規劃設計作為貨架項目最初的一個階段,直接決定了一個項目的水平。規劃設計做得好,后續各個項目階段均會按部就班有條不紊地執行;規劃設計做得不好,不僅后續項目執行混亂無章,容易出現無標可依、無法驗收等問題,而且一旦出現項目異常,除了直接的異常成本增加外,由于無法明晰責任,導致項目根本無從整改。
貨架在實際使用中不能與用戶或規劃者提供的信息產生沖突,沒有此類信息,就無法完成貨架的設計。本文先講地坪、貨架支承的樓板與閣樓、邊緣防護、存儲貨物四個方面的具體信息。
1. 地坪規程
(1)地坪建造
規劃者應負責確認預期使用的地坪或地基的適用性,及其承受貨架或搬運設備施加的荷載后的性能特征。
易于壓縮的地坪建造材料,如瀝青化合物,提供的支承作用很小,應做專門的考慮;由地磚或小塊預制板等建造的地坪,一般承載力較低,會產生不規則的沉降。此類地坪不應用于較重的集中力作用的地方。
(2)地坪荷載
對于倉庫設施,規劃者不僅應確認地坪適于承受貨架或搬運設備施加的荷載,并且應確認地坪適于地坪錨栓的安裝與使用。
地坪錨栓通過在地坪上鉆孔安裝并通過機械的、化學的或灌漿的方法錨固。由于施加荷載的作用,地坪產生變形,導致貨架傾斜,從而貨架上豎向的貨物荷載會產生一個水平分力(見圖1與圖2)。對于較大的非預期地坪變形產生的水平分力,甚至可以超過貨架設計中所考慮的安全值。
圖1 因懸空地坪(即樓板)變形引起的傾斜導致附加支撐荷載和不均勻立柱荷載效應
圖2 因懸空地坪(即樓板)變形引起的貨架構件上的附加水平與豎向力
(3)地坪變形
基底性能,包括地坪長期變形,應由規劃者確定。
由于結構材料的徐變,彈性地坪變形效應,比如圖1與圖2中所示,會隨著時間增大。混凝土地坪承載板或基礎底部的地基土的沉降也會導致相同效應。除非另行指定,貨架設計者可視地坪為準剛性。當使用VNA叉車時,地坪水平度、地坪直線度與地坪變形對設備的使用安全與效率有影響。對不均勻的地坪,叉車可能提升著貨物行駛,在巷道中將會側向傾斜,碰撞到貨架與貨物。
(4)變形接縫
規劃者應定義橫跨變形接縫的潛在位移的程度。當貨架的地坪螺栓布置在接縫附近時,或貨架跨越接縫時,都應特別考慮。
混凝土板設置變形接縫的目的是確保混凝土收縮或溫度變化引起的應力集中時,使位移集中在指定位置,而不是使板發生隨機的開裂。貨架區域內應避免立柱下面設置變形接縫。
2. 柱底板與錨栓設計信息
規劃者應向供應商提供有關地坪的全面信息,用于設計貨架的柱腳底板和地坪錨栓。相關信息應包括:
a) 混凝土板類型:
1)懸空的樓板還是地面承載的地坪;
2)堅實混凝土還是其他類型如空心預制;
3)是否有表面砂漿層;
4)砂漿厚度與等級;
5)結構板厚度;
6)結構板混凝土的質量與等級;
7)建造期間是否使用混凝土添加劑(這些添加劑可能導致柱腳底板與地坪錨栓等金屬部分腐蝕);
8)鋼筋尺寸及相對于混凝土板表面的位置;
9)所有伸縮縫的位置與構造細節;
10)所有應當視為混凝土板邊緣的伸縮縫位置。
如果沒有地坪信息,貨架供應商為了設計錨栓與柱腳底板可以假定,地坪是堅實的混凝土板,沒有表面砂漿層,混凝土最低強度等級C20/25。
b) 地坪的材料如果不是混凝土,比如瀝青地坪或者帶有表面瀝青層的混凝土地坪,那么應獲取適當的性能數據。當在瀝青地坪或者帶有表面瀝青層的混凝土地坪上進行錨固時應予以特殊考慮。
c) 變形、水平度以及直線度。
d) 在鉆孔作業中,若存在預張或后張鋼纜或其他電纜、管道或地坪下電加熱器電纜,則對人員的安全及防止地坪的功能性或結構性損傷而言,避免與這些隱患接觸,是非常重要的。建筑物業主或使用者應清楚標明鉆孔位置或禁止鉆孔位置。
如果地坪包含隱藏的空洞,如中空或預制板地坪,就會產生問題。這種地坪類型在立柱集中豎向荷載作用下也會造成問題。
3. 室外地坪
安裝在室外環境的貨架,受到額外的風、雪荷載,這些荷載應在設計中予以考慮,包括地坪錨栓與基礎設計。
對于貨架支承的樓板,比如貨架頂部的懸空通道或閣樓的樓板,規劃者應提供以下額外信息:
a) 樓板的預期用途,如辦公、倉儲、通道等;
b) 樓板區域(非貨架區域)內最大均布荷載;
c) 可能產生的最大局部荷載,如叉車存取或區域;
d) 可能由叉車、手推車車輪或擱板式貨架立柱產生的最大集中荷載;
e) 諸如防滑、耐磨性、反光等額外要求;
f) 消防安全法規強制要求;
圖3、4、5與6展示了不同貨架構型支承的閣樓與通道樓板。圖4所示樓板結構設計應考慮頂層貨架產生的點荷載。
圖3 貨架頂部閣樓樓板
圖4 貨架頂部閣樓樓板支承的擱板架
圖5 多層擱板式貨架
圖6 立柱組間懸空的通道
樓板上運行的所有輪式車輛的詳情與荷載技術規格,都應由規劃者提供以確保安全的設計。包括以下詳細信息:
1) 輪式搬運設備的型號與制造商生產詳細信息;
2) 是否手動操作;
3) 如果是動力驅動的,施加給樓板的加速度、轉彎空間、制動力以及其最大運行速度;
4) 如果是人騎式動力驅動型叉車,附加動力荷載效應、制動、加速度、轉彎空間等;
5) 車輪直徑、輪距等;
6) 車輪材料,如鋼、橡膠、聚氨酯等;
7) 車輛自重施加給車輪的荷載分配;
8) 貨物重量施加給車輪的荷載分配。
可根據國家安全標準對無障礙區域的邊緣防護要求進行控制。除非在項目規程中規定,否則邊緣防護應僅為人員安全而提供,而不應考慮機械搬運設備的沖擊影響。
邊緣防護應具有足夠的強度與穩定性來約束容易跌倒或撞在上面的人員。
1. 非托盤貨物
技術規范中應提供的信息包括:
a) 貨物的長度、寬度、高度與形狀;
b) 存儲單元尺寸公差;
c) 貨物的重量;
d) 搬運方式。
2. 托盤貨物
a) 單托貨物最大重量;
b) 托盤類型與質量、托盤尺寸公差(實際最小尺寸)與托盤進叉方向;
c) 存儲單元的最大尺寸,考慮貨物突出、鼓包或松散。
3. 特殊承載容器(箱式托盤、桶式容器等)
a) 承載容器的準確描述;
b) 承載容器上最大貨物重量;
c) 尺寸;
d) 公差。
4. 危險品貨物
對于危險品貨物,規劃者應確定貨架設計的附加要求。
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