РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Прочностной расчет стеллажной конструкции для ООО «Айрон Маунтен СНГ»

По заказу ООО «Айрон Маунтен СНГ» был проведен ряд прочностных расчетов стеллажных конструкций, внешний вид одной из расчетных  моделей которых приведен на рисунках ниже.  Большая часть расчета конструкций стеллажей проводилась в интерактивном режиме с представителями компании  – в случае, если какой-либо профиль конструкции не удовлетворял условиям прочности – оперативно предлагался другой профиль металлопроката из доступного на предприятии.

Металлоконструкция стеллажа расположена внутри здания складского комплекса.

Геометрические размеры сооружения: длина 95 850 мм, ширина 72 800 мм, высота 12 500 мм.

Стеллаж представляет собой многоуровневую пространственную конструкцию, предназначенную для складирования грузов. Конструкция стеллажа состоит из секций двух типов. Две рядом стоящие секции связываются перемычками по высоте. Следующая пара секций устанавливается с шагом 1450 мм. Стойки стеллажа выполнены из ω-образного перфорированного профиля. Каждая пара стоек связана диагональными раскосами С 29х25х1.5. Складирование груза осуществляется на балки СС 1,5х85.

Конструкция секций стеллажа

Конструкция первого фрагмента стеллажа, произвольный вид

Фрагмент несущих элементов стеллажа (произвольный вид)

При расчете стеллажной конструкции учитывался собственный вес и вес груза, который заполняет полки стеллажа.

 

Расчет конструкции стеллажа

 Для оценки работоспособности конструкции стеллажа были сделаны следующие расчеты: статический и расчет на устойчивость. В качестве проверочного расчета проводился проверка жесткости конструкции по допустимой величине максимальных прогибов консольных элементов.

 

Статический расчет

 В статическом расчете все нагрузки были в одном загружении, поскольку конструкция располагается в помещении и ветровые и снеговые нагрузки на нее не действуют.  По карте эквивалентных (по Мизесу) напряжений видно, что по сравнению с пределом текучести материала стеллажа существует значительный коэффициент запаса, т.е. конструкция вполне работоспособна. Сравнение максимальных прогибов с допустимыми по ГОСТ 28766–90 «Стеллажи. Основы расчета» показал, что конструкция стеллажа обладает достаточной жесткостью и дополнительных усилений не требуется.

Карта распределения эквивалентных напряжений в металлоконструкции стеллажа; SVM, МПа

Карта распределения напряжений в сечении наиболее нагруженного элемента стоек: эквивалентные напряжения по Мизесу

Карта распределения напряжений в сечении наиболее нагруженного элемента стоек: нормальные напряжения SX

Расчет на устойчивость

Проверена также общая устойчивость конструкции. В результате проведенного расчета, получено наименьшее значение коэффициента запаса устойчивости конструкции 8.2 (согласно СП 16.13330.2011, п. 4.3.2 с учетом п. 4.2.5, 4.2.6 устойчивость идеализированной линейно упругой модели каркаса считается обеспеченной, если Куст ≥ 1.3). Таким образом, конструкция стеллажа устойчива при данных нагрузках.

Первая форма потери устойчивости первого фрагмента стеллажа (КЗ=8.23)

Согласно п. 9.2.4 EN 15512 (FEM 10.2.02) открытые тонкостенные профили под действием сжимающей нагрузки подвержены локальной (местной) потери устойчивости, а также потери устойчивости формы поперечного сечения. В связи с этим был выполнен расчет устойчивости для наиболее нагруженного элемента стойки в конструкции стеллажа.

Конечно-элементная сетка фрагмента стойки

Первая форма потери устойчивости элемента стойки (КЗ=4.52)

Анализ результатов статического расчета показывает, что при заданных расчетных нагрузках, эквивалентные напряжения, возникающие в элементах конструкции каркаса при использовании указанных сечений, не превосходят предела текучести применяемых материалов, т.е. необходимая прочность обеспечивается.

Конструкция не нуждается в дополнительных мерах по увеличению ее устойчивости. Минимальный коэффициент запаса устойчивости данной конструкции стеллажа равен 6.12. Также проверена локальная устойчивость элемента стойки стеллажа. Минимальный коэффициент запаса в этом случае равен 4.52.

Проверка несущей способности наиболее нагруженных элементов конструкции показала, что все коэффициенты условий работы имеют значения меньше единицы, что допустимо и говорит о приемлемой работе элементов. Таким образом, можно сделать вывод о том, что несущая способность данных элементов конструкции обеспечена.

Обобщая полученные результаты, можно сделать вывод о том, что конструкция стеллажа способна нести прикладываемые к ней нагрузки, и не требует дополнительных мер по увеличению прочностных характеристик.

Рассмотренный проект соответствует российским нормам (ГОСТ 28766-90, СП 16.13330.2011, СП 20.13330.2011), а также европейским нормам (EN 15512:2009, FEM 10.2.02). Об этом свидетельствуют выводы, сделанные выше.

© ООО НТЦ "АПМ" 2018. Все права защищены
Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»