冷弯薄壁型钢结构货架试验研究及有限元分析

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组装式货架的主要构件是开孔冷弯薄壁立柱以及箱形的横梁,横梁通过梁端焊接的柱卡插入立柱孔中,形成半刚性的节点连接。开孔立柱和半刚性梁-柱连接节点很难按照规范进行理论分析,必须进行实验以确定设计所需要的参数。 本文针对市场上最常用的货架,对十种不同截面尺寸的无孔与开孔冷弯薄壁型钢短柱进行轴压试验,测得了各种短柱的力—位移曲线和翼缘腹板歪曲变形曲线,得到了短柱的极限承载能力和破坏形态,确定了短柱的开孔影响系数,同时对试验值与规范的计算结果进行了比较。 对二十组不同搭配方式的门架进行了试验,得到了不同跨度横梁的承载力,测出梁一柱半刚性节点在实际工作状况下的M-θ曲线,并参考钢货架设计规范确定了用于货架设计的梁-柱节点弹性常数F_b及柱脚转动刚度F_f,而且对横梁跨度、横梁截面尺寸与形式、横梁焊接位置及立柱的截面形式对弹性常数F_b及转动刚度F_f的影响进行了评价。 在试验的基础上,运用ANSYS有限元程序对试验短柱进行轴压情况的数值模拟,并与试验结果进行对比。同时运用ANSYS中的COMBIN14单元,在考虑梁-柱连接节点半刚性的情况下,对货位式货架的整体工作性能进行数值模拟。对底层横梁挂高改变对货架整体性能的影响程度进行了有限元分析,结果表明底层挂高在竖向静载情况下对货架整体受力性能影响很小。
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