
货架是由钢结构焊接或衔接成一个整体的稳定结构,满足仓储货物存取需要。按不同的方法分类有很多种。目前按货物承载和使用要求的不同,将货架主要分类为:中型货架、重型货架、流利式货架、后推式货架、驶入式货架、阁楼货架、平台货架、穿梭式货架、自动化立体库等。
以下是按维朗工业设备(上海)有限公司的货架为规范案例做要求,阐述在设计与使用当中应该了解和注意的事项及主要的设计基准。
货架规划设计基本要考虑的要点会因使用目的不同而不同,主要综合归类如下:
1.1 明确需要规划的区域尺寸,有效使用空间、地面承载及地面平整度等
地面承载要求及计算方法:一般平库要求地面均载3吨/平方米,为分散货架支柱底部集中受力,可以在底脚下加U型槽,增大受力面积,减小压强。公司标准货架中,阁楼、后推式、平台、立库等的安装要特别注意测量地面水平并进行调整。
1.1.1 地面承载计算(初步概估)
假设货架自重为 A(含所有附件),货物载重为 B(满载),则(A+B)/库区有效面积 = 平均承载(考虑地震及冲击载荷,取1.2安全系数),还需依据立柱底板大小计算压强。
1.1.2 地面平整度要求
3米范围内为±10mm;自动化立库一般要求整个库区不大于±20mm。地面严重不平时(如100米内最大高度差大于40mm),报价需专案处理。可通过设计不同高度立柱、横梁挂片焊接高度差异、加垫片、加长膨胀螺丝等方式调整,必要时要求客户修整地平。
安装后验收标准之一为立柱垂直度,结合钢货架设计手册及实际使用,制定公司验收标准:
立柱高度 L 允许倾斜值 最大允许值
≤4米 L/200 —
8米 L/1000 —
>8米 L/1000 10mm
曲线图如图一(略)。
1.1.3 自动化立体库
一般要求地面均载6吨/平方米,平整度每平方米±3mm,具体以实际设计为准。验收标准:立柱最大垂直偏差不大于全高1/1000,且绝对值控制在10mm内。
特别说明:货架安装使用后,需严格控制基础不均匀沉降,出现异常立即停止使用并处理。若地面均载满足但局部受力不足,需在支柱组方向加U型槽分散压力。
1.2 货物及栈板规格
需清楚了解客户存放货物的规格或栈板规格及承载要求,作为设计规划基本依据。特殊货架还需注意栈板样式(单面、双面、九点式)和自身强度。
1.3 存取动向、存取方式、叉车通道等
复杂仓库需作为物流中心规划。叉车存取货架需知道通道宽度、承载及扬高。例如常用前移式叉车,通道2.8~3米,承载1.3~2.5吨,扬高3~11.8米。最高一层横梁上平面高度 = 叉车最高扬高 - 300mm。
1.5 设计选材及价格核算
维朗工业设备(上海)有限公司产品价格核算依照“维朗工业设备(上海)有限公司产品价格核算基准”,注意事项:
· 钢材价格随市场浮动,及时依据采购提供适时价格。
· 烤漆价格分单面、双面及壁厚>4mm不同情况。标准颜色为蓝色、橘色、灰色,其余为非标准色,价格提高。镀锌按重量核算。
· 用料原则:掌握市场材料规格,设计时考虑充分利用率,核算材料需计入余料(减去卖废料价钱)。
型材市场现货常用规格:
· 扁铁:5米、5.5米、6米(5.5米及6米居多)
· 方管及圆管:仅6米
· 角钢:<7号6米;≥7号有6米与9米;≥20号有6米、9米与12米
· 槽钢:<12号6米;≥12号有6米与9米;≥25号有6米、9米与12米
可定做,但受数量、交期、钢厂等影响,报价设计只考虑上述规格。
平板现货常用规格:
· 板厚<2.3t:1m×2m和1.25m×2.5m
· 板厚≥2.3t:1.27m×6m和1.51m×6m(实际利用率1.25m×5.98m和1.5m×5.98m)
· 花纹钢板(扁豆形/菱形):1.06m×6m和1.27m×6m
· 除常用1.2t、1.5t、1.8t、2.0t、2.3t外,特殊规格达10吨需与采购确认。
1.6 柱的选材
支柱组承载受第一层梁高度、相邻梁间距、每层承载、总高度、横斜补间距等影响。弱轴方向(货架片深度方向)变形主要在横斜补连接点中间,可通过加交叉横斜补或减小间距增加承载。强轴方向(平行横梁方向)变形在无横梁或拉杆连接处,可通过加水平拉杆或减小横梁间距增加承载。具体参数参考支柱组弱轴承载表。
(图二、图三示意略)
当支柱片斜杆、水平杆与框架相交时,要求L2/L1≤0.15;斜杆与水平杆相交时,L4/L3≤0.12。对不易精确计算的组装式货架,应通过试验证明即使某外立柱丧失承载能力,货架仍能直立不倒。可用ETABS或SAP2000验证整体稳定性(大陆地震一般考虑7级)。
1.7 梁的选材
《钢货架结构设计规范》规定计算托盘梁挠度可不计竖向冲击,最大挠度不宜大于跨度1/200。公司结合规范及实际,规定不同长度梁取不同挠度值,并考虑1.2倍安全系数。
货架类型 横梁长度 mm 挠度允许值 允许最大变形量
中型架 — 1/250 ≤10mm
重型架 L≤2700 1/200 ≤12mm
2700<L≤3300 1/250 ≤12mm
3300<L≤3600 1/300 ≤12mm
横梁跨度>3600一般不推荐,若必须使用需用槽钢等替代。若长度≥3000且承载≥3吨/层,需在两只横梁间加拉杆或跨梁,挂片用3套M10×25的8.8级螺丝固定。
横梁失稳主要为刚度失稳(挠度超许用),但截面抗弯系数大或跨度小时也可能强度失稳(应力超许用),牌价表中横梁承载有限制。计算时两端铰接,增大安全系数。刚度按正常使用荷载q引起的最大挠度y衡量,需满足y/L≤[y/L],[y/L]≤1/200。简支梁均载公式:y/L = 5qL⁴/(384EI)。
1.8 货架安全性考虑
公司主要构件选材有标准依据,超出标准需特别注意。立柱承载不足可通过加柱套、交叉横斜补加固;整体稳定性可通过背拉杆、水平拉杆、壁连杆、天杆、加强立柱等达到。双排货架间通常有连杆,高度H/深度D>4倍的单排需考虑稳定性。
外力影响最大,要求客户规范使用,避免碰撞。通道两边加护脚或端部加护栏(橘色或黄色醒目)。所有装置在醒目处设永久标牌,标明最大单元荷载、每层最大均布荷载。
1.9 货架表面处理
所有部件采用静电粉末喷涂(喷塑),外观美观耐用,符合GB8932-88及GB9266-88,漆膜厚度≥45μm,附着力达GB92865-88 0级。特殊部件镀锌时,体积大或窄缝结构不利酸洗的不适合镀锌。部分可用镀锌板直接制作(如分格板、侧封板)。
· 工艺:脱脂→酸洗→磷化→预烘干→静电喷涂→固化流平→冷却
· 标准色:蓝色(重型立柱、连杆等)、橘色(重型横梁、跨梁、护脚等)、灰色(中型架立柱、横梁、配件、楼板等)
· 工艺孔:所有烤漆件需有工艺孔,一般¢10。
常温下保护层可提供10年以上保护,除非碰撞或误用。腐蚀环境需特殊处理。
2.0 常用术语及含义
(保留原文所有术语定义,此处略,完整内容见原文档)
2.1 编制依据的主要资料及标准
· 《机械设计师手册》,机械工业出版社,2000.12
· 《机械工程材料手册》机械工业出版社,2003.1
· 《钢货架结构设计规范》CECS23:90
· 《钢结构设计规范》GB 50017-2003
· 《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB 50018-2002
· FEM静力钢托盘货架设计,2001.4
· 维朗工业设备(上海)有限公司内部标准