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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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声明：“江锐集团 锐视界·技术刊”专栏基于货架工程案例阐释生产、服务、安装、质量的常见技术问题及解决方法，希望为遇到类似问题的工程师提供参考。栏目中的所有案例均来自江锐集团内部资料，相关内容仅用于探讨，如有不妥，请联系我们删除。
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