本号拟对SEMA规范(Code of Practice for the Design of Adjustable Pallet Racking)做一些简单的介绍,不定期推出系列文章简述货架结构设计内容,以飨读者。本篇为第二篇。
2.1 概要
除了本规范中所做的修改与补充外,货架结构与构件的承载力、变形等所有的计算均应与传统的结构设计方法一致。当没有可用的计算方法时,应采用测试方法代替计算。
当采用测试数据作为设计的基础或者补充时,负责测试的工程师应准确记录测试数据并签字,以确保结果的真实与准确。
2.2 尺寸限制
规范对宽厚比与长细比做出了规定限制。
对于构件截面各部分板件宽厚比的限制同BS 5950:Part 5,此限制仅仅是大体构造要求,即使没超过限制还是要考虑有效面积,这里不展开。
对于长细比,受压构件不超过200,在施工过程中可能会超过200(还没安装到位),但不应超过300;对于受拉构件,因为不承受压力,因此长细比没有限制。
2.3&2.4 设计中使用的几种截面特性
全截面特性
全截面特性不考虑孔洞、局部屈曲的影响,全截面面积为截面展开宽度与名义厚度的乘积。全截面特性一般用于整体结构内力与变形的计算,结构的布置线应取通过构件截面形心的线。
最小净截面特性
最小净截面为全截面考虑最大的孔洞折减效应后的截面。规范给出了三种情况,如下图所示:
(a)孔洞不交错排列,最小净截面为全截面减去垂直于构件长度方向(应力方向)任一截面上最大孔洞折减量;
(b)孔洞交错排列,最小净截面除了考虑情况(a)外,还要考虑沿着之字形串联起来的孔洞的折减效应,见下图示例。笔者经过多方查证对比,发现这点与国内计算方法不太一致。
(c)对于倾斜的狭长孔,最小净截面为全截面减去孔洞在垂直于构件长度方向的投影折减量。
有效截面特性
有效截面的概念起初是用来考虑局部屈曲的。对于冷弯薄壁构件,由于组成截面的板件宽度比厚度大太多(想象一张纸),因此受压时板件很容易局部鼓曲,导致承载力明显降低,看起来就像只有部分截面贡献了承载力,那么换算成对应的截面量就是有效截面。再扩大一点,所有影响截面承载力的因素都可以考虑进来,比如材性、孔洞、残余应力、局部屈曲、畸变屈曲等,最后整出一个最终的有效截面。本规范在附录A1.1给出了无孔洞构件截面考虑局部屈曲的有效截面计算方法。对于有孔洞构件截面的有效截面,只能通过短柱测试确定了。
章末还概述了畸变屈曲的处理方法。畸变屈曲对于货架立柱而言是很重要的一种破坏模式,即使对于无孔构件畸变屈曲的计算方法都很复杂,因此规范建议采用测试来进行设计。
黄色-未变形,黑色-局部屈曲,红色-畸变屈曲
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