• event2021-11-20 13:40:16
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本號擬對SEMA規范（Code of Practice for the Design of Adjustable Pallet Racking）做一些簡單的介紹，不定期推出系列文章簡述貨架結構設計內容，以饗讀者。本篇為第五篇。
 

【梁柱節點設計】

橫梁與立柱連接區域范圍內的所有組件構成了梁柱節點。對于貨架結構，梁柱節點的主要組件為掛片，還包括節點范圍內的部分立柱與橫梁、螺栓或插銷。

梁柱節點的性能對貨架結構與構件的設計都有重要的影響。梁柱節點的性能參數包括初始松動、彎曲承載力、彎曲剛度、剪切承載力、安全插銷抗剪承載力。

• 初始松動

梁柱節點的初始松動意味著橫梁與立柱之間的角度，在安裝后是可以隨意轉動的，轉動幅度即為初始松動的大小。初始松動會在貨架初始安裝傾斜的基礎上進一步增加傾斜，因此需要在結構設計中予以考慮。規范給出了初始松動的測試方法，裝置示意圖如下所示，規范給出的數據處理方法不予贅述。

梁柱節點初始松動測試

• 彎曲承載力與彎曲剛度

梁柱節點的彎曲承載力與彎曲剛度，對結構（尤其是沒有垂直拉桿的結構）的側向穩定性有重要影響，同時對橫梁的設計有影響。由于貨架的梁、柱與掛片樣式多種多樣，理論計算困難，規范規定通過測試獲得梁柱節點的彎矩-轉角曲線，然后經過處理得到相應的承載力與剛度參數。

梁柱節點彎曲測試

梁柱節點彎矩-轉角曲線

• 剪切承載力與安全插銷剪切承載力

梁柱節點除了受到彎矩外，還受到剪力作用，抗剪承載力同樣也是通過測試確定。另外為了防止橫梁端部掛片掛齒從立柱孔中脫出，應設置安全插銷，安全插銷應能抵抗5kN的剪力。規范給出的兩個參數的測試裝置相同，如下。

梁柱節點剪切測試
 

【橫梁設計】

對于正常使用極限狀態，橫梁跨中相對于兩端的撓度不應超過跨度的1/200（有特殊需求時按照實際取值），橫梁截面繞橫梁縱軸的轉動不應超過0.1弧度。對于承載力極限狀態，橫梁的彎曲承載力應能滿足設計荷載的需求。

7.1 側向穩定的橫梁

如果橫梁截面是閉口的，或者受彎時截面沒有非加勁板件受壓，那么可以認為橫梁側向是穩定的。典型示例如下圖所示，橫梁繞y-y軸彎曲，且截面上部受壓，下部受拉。

側向穩定橫梁

• 彎曲承載力與撓度

考慮梁柱節點彎曲剛度的影響，一根橫梁的彎曲承載力Wult為下列兩式計算的較小值：

其中，Mc為考慮有效面積（受壓薄壁構件必須考慮）的橫梁截面彎矩承載力；Mconn為梁柱節點的彎曲承載力；Kb為梁柱節點彎曲剛度；L或Lb為橫梁跨度，Ib為橫梁截面慣性矩；Ke為考慮立柱彎曲剛度的修正梁柱節點彎曲剛度，按下式計算：

其中，Ic為立柱截面慣性矩，h為橫梁間距。

考慮梁柱節點彎曲剛度的影響，一根承載為W的橫梁最大撓度為：

• 腹板剪切

按照合理的彈性分析方法計算的腹板最大剪應力，不應超過0.7py，py為鋼材設計強度。

腹板平均剪應力不應超過剪切屈服強度pv，亦不能超過剪切屈曲強度qcr：

其中，D為腹板高度，t為腹板厚度。

• 腹板壓屈

在距離橫梁端部1.5倍橫梁腹板高度的位置，有一個集中荷載作用時，每個腹板的壓屈承載力Pw為：

其中，N為承壓長度，單位mm；D為腹板高度，單位mm；r為內經，單位mm；t為腹板厚度，單位mm；k=py/228。

橫梁集中荷載

• 彎曲與剪切組合

對于同時承受彎曲與剪切的橫梁腹板，應滿足下式：

其中，Fv為剪力，Pv為剪切承載力；M為Fv作用點對應的彎矩，Mc同前。

• 彎曲與腹板壓屈組合

承受集中荷載的橫梁，腹板同時彎曲與壓屈，應滿足下式：

其中，Fw為集中荷載，Pw為腹板壓屈承載力。

7.2 側向扭轉屈曲的橫梁

對于容易發生側向扭轉屈曲的橫梁，比如卷邊槽鋼截面橫梁繞對稱軸彎曲，應參考BS 5950:Part5的相關條文計算，或者通過測試進行設計。規范給出了進行橫梁彎曲承載力的測試方法。

橫梁彎曲測試

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