GB∕T 39681-2020 立体仓库货架系统设计规范.pdf

Pmax = 0.9PDL + 1.4PwL mx =0.9PpL ± 0.9PpL ±1.3Pe

Pmax = 0.9PDL + 0.9PpL +1.3 PEL 式（3）～式（5）中： 亚。p一活荷载及水平荷载的组合值系数，取0.9； 亚。W一风荷载的组合值系数，取0.6； 亚。R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. 1一般性设计要求

5.1.1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

家具标准GB/T396812020

D）背靠背大距离模式

6.1.4对需要进行抗震设计或抗风设计的货架宜增设垂直拉杆以保持货架整体稳定性。

6.1.4对需要进行抗震设计或抗风设计的货架宜增设垂直拉杆以保持货架整体稳定性。 5.1.5标准中的所有公式在未有说明的前提下均使用国际单位制。 6.1.6标准中未涉及的设计及校核内容，如螺栓连接、焊缝连接等，均参照GB50018

6.2立柱及货架片的设计

2.1对于非多孔件，平均设计强度f可按式（9)确定，若非多孔件通过7.3的方法测定了截面积 用于计算，则本条内容不适用。

厂，一材料的公称屈服强度； f一材料的公称极限抗拉强度； 一材料的设计厚度（冷成型前）： A一毛截面面积； C：一与成型类型有关的系数： 对于冷弯方法成型材料，Cf=5； 对于其他成型方法，C三7； N 截面内90弯曲角的个数，且折弯半径不大于5t。 5.2.2对于立柱的设计，一般只要考虑结构承受如图2a)所示的荷载情况，即除了在结构最低一层接近 中间部位的一个横梁是空载外，其他横梁都是满载的情况。对于有垂直拉杆货架，还需考虑使立柱发生 单一弯曲的另一种加载模式，如图2b)所示。如果第一层横梁接近地面，则按第二层的一根横梁不加载 情况分析.如图2c）所示

）无垂直拉杆货架的典型情况

D）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

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。 5.2.4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。

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受压状态下的弯曲计算长度 a）在货架片自身平面内，当校核立柱计算长度时，L的取值按图3的两种情况取L=h，K=1.0 即三h

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。

如果货架结构同时符合以下要求：

图3货架片自身平面内的计算长度

图4支撑偏心距e示意图

b）在货架片自身平面内，当上部支撑间距hp大于h时，L的取值按图3的两种情况取L=hp， K=1.0,即l=h， 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 三h。若货架上部存在横梁层间距h，天于h的情况，则需要对该部分立柱的计算长度7进行 重新取值，取1=h，

图5沿巷道方向的计算长度

1）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1三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k 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：

3）当货架片上荷载重心位置高于货 6.2.7对于扭转屈曲，扭转屈曲的计算 的情况来确定

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图6平斜撑与立柱的固定方式

采用图6a)的固定方式时，.为同一立柱上平斜撑相固定点之间的距离h，的0.7倍，即， 7h，，采用图6b)的固定方式时，l。=h，

6.3横梁/托梁的设计

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 实际布置的荷载转换成等价的均勾分布荷载

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中未出现的加载情况，β㎡、β：、β。可按式（10)～式

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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：

5WsrL 0.8βe 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

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：

式中： tb柱脚板的厚度； f，一一材料公称屈服强度； f。一接触压力下的混凝土强度设计值； f=1.67fck f一一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）

..................5

f.= 1.67 f

柱脚板有效面积A接照图7计算，当立柱表面至柱脚板边缘的距离小于e时，应当将e 立柱到柱脚板边缘的距离

图7柱脚板设计的有效截面面积

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

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 货架结构或某个构件的承载能力

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7.1.2试件所用钢材应与 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

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A.r的获取

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 事的冲孔。样件的切断应在2组穿孔之间，且与纵轴垂直的方向， 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

钢珠的直径不可达到临界值，钢珠的一些典型直符

直径不可达到临界值，钢珠的一些典型直径见表2

表2建议测试用钢珠直

钢珠应放置在立柱横截面的 施加轴向力。 直至样件变形且不能再承载更多负荷为1

放置在立杆截面的 殊施加轴向力。荷载应逐渐增大 记录为观测极限荷载.

立柱的特征极限荷载R，由式(17)进行修正：

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表3测试次数n与K.对应关系

R.修正短柱失效荷载平均值！

R.修正短柱失效荷载平均值！

测试次数，n不小于3； R "——第次测试中的修正短柱失效荷载

Ri 第次测试中观测的短柱失效荷载； fy 材料公称屈服强度； f 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； 计算系数； 当f≥f时，α=0；

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

说明： 货架片宽度； 承压荷载； 拉力，用于平衡货架片重量： L 结构长度

说明： 货架片宽度； 承压荷载； 拉力，用于平衡货架片重量： 结构长度

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图11可供选择的立柱压力测试

立柱应在长度系列范围内取不同的若十长度进行测试，其最小长度是单个支撑间隔（如图3中 ，），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。

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

当0≤<0.2时：C= f. >0.2+ (1.5) 当0.2≤入≤1.5时：C= /t 1.3

R. =R.C"() ..(19

R =R.C (二)

入， 一计算系数； E 同式（18）； 一计算系数。 A A一立柱毛截面面积； 入—第n个立柱样件截面相对于主轴方向的长细比，n=1，，5。 做出一个X和入的图表； 曲线拟合：通过最小二乘法拟合不超过5次的多项式曲线，形成折减系数与无量纲长细比 入对应关系； 根据7.3.3的方法计算X的平均值Xm，并由此计算标准偏差S； 承压折减系数X的设计值应按式（22）确定：

入ai—第n个立柱样件截面相对于主轴方向的长细比，n=1，"，5。 b） 做出一个和入的图表； 曲线拟合：通过最小二乘法拟合不超过5次的多项式曲线，形成折减系数X与无量纲长细 入对应关系； 1） 根据7.3.3的方法计算X的平均值Xm，并由此计算标准偏差S； 承压折减系数X的设计值应按式（22）确定：

式中： ——X.的平均值：

同式（17）； 一见表 3.

7.5梁柱节点刚度k，的获取

梁柱节点的刚度k，通过梁柱节点弯曲测试获取。

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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）： gl+2 ·（23 式中： 5A 1一挂片的长度； 一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

图12梁柱节点弯曲测试方法

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） ， 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：

一测试次数房地产标准规范范本，n不小于3； M.第i次测定的失效力矩。

7.5.4梁柱节点设计弯矩及刚度的计算

梁柱节点的设计弯矩MRa应满足式（28）的要求

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Mk同式(27); ? 一一计算安全系数，通常工况下取1，但也可依据结构总体安全情况适当折减； YM一一挂片的材料安全系数，取1.1。 梁柱节点刚度表示为一条通过原点直线的斜率尽，该直线将测试曲线分为面积相等的两部分，刚 度线与测试曲线的交点位于设计力矩M以下，如图13所示，并满足式（29）的要求

+.+....++.+.....(29

式中： 9Rdi———设计力矩Ma值的直线与曲线M（0）的交点横坐标值，如图13所示 梁柱节点刚度的设计值k可取k的平均值km，km按式（30)计算：

式中： km——同式(29)

7.6柱脚刚度kZJM0标准规范范本，的获取