失效力矩观测值; Ck 计算系数,Ck≤1; Ck= 0.15 + Cm Cm 修正系数,且C≤1; Cm=()(一) f, 样件材料的公称屈服强度; f. 根据7.2.1测得样件材料屈服强度; tt 样件厚度的测量值; 样件设计厚度; α 计算系数; 当f≥f时,α=0; 当f,

    K。——该值由表3给出; M.—修正梁柱节点特征失效力矩平均值:

    GB/T39681—2020破坏。c)按a)中所述施加荷载,但水平荷载作用方向改在(垂直于巷道方向)货架片平面内,加载方式、顺序及量值、比例等均与a)相同8.3组合式货架单元整体的极限荷载取8.2所列三种加载方式相应的破坏荷载中的最小值,组合式货架单元整体的额定荷载取为极限荷载的1/2。说明:α——水平荷载;6竖向荷载。图16组合式货架单元整体测试装置示意图24

    式中: Ib横梁绕弯曲轴的惯性矩; Lb一 横梁的跨距; kb——梁柱节点刚度,单位为牛米每弧度(Nm/rad) 等效地梁线刚度

    ......(A.3) 1 + 6 ( EI

    一立柱在货架片方向的宽度; 立柱在垂直货架片方向的宽度; k。一一柱脚刚度,可按7.6进行测定,单位为牛米每弧度(Nm/rad); E一一弹性模量。 式(A.4)为经验公式,需要立柱柱脚板直接固定于混凝土地面之上,如果柱脚板与地面之间采用单 可调螺杆固定且无浇灌水泥,此时立柱柱脚接近铰接形式园林造价,不可使用该经验公式,此时等效地梁线网 仅可通过试验获得,或者近似取G三10

    GB/T396812020

    附录B (资料性附录) 均匀受压板件的宽厚比要求 货架中构件的截面局部屈曲可通过宽厚比6。/t的最大限值来控制,宽厚比的最大限值可参照表B.1

    附录B (资料性附录) 均匀受压板件的宽厚比要求

    附录B (资料性附录) 均匀受压板件的宽厚比要求

    货架中构件的截面局部屈曲可通过宽厚比b,/t的最大限值来控制,宽厚比的最大限值可参照表

    表B.1均匀受压板件的最大宽厚比

    双边支撑板件是指计算板件的两边均有邻接板件,单边支撑板件指计算板件仅有一边有邻接板 边支撑板件一般以截面中的翼缘卷边形式出现广场标准规范范本,卷边的最小宽厚比可根据邻接板件的宽厚比进行 ,具体见表B.2。

    表B.2卷边的最小宽厚比

    ....
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