【摘要】：在良好的宏觀經(jīng)濟(jì)背景下,我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)需求持續(xù)增長(zhǎng),特別是在“互聯(lián)網(wǎng)+高效物流”理念的指導(dǎo)下,如何有效地提高倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性逐漸成為行業(yè)的熱點(diǎn)。作為物流倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛的主流產(chǎn)品,多層鋼貨架在存取貨物時(shí)使用叉車頻繁,在叉車意外撞擊下易引發(fā)鋼貨架連續(xù)倒塌,此類事故將危機(jī)人身安全和財(cái)產(chǎn)損失。然而國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范中有關(guān)抗連續(xù)倒塌的條文并不太適用于鋼貨架結(jié)構(gòu),相關(guān)研究成果尚不多見(jiàn)。因此,本文重點(diǎn)研究叉車沖擊作用下鋼貨架結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的破壞機(jī)理及動(dòng)力響應(yīng),并給出抗倒塌方案。本文首先介紹并確定了結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的分析方法和結(jié)構(gòu)失效破壞的判斷準(zhǔn)則。在此基礎(chǔ)上明確了本文數(shù)值模擬的主要流程,同時(shí)基于牛頓經(jīng)典力學(xué)中動(dòng)量守恒和能量守恒關(guān)系,對(duì)叉車撞擊貨架的過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要的彈性碰撞理論分析。接著,本文在合理的分析方法的基礎(chǔ)上建立精細(xì)化的鋼貨架和新型叉車簡(jiǎn)化模型�；诒菊n題組完成的框桁式鋼貨架結(jié)構(gòu)推覆試驗(yàn),分別建立相應(yīng)鋼貨架多尺度和桿系非線性有限元模型,比對(duì)數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了鋼貨架多尺度和桿系有限元模型的準(zhǔn)確性和建模所用單元及連接的合理性,同時(shí)對(duì)比了多尺度和桿系有限元模型的計(jì)算精度及效率,確定了本文采用高效桿系非線性模型。此外,基于Benoit P.Gilbert完成的叉車靜力與動(dòng)力試驗(yàn),構(gòu)建新型叉車簡(jiǎn)化模型,考慮叉車對(duì)鋼貨架沿巷道向的沖擊作用,建立叉車有限元模型,通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了該叉車簡(jiǎn)化模型的有效性。其次,在合理的連續(xù)倒塌分析方法、準(zhǔn)確有效的鋼貨架建模方法與叉車模型的基礎(chǔ)上,展開(kāi)參數(shù)化分析工作,參數(shù)化分析的因素包括:撞擊方向、撞擊速度、立柱的水平位置、裝載的貨物質(zhì)量和撞擊高度,揭示了鋼貨架結(jié)構(gòu)在叉車沖擊作用下的倒塌破壞機(jī)理及動(dòng)力響應(yīng),并將撞擊得到的動(dòng)力響應(yīng)與國(guó)外規(guī)范中抗連續(xù)倒塌靜力分析方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn):規(guī)范中抗連續(xù)倒塌靜力分析方法偏不安全,主要由于規(guī)范中倒塌分析的荷載組合不適用于鋼貨架結(jié)構(gòu)。參數(shù)化分析結(jié)果表明:叉車撞擊的方向?qū)︿撠浖軟_擊響應(yīng)影響較小;鋼貨架沖擊響應(yīng)與叉車撞擊速度呈現(xiàn)正相關(guān)的規(guī)律;相比角柱,撞擊鋼貨架的邊柱對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)影響較大;鋼貨架的動(dòng)力響應(yīng)受叉車裝載的貨物質(zhì)量的大小影響較小;撞擊立柱的抗側(cè)向撞擊剛度較弱區(qū)域得到的撞擊力較小但是位移峰值較大。最后,以參數(shù)化分析時(shí)的組裝式鋼貨架為原型,提出了兩種鋼貨架結(jié)構(gòu)抗倒塌的方案:使用隔減震支座和調(diào)整斜橫撐及隔撐短梁。針對(duì)兩種方案調(diào)整后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模計(jì)算,驗(yàn)證這兩種方案的有效性。同時(shí)從組裝式鋼貨架全生命周期的角度出發(fā),分別對(duì)鋼貨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造、安裝及后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)環(huán)節(jié)提出相應(yīng)的抗倒塌措施。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH242
【圖文】：

國(guó)內(nèi)零售行業(yè)由于受電商的沖擊，逐漸從高速擴(kuò)張期步入發(fā)展調(diào)整期。為此零售商逐漸轉(zhuǎn)向零售行業(yè)的藍(lán)海領(lǐng)域——倉(cāng)儲(chǔ)式超市。倉(cāng)儲(chǔ)式超市，如圖 1.1 所示，采用倉(cāng)庫(kù)和賣場(chǎng)合二為一的銷售方式大量吸引顧客買貨。隨著國(guó)內(nèi)私家車擁有量的不斷提高，宜家等倉(cāng)儲(chǔ)式超市的消費(fèi)方式逐漸成為人們的生活消費(fèi)方式。多層鋼貨架則是倉(cāng)儲(chǔ)式超市中應(yīng)用最為廣泛地貨架類型，配套叉車使用，有效地提高超市運(yùn)營(yíng)的工作效率。然而倉(cāng)儲(chǔ)超市運(yùn)營(yíng)時(shí)，貨架間人流密集，一旦發(fā)生事故將會(huì)嚴(yán)重威脅到人員生命安全。根據(jù)制造生產(chǎn)方式來(lái)分，貨架可分為焊接式貨架和組裝式貨架。其中，在國(guó)內(nèi)的各種倉(cāng)儲(chǔ)貨架系統(tǒng)中，組裝式貨架應(yīng)用最為廣泛。如圖 1.2 所示，組裝式貨架采用方便的單元化托盤存取方式，存取貨物方便快捷，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，是最通用的貨架類型。為了達(dá)到高效物流的目標(biāo)，目前對(duì)貨架上貨物的存取提出了較高的要求，通常貨物存取方式有人工存取和機(jī)械存取兩種。對(duì)于重型組合貨架，應(yīng)用亮點(diǎn)在于需要配套使用叉車。由于叉車的裝卸配合，不可避免地會(huì)與貨架的構(gòu)件發(fā)生碰撞，大大增加了貨架發(fā)生倒塌的概率。倉(cāng)庫(kù)貨架作為存取貨物的保障，一旦發(fā)生倒塌不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)人員生命安全也會(huì)產(chǎn)生巨大的威脅。

國(guó)內(nèi)零售行業(yè)由于受電商的沖擊，逐漸從高速擴(kuò)張期步入發(fā)展調(diào)整期。為此零售商逐漸轉(zhuǎn)向零售行業(yè)的藍(lán)海領(lǐng)域——倉(cāng)儲(chǔ)式超市。倉(cāng)儲(chǔ)式超市，如圖 1.1 所示，采用倉(cāng)庫(kù)和賣場(chǎng)合二為一的銷售方式大量吸引顧客買貨。隨著國(guó)內(nèi)私家車擁有量的不斷提高，宜家等倉(cāng)儲(chǔ)式超市的消費(fèi)方式逐漸成為人們的生活消費(fèi)方式。多層鋼貨架則是倉(cāng)儲(chǔ)式超市中應(yīng)用最為廣泛地貨架類型，配套叉車使用，有效地提高超市運(yùn)營(yíng)的工作效率。然而倉(cāng)儲(chǔ)超市運(yùn)營(yíng)時(shí)，貨架間人流密集，一旦發(fā)生事故將會(huì)嚴(yán)重威脅到人員生命安全。根據(jù)制造生產(chǎn)方式來(lái)分，貨架可分為焊接式貨架和組裝式貨架。其中，在國(guó)內(nèi)的各種倉(cāng)儲(chǔ)貨架系統(tǒng)中，組裝式貨架應(yīng)用最為廣泛。如圖 1.2 所示，組裝式貨架采用方便的單元化托盤存取方式，存取貨物方便快捷，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，是最通用的貨架類型。為了達(dá)到高效物流的目標(biāo)，目前對(duì)貨架上貨物的存取提出了較高的要求，通常貨物存取方式有人工存取和機(jī)械存取兩種。對(duì)于重型組合貨架，應(yīng)用亮點(diǎn)在于需要配套使用叉車。由于叉車的裝卸配合，不可避免地會(huì)與貨架的構(gòu)件發(fā)生碰撞，大大增加了貨架發(fā)生倒塌的概率。倉(cāng)庫(kù)貨架作為存取貨物的保障，一旦發(fā)生倒塌不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)人員生命安全也會(huì)產(chǎn)生巨大的威脅。

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文構(gòu)的抗連續(xù)倒塌逐漸受到重視，一度成為人們討論和關(guān)注的焦點(diǎn)。1968 年英國(guó)的 Ronan Point 公寓因煤氣爆炸而導(dǎo)致連續(xù)倒塌破壞，結(jié)構(gòu)的抗倒塌能和設(shè)計(jì)方法受到廣泛的重視。Ronan Point 公寓發(fā)生倒塌，如圖 1.3 所示，主要原因公寓的第 18 層角部房間發(fā)生燃?xì)獗�，爆炸使結(jié)構(gòu)外部側(cè)墻發(fā)生破壞，而這些外部墻是該角部房間的唯一豎向支撐構(gòu)件，外部側(cè)墻失效造成的局部破壞使得預(yù)制樓板與向構(gòu)件間的連接失效，故而使得上部結(jié)構(gòu)發(fā)生豎向倒塌，同時(shí)產(chǎn)生沖擊和堆載作用，成下部結(jié)構(gòu)發(fā)生后續(xù)倒塌，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)角部發(fā)生豎向破壞，層數(shù)較高的地方還發(fā)生向部分的破壞[2]。Ronan Point 公寓倒塌事故讓人們逐漸認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)需要足夠的冗余度抵抗意外事件造成的內(nèi)力充分布，以此避免連續(xù)倒塌的發(fā)生。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

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本文編號(hào)：2776758