結(jié)構(gòu)是能承受作(荷)用(載)并具有適當(dāng)剛度的由各連接部件有機(jī)組合而成的系統(tǒng)。然而,把部件組合起來(lái)不一定就是結(jié)構(gòu),也可能是機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)是活動(dòng)的,部件之間是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。若要將部件“有機(jī)”組合為結(jié)構(gòu),準(zhǔn)確合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是必需的。
貨架結(jié)構(gòu)作為一種工程結(jié)構(gòu),由立柱、橫梁與各種支撐桿等部件組成,能承受貨物荷載。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)宜采用以概率理論為基礎(chǔ)、以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法;當(dāng)缺乏統(tǒng)計(jì)資料時(shí),工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可根據(jù)可靠的工程經(jīng)驗(yàn)或必要的試驗(yàn)研究進(jìn)行,也可采用容許應(yīng)力或單一安全系數(shù)等經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行。雖然設(shè)計(jì)方法有上述三種可用,但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍應(yīng)采用極限狀態(tài)法。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)確定基礎(chǔ)底面積會(huì)采用容許應(yīng)力法,地基穩(wěn)定性驗(yàn)算會(huì)采用安全系數(shù)法。貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用了極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。既然標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)規(guī)定了,那么確定遵循的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后,應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)。
極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。
當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí),應(yīng)認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài):
1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞,或因過(guò)度變形而不適于繼續(xù)承載,比如橫梁彎曲破壞;
2、整個(gè)結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體失去平衡,比如橫梁一端掛齒從立柱孔脫出;
3、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系,比如立柱組只有橫撐沒(méi)有斜撐,或立體庫(kù)貨架背拉體系不足或失效;
4、結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定,比如立柱屈曲,或立柱組傾覆;
5、結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌,比如撞了一下立柱,倒了整個(gè)倉(cāng)庫(kù);
6、結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞破壞。
當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí),應(yīng)認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài):
1、影響正常使用或外觀的變形,比如橫梁撓度或立柱垂直度超標(biāo);
2、影響正常使用或耐久性能的局部損壞;
3、影響正常使用的振動(dòng);
4、影響正常使用的其他特定狀態(tài)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的不同極限狀態(tài)分別進(jìn)行計(jì)算或驗(yàn)算。以承載能力極限狀態(tài)為例,結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下式:(暫不考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù))
Sd≤Rd
Sd為作用組合的效應(yīng)(如軸力、彎矩)設(shè)計(jì)值,Rd為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力(承載力)設(shè)計(jì)值。
這樣,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要確定Sd與Rd兩部分內(nèi)容。
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為兩步:
1、內(nèi)力分析
確定結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件Sd的過(guò)程叫內(nèi)力分析,就是將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需要考慮的荷載,乘上各自分項(xiàng)系數(shù),以一定規(guī)則組合,然后計(jì)算結(jié)構(gòu)在荷載組合作用下,所有構(gòu)件與連接所承受的力的效應(yīng)(拉壓彎剪扭)。這個(gè)計(jì)算過(guò)程對(duì)于極其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而言可以手算得到結(jié)果,但是對(duì)于工程結(jié)構(gòu)動(dòng)輒成千上萬(wàn)構(gòu)件的計(jì)算量,只能借助于計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成。計(jì)算機(jī)軟件采用了一種叫做有限單元法的計(jì)算方法,名稱很高大上,因此有限元計(jì)算甚至成為了結(jié)構(gòu)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的代名詞,一開(kāi)口就是有限元報(bào)告。實(shí)際上,完成有限元計(jì)算只是完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步。
2、構(gòu)件設(shè)計(jì)
確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件Rd,并判定Sd≤Rd是否滿足的過(guò)程叫構(gòu)件設(shè)計(jì)。構(gòu)件的承載力,要考慮構(gòu)件的材質(zhì)、截面、尺寸、構(gòu)造、破壞模式等等因素,按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的力學(xué)計(jì)算方法得出,必要時(shí)應(yīng)測(cè)試輔助。之后判定所有構(gòu)件與連接的承載力是否滿足內(nèi)力的需求。構(gòu)件設(shè)計(jì)是一復(fù)雜且重復(fù)的過(guò)程,很多計(jì)算機(jī)軟件把這一過(guò)程(核心是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范)也編寫(xiě)進(jìn)程序,在有限元計(jì)算得到內(nèi)力后,自動(dòng)進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì),節(jié)省了大量的工作。目前這一套方法在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)非常成熟,但是對(duì)于貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還不可行,原因在于貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范還沒(méi)能被寫(xiě)入軟件中。如果誰(shuí)可以提供全部由有限元軟件生成的貨架結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū),請(qǐng)不吝賜教。
一個(gè)貨架工程項(xiàng)目,一般分為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、安裝與使用五個(gè)階段。正常來(lái)講,在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該已經(jīng)完成了貨架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)際項(xiàng)目中,很多項(xiàng)目業(yè)主在貨架安裝完成后即將驗(yàn)收前要求供應(yīng)商提供貨架結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū),以證明貨架的承載力。當(dāng)然不排除貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前已經(jīng)完成,此時(shí)提供結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)僅為資料存檔用的可能性。然而實(shí)際大部分情況是,貨架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作之前根本沒(méi)有做,貨架的選型選材依據(jù)無(wú)非就是經(jīng)驗(yàn)與模仿,這樣的結(jié)構(gòu)必然存在不確定性。
可能有人問(wèn),既然之前的工作不到位,現(xiàn)在要驗(yàn)收業(yè)主意識(shí)到這一點(diǎn)了,那么補(bǔ)充結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作不就可以了嗎?道理上來(lái)講是沒(méi)有問(wèn)題的,但是實(shí)際操作有風(fēng)險(xiǎn)。
此時(shí)項(xiàng)目已經(jīng)完工,木已成舟,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核能通過(guò)還好說(shuō),萬(wàn)一通不過(guò)應(yīng)采取何種措施?勢(shì)必會(huì)增加項(xiàng)目額外成本,延誤項(xiàng)目工期,且不論國(guó)企,即使是民企外企的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人也不愿承擔(dān)這些責(zé)任!現(xiàn)實(shí)中,有的業(yè)主沒(méi)有要求提供結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū),有的業(yè)主對(duì)供應(yīng)商隨意出具的結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)驗(yàn)收簽字。無(wú)論如何,種下因就要承擔(dān)相應(yīng)的果。為了避免事后的被動(dòng),本文標(biāo)題第二個(gè)問(wèn)題就有了解釋,一定要在招投標(biāo)之前提供貨架結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū),一旦發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題,還有充分的空間回旋,即使整個(gè)方案推倒重來(lái)也未嘗不可。
貨架結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)應(yīng)由同時(shí)具有結(jié)構(gòu)工程專業(yè)及貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)背景的專業(yè)人員完成或?qū)徍?。專業(yè)的貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依賴于:
【專業(yè)的隊(duì)伍】
從事貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師、帶資質(zhì)設(shè)計(jì)院的技術(shù)支持與背書(shū)、國(guó)外項(xiàng)目PE(專業(yè)結(jié)構(gòu)工程師)技術(shù)支持
【專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室】
所有貨架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都是基于測(cè)試的,沒(méi)有測(cè)試數(shù)據(jù)的貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是空中樓閣。測(cè)試數(shù)據(jù)獲取很重要,知道測(cè)試數(shù)據(jù)如何用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更重要。
【專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)】
充分發(fā)揮專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的作用,針對(duì)市場(chǎng)上各主流貨架產(chǎn)品構(gòu)件,進(jìn)行大量的測(cè)試,建立專業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù),可以在項(xiàng)目規(guī)劃階段就完成貨架結(jié)構(gòu)的預(yù)設(shè)計(jì)。
穩(wěn)圖提供自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)高層貨架、庫(kù)架一體貨架以及各種平庫(kù)貨架(包括且不限于橫梁式、穿梭車式、懸臂式、后推式、重力式、閣樓式與鋼平臺(tái)等)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量檢測(cè)與使用維護(hù)檢測(cè)等一系列專業(yè)技術(shù)服務(wù)。期待與您交流。
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