ЭКОМЕТ. Расчет вертикальных стоек и горизонтальных балок паллетных стелажей

Методика расчета вертикальных стоек и горизонтальных балок паллетных (фронтальных) стеллажей на изгиб и прочность

Современные ГОСТы на сборно-разборные системы хранения требуют точных расчетов несущей способности их элементов.

Трудно недооценить значение складов для современной логистики, потому что именно эти помещения позволяют сосредоточить в одном месте определенный объем востребованных грузов, осуществить хранение доставленного товара и эффективно снабжать им потребителя по мере востребования. Они позволяют снизить сроки доставки продукции, а также оптимизировать работу логистического транспорта.

Конечно же, груз необходимо на чем-то хранить, чтобы исключить его повреждение под влиянием человеческого фактора или внешней среды. Такое складирование производится на стеллажах – специальных конструкциях, собранных из укрепленных на вертикальных стойках многоярусных настилов. Эти конструкции оптимально приспособлены к минимально возможному размеру занимаемой ими полезной площади помещения, а также обеспечению удобного доступа к хранящимся товарам.

Стеллажи, смонтированные на складах, подразделяют на следующие типы:

  • Полочные. Применяются в основном для хранения штучных единиц продукции на многономенклатурных объектах.
  • Передвижные. Используются в небольших помещениях, где нужно осуществить создание классифицированной системы предметов, например для обустройства архивов.
  • Консольные. Обычно нужны для длинномерных товаров, либо негабаритных вещей.
  • Паллетные.

Последний тип весьма удобен для хранении груза на поддонах. Стеллажи для паллетного хранения, по их конструктивным особенностям, разделяют на стеллажи для поддонов фронтальные и глубинные. Первые намного удобней в использовании, отличаются широкой универсальностью и потому повышают эксплуатационные показатели склада. Глубинные же адаптированы под однотипные стандартизированные грузы и наиболее эффективную загруженность таким товаром складской площади.

Основные методы расчета на прочность и изгиб вертикальных стоек и горизонтальных балок паллетных стеллажей

Такой расчет может быть произведен согласно требованиям ГОСТ 28766-90, СНиП II-23-81, а также европейских (FEM10.2.02) нормативов. В целом отличия в этих двух методиках незначительны, исключение составляют лишь отдельные требования к базовым параметрам. По европейским нормативам при расчете конструкций балок применяется более высокое значение коэффициента на запас прочности изделия, а также выбираются наименьшие перемещения узлов стеллажа.

Основные критерии, используемые при технологическом расчете складских стеллажей:

  • Прочность. При заданных проектом нагрузках возникновение в конструктивных элементах внутренних напряжений не должно увеличиться выше уровня расчетного сопротивления материала, примененного для их изготовления.
  • Жесткость. Сумме наибольших перемещений конструктивных элементов не допускается превышать заданный проектом предел. В частности, при упругом прогибе стеллажная полка (под воздействием веса нагрузки) не должна опуститься ниже 1/200 длины такой балки.
  • Устойчивость. Задается требованиями СП 16.13330.2011.

Рассчитывая прочность конструктивных элементов фронтальных стеллажей, важно принять во внимание поведение перфорированных профилей незначительной толщины, склонных к повышенному изгибу. Проверка на прочность и определение устойчивости этих деталей производится на основе геометрических характеристик эффективной площади поперечного сечения узла, принятых в расчет без изучения сжатых нагруженных участков. Для определения полезной рабочей площади стоек и балок обязательно нужно учесть реальное запаздывание процесса сдвига.

Эффективные площади сечения стоек в российских методиках не определяются, однако они учтены в европейском расчете. Это представляет собой весьма трудоемкую задачу, а для некоторых узлов вообще неприменимую ввиду невозможности ее использования. Альтернативным вариантом в данном случае будет моделирование элементов стойки посредством пластин, а затем проведение анализа этой модели. По EN15512 тонкие профильные элементы открытого типа значительно склонны к местной утрате своей устойчивости, а также деформации вида поперечного сечения.

Расчет на изгиб по СНиП II-23-81 осуществляют для балок с шарнирным опиранием, принимая коэффициент надежности по нагрузке (КНН) равным 1,2. А по требованиям EN15512/FE20.2.02 расчет осуществляют для полушарнирного опирания, учитывая КНН 1,4.

Возможно, никто не усомнится в актуальности расчетов на прочность и изгиб стеллажных элементов, потому как от деятельности складов зависит развитие и функционирование современного рынка. Экономичность проектирования таких конструкций (вместе с повышением уровня их безопасности) заставляет постоянно совершенствовать методики расчета их узлов и элементов. Поэтому данное инженерное направление ныне пребывает в постоянном развитии.