1半剛性連接的類型
半剛性連接主要通過摩擦型高強度螺栓和連接件(角鋼,短T形鋼和端板)把梁,柱連接起來。常見的半剛性連接類型有單腹板角鋼連接,雙腹板角鋼連接,矮端板連接,頂底角鋼連接,頂底角鋼腹板雙角鋼連接,齊平端板連接,延伸端板連接和短T形鋼連接等。
組合式貨架中橫梁與立柱的連接采用一種特殊的插拔式連接方式,橫梁通過掛片嵌入到立柱孔中。這種連接方式既允許橫梁有一定的轉動,又要求橫梁端點可以傳遞一部分橫梁載荷對立柱的力矩作用,將這種半剛性連接簡化為單純的剛接或理想鉸接都是不符合實際情況的。
2實驗模型的建立
2.1實驗軟件
本文采用的貨架有限元分析軟件具有良好的人機交互性能,可以快速完成貨架結構造型,并可調用作為該軟件核心的北京大學的SAP84進行有限元計算,然后按照相關規范進行后處理,得到各構件的強度,穩定性等指標。該軟件已被多家貨架企業廣泛應用。SAP84通過設定連接系數來設置三維桁架單元的兩端力和力矩的傳遞與釋放。連接系數為0表示單元兩端力或力矩不釋放,即為剛性連接;連接系數為1表示單元兩端力或力矩完全釋放,即為理想鉸接;連接系數為0~1之間,則表示單元兩端力或力矩部分釋放,即為半剛性連接。利用該軟件可以計算不同的半剛性連接系數(0~ 1)對橫梁與立柱的承載能力的影響。
2.2實驗方案
3實驗結果及分析
3.1實驗數據
以立柱與橫梁的強度,穩定性2個參數作為貨架性能的參考標準。
3.2實驗結果分析
從15組實驗的數據可以看出:
(1)立柱強度當貨物單元重量不發生變化時,僅僅改變連接系統,立柱的強度基本不變,即連接系數對立柱的強度基本沒有影響。
(2)立柱穩定性當貨物單元重量不發生變化時,改變連接系數,立柱的穩定性基本不變,連接系數對立柱的穩定性基本沒有影響。
(3)橫梁強度當貨物單元重量不發生變化時,隨著連接系數的增大,橫梁的強度**值按比例減小,即隨著連接系數的增大,橫梁的承載能力反而增強。
(4)橫梁穩定性橫梁強度與貨物單元重量成正比。當貨物單元重量不發生變化時,隨連接系數的增大,橫梁的穩定性呈現出先減小后增大的過程,*小值處于連接系數為0.3左右的位置,即當連接系數為0.3時,橫梁穩定性*高。
從以上分析中可以看出,連接系數的改變,主要對橫梁的影響較大。當連接系數在0~0.3之間時,隨著連接系數的增大,橫梁的承載能力和穩定性增強;當連接系數大于0.3時,隨著連接系數的增大,橫梁的承載能力增強但穩定性減弱(即容易失穩);連接系數為0.3是橫梁的*好的承載狀態。
因此,在貨架產品設計時應盡量使立柱與橫梁的連接結構的連接系數在0.3左右,確保橫梁的承載能力達到*好。
4結束語
本文詳細探討了組合式貨架中立柱與橫梁的連接性能對貨架整體性能的影響,可以作為企業選擇和設計貨架時的參考。當然半剛性系數依賴于實驗數據的支撐,希望貨架廠家在了解半剛性系數對貨架承載能力影響的前提下,還應不斷完善實驗設施和手段,通過實驗了解各種掛接結構的半剛性特征,使貨架的整體分析和計算更加科學和準確。