貨架結構的幾何構造原理及力學分析貨架鋼結構的幾何構造滿
足最基本的三角形規律,且實際結構在承載情況下的力學計算也很
復雜,特別是在實際應用中會呈現比較復雜的空間結構體系以承受
各個方向可能出現的荷載,因此可以在忽略一些次要的空間約束的
前提下,將實際結構分解為平面結構。
1、貨架鋼結構一般為超靜定結構,由于部分結構組件存在大變
形,需要通過超靜定結構來增加約束,并通過一定的結構簡化手段
將靜定結構的內力計算問題轉化為每個個體組件“桿”的內力計算
問題。超靜定結構的全部內力和反力僅靠平衡條件計算不出,還必
須考慮變形條件;如在力法計算中,多余未知力由力法方程(變形
條件)計算。再由M=∑MiXi+MP疊加內力圖。如只考慮平衡條件畫出
單位彎矩圖和荷載彎矩圖,Xi是沒有確定的任意值。因此單就滿足
平衡條件來說,超靜定結構有無窮多組解答。
2、貨架立柱、橫梁、支撐等組件的截面幾何尺寸(包括寬度、板料
厚度)比其長度尺寸要小很多,如:一般貨架立柱的截面尺寸為30
×30mm~150×120mm不等,其節點長度尺寸在300mm~1200mm之
間,基本比例在10倍以上;支撐的長寬比更大,有時可超過100
倍,故可將貨架結構中的組件作桿件簡化處理。
3、立柱與橫梁之間的連接形式可以看作一種半剛性的連接,一般
按照鉸接方式處理。其實鉸節點是組裝式貨架鋼結構中的主要節點
形式,對于焊接式貨架體系需要作部分剛節點考慮,實際上貨架鋼
結構在任何荷載作用下,若不計桿件的變形,其幾何形狀與位置均
保持不變,也可將貨架結構簡化為鋼架結構或桁架結構,這也是貨
架鋼結構體可以用有限元進行分析處理的力學基礎。