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锐视界·技术刊 | 第二期:立体库货架钢结构的有限元分析

2022-11-29行业知识





立体库货架

钢结构的有限元分析

撰稿人:王 祥




      立体库货架的结构庞大、负载复杂,为了运输方便,设计为可拆卸连接结构,故立体库货架钢结构大多以高强度螺栓连接。货架钢结构在承受风载、雪载、地震载荷以及屋面检修载荷的作用时,货架是否有足够的强度、刚度、稳定性等是设计者最关心的问题。


      过去货架结构的强度分析主要依靠材料力学、结构力学和弹性力学的计算方法,复杂结构需要大量的简化工作才能进行计算,工作量大且精度不高,有的结构根本无法使用解析方法求解。随着有限元技术的成熟和计算机软硬件的发展,其在货架领域得到了深度的推广,有限元分析已成为钢货架结构设计时不可或缺的重要工具。


货架的有限元分析

主要分为以下五大步骤:


① 建立立体库货架钢结构的有限元模型

      运用有限元软件,如ANSYS、SAP 2000等,参数化建立货架有限元网格模型结构,按照项目要求选择材料,截面及单元约束类型。



② 静力学分析

      对立体库货架钢结构进行静力学分析,计算时考虑结构自重、货物载荷、风载、雪载及地震载荷等载荷组合作用,确定结构位置和应力分布规律,并找出强度最薄弱和刚度最大的部位。



③ 模态分析

      通过模态分析确定结构的固有频率和振型,探究该结构在此频段内,在外部或内部各种振源作用下的实际振动响应(即变形趋势)。


④ 稳定性分析

      对结构进行稳定性分析,计算结构的稳定临界载荷,考察其在极限静载、X向水平力影响、Y向水平力影响、X向地震作用、Y向地震作用这五种工况下的性能。



⑤ 锚固强度计算

      针对立库货架众多构件中的个别构件建立1:1高精实体模型,这样对其的变形分析会更准确,往往整体网格模型是无法体现关键构件的受力性能。




      在设计过程中,采用有限元分析方法能够确定结构的强度、刚度和稳定性临界载荷。为了保证项目的安全性,江锐公司在重点项目,地震区高位货架及立体库项目上进行了大量的有限元分析计算,充分保证项目实施的可靠性和安全性。



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