巷道堆垛起重机（堆垛机）是自动化立体仓库的关键设备。近年来，随着物资需求的扩大，以及土地资源越来越紧张，高度超过30m，最高达40m高的仓库需求已经出现。因此，设计开发高度达到40m的堆垛机，使其具有较好动态性能，满足大高度大容量立体仓库的存储要求和高效的出入库要求，具有重要的意义。本文根据欧洲物料搬运协会FEM标准中关于堆垛机设计的要求和原则，依据材料力学的相关理论，先计算出40m高堆垛机的主要结构如立柱、下横梁和载货台等截面的惯性距要求，再结合中国可用的材料，设计出堆垛机各结构的截面，完成堆垛机结构的初步设计和理论力学的计算。通过经典力学相关公式和Inventor的有限元分析模块，分别计算堆垛机各主要结构的静态应力和整机结构的固有频率。计算结果表明，堆垛机结构静态应力的安全系数在8倍以上；理论计算得到结构的第一阶固有频率为0.957Hz，与Inventor计算的第一阶固有频率0.97Hz十分接近。说明基于Inventor的结构有限元分析是可行的。对堆垛机的典型运行工况：运行加减速、紧急制动和碰撞缓冲器进行了分析。对典型运行工况建立了惯性力系，对不同工况下的惯性力系的有限元模型进行计算，得到应力分布状态。同时对正常运行加减速造成的立柱底部应力的变化进行了疲劳分析。结果表明，40m高的堆垛机结构满足15年且工作级别为E8的使用寿命要求。最后探讨了提高堆垛机动态性能的方法。以堆垛机立柱质量不变为目标，用开孔方法减少筋板和腹板的质量，同时增大立柱的截面尺寸，得到较大的截面惯性距，可以将带筋板筋条的立柱结构的固有频率从0.95Hz提高到1.01Hz，使其满足堆垛机的动态刚性要求，即固有频率应大于1Hz的要求。该项研究工作对高度超高30m的堆垛机的设计和应用有指导意义。