货架结构的几何构造原理及力学分析货架钢结构的几何构造满
足最基本的三角形规律,且实际结构在承载情况下的力学计算也很
复杂,特别是在实际应用中会呈现比较复杂的空间结构体系以承受
各个方向可能出现的荷载,因此可以在忽略一些次要的空间约束的
前提下,将实际结构分解为平面结构。
1、货架钢结构一般为超静定结构,由于部分结构组件存在大变
形,需要通过超静定结构来增加约束,并通过一定的结构简化手段
将静定结构的内力计算问题转化为每个个体组件“杆”的内力计算
问题。超静定结构的全部内力和反力仅靠平衡条件计算不出,还必
须考虑变形条件;如在力法计算中,多余未知力由力法方程(变形
条件)计算。再由M=∑MiXi+MP叠加内力图。如只考虑平衡条件画出
单位弯矩图和荷载弯矩图,Xi是没有确定的任意值。因此单就满足
平衡条件来说,超静定结构有无穷多组解答。
2、货架立柱、横梁、支撑等组件的截面几何尺寸(包括宽度、板料
厚度)比其长度尺寸要小很多,如:一般货架立柱的截面尺寸为30
×30mm~150×120mm不等,其节点长度尺寸在300mm~1200mm之
间,基本比例在10倍以上;支撑的长宽比更大,有时可超过100
倍,故可将货架结构中的组件作杆件简化处理。
3、立柱与横梁之间的连接形式可以看作一种半刚性的连接,一般
按照铰接方式处理。其实铰节点是组装式货架钢结构中的主要节点
形式,对于焊接式货架体系需要作部分刚节点考虑,实际上货架钢
结构在任何荷载作用下,若不计杆件的变形,其几何形状与位置均
保持不变,也可将货架结构简化为钢架结构或桁架结构,这也是货
架钢结构体可以用有限元进行分析处理的力学基础。