自动化立体仓库钢货架柱脚节点力学性能试验研究

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中国仓储行业近年来发展迅速,钢货架市场需求量巨大,在物流行业得到广泛的使用。而钢货架柱脚节点的受力性能对仓储结构的整体性能影响较大,本文对柱板焊接式以及组装式两种柱脚节点形式进行了详细的试验和理论研究。首先,对柱板焊接式以及组装式两种柱脚节点进行低周反复位移加载试验,测试并记录六组柱脚节点试件的受力破坏情况,对试验数据进行分析处理,得出节点的弯矩转角关系、骨架曲线、节点刚度、等效粘滞阻尼系数、刚度退化、位移延性系数以及耗能能力。然后,对两组柱脚节点试件进行有限元模拟分析,将节点的骨架曲线、变形状况以及应力集中位置与试验结果进行对比分析,验证有限元模型的合理性。最后,在试验数据和有限元模拟结果的基础上,选出几种对柱脚节点受力性能影响较大的参数,建立参数化分析模型,比较各个模型的承载能力、抗弯刚度以及破坏模式,总结各个参数对柱脚节点受力性能的影响,给出实际工程货架柱脚节点参数选择建议。主要结论如下:(1)对柱板焊接式柱脚节点实行双面焊接有效提高了节点的承载力、刚度、延性、抗变形能力和耗能能力。(2)柱板焊接式柱脚节点的承载力、刚度比组装式柱脚节点强,延性比组装式柱脚节点弱,最大耗能能力相近。(3)两种形式柱脚节点有限元模拟得到的节点承载力、破坏模式和弯矩转角曲线均与试验结果比较吻合,验证了有限元模型的合理性。(4)增加底板的厚度对柱脚节点受力性能提升较大,当底板厚度提升到16mm时,节点的受力性能趋于平稳,且继续加大厚度,受力性能提升效果不明显,建议柱脚节点底板厚度采用16mm。(5)化学锚栓的间距越小,柱脚节点的等效刚度越大,当锚固间距减少为9D时,柱脚节点的等效刚度达到最大值并趋于稳定;化学锚栓偏心距越大,节点等效刚度越小,建议化学锚栓间距取9D,与立柱形心在同一直线上。
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