SEMA货架结构设计规范简介（五）

• event2021-11-20 13:40:16
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本号拟对SEMA规范（Code of Practice for the Design of Adjustable Pallet Racking）做一些简单的介绍，不定期推出系列文章简述货架结构设计内容，以飨读者。本篇为第五篇。
 

【梁柱节点设计】

横梁与立柱连接区域范围内的所有组件构成了梁柱节点。对于货架结构，梁柱节点的主要组件为挂片，还包括节点范围内的部分立柱与横梁、螺栓或插销。

梁柱节点的性能对货架结构与构件的设计都有重要的影响。梁柱节点的性能参数包括初始松动、弯曲承载力、弯曲刚度、剪切承载力、安全插销抗剪承载力。

• 初始松动

梁柱节点的初始松动意味着横梁与立柱之间的角度，在安装后是可以随意转动的，转动幅度即为初始松动的大小。初始松动会在货架初始安装倾斜的基础上进一步增加倾斜，因此需要在结构设计中予以考虑。规范给出了初始松动的测试方法，装置示意图如下所示，规范给出的数据处理方法不予赘述。

梁柱节点初始松动测试

• 弯曲承载力与弯曲刚度

梁柱节点的弯曲承载力与弯曲刚度，对结构（尤其是没有垂直拉杆的结构）的侧向稳定性有重要影响，同时对横梁的设计有影响。由于货架的梁、柱与挂片样式多种多样，理论计算困难，规范规定通过测试获得梁柱节点的弯矩-转角曲线，然后经过处理得到相应的承载力与刚度参数。

梁柱节点弯曲测试

梁柱节点弯矩-转角曲线

• 剪切承载力与安全插销剪切承载力

梁柱节点除了受到弯矩外，还受到剪力作用，抗剪承载力同样也是通过测试确定。另外为了防止横梁端部挂片挂齿从立柱孔中脱出，应设置安全插销，安全插销应能抵抗5kN的剪力。规范给出的两个参数的测试装置相同，如下。

梁柱节点剪切测试
 

【横梁设计】

对于正常使用极限状态，横梁跨中相对于两端的挠度不应超过跨度的1/200（有特殊需求时按照实际取值），横梁截面绕横梁纵轴的转动不应超过0.1弧度。对于承载力极限状态，横梁的弯曲承载力应能满足设计荷载的需求。

7.1 侧向稳定的横梁

如果横梁截面是闭口的，或者受弯时截面没有非加劲板件受压，那么可以认为横梁侧向是稳定的。典型示例如下图所示，横梁绕y-y轴弯曲，且截面上部受压，下部受拉。

侧向稳定横梁

• 弯曲承载力与挠度

考虑梁柱节点弯曲刚度的影响，一根横梁的弯曲承载力Wult为下列两式计算的较小值：

其中，Mc为考虑有效面积（受压薄壁构件必须考虑）的横梁截面弯矩承载力；Mconn为梁柱节点的弯曲承载力；Kb为梁柱节点弯曲刚度；L或Lb为横梁跨度，Ib为横梁截面惯性矩；Ke为考虑立柱弯曲刚度的修正梁柱节点弯曲刚度，按下式计算：

其中，Ic为立柱截面惯性矩，h为横梁间距。

考虑梁柱节点弯曲刚度的影响，一根承载为W的横梁最大挠度为：

• 腹板剪切

按照合理的弹性分析方法计算的腹板最大剪应力，不应超过0.7py，py为钢材设计强度。

腹板平均剪应力不应超过剪切屈服强度pv，亦不能超过剪切屈曲强度qcr：

其中，D为腹板高度，t为腹板厚度。

• 腹板压屈

在距离横梁端部1.5倍横梁腹板高度的位置，有一个集中荷载作用时，每个腹板的压屈承载力Pw为：

其中，N为承压长度，单位mm；D为腹板高度，单位mm；r为内经，单位mm；t为腹板厚度，单位mm；k=py/228。

横梁集中荷载

• 弯曲与剪切组合

对于同时承受弯曲与剪切的横梁腹板，应满足下式：

其中，Fv为剪力，Pv为剪切承载力；M为Fv作用点对应的弯矩，Mc同前。

• 弯曲与腹板压屈组合

承受集中荷载的横梁，腹板同时弯曲与压屈，应满足下式：

其中，Fw为集中荷载，Pw为腹板压屈承载力。

7.2 侧向扭转屈曲的横梁

对于容易发生侧向扭转屈曲的横梁，比如卷边槽钢截面横梁绕对称轴弯曲，应参考BS 5950:Part5的相关条文计算，或者通过测试进行设计。规范给出了进行横梁弯曲承载力的测试方法。

横梁弯曲测试

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