Как рассчитать конструкцию обычного стеллажа для поддонов
Какие силы нужно учитывать при проектировании металлических стеллажей для поддонов? Как проверить, выдержит ли конструкция все нагрузки? Эти и другие вопросы должны быть учтены при проектировании стеллажа, чтобы обеспечить его стабильность и устойчивость.
Исходные требования к конструкции
Они регламентируются ГОСТ Р 55525-2013, а также европейским стандартом DIN EN 15512. Эти нормативные документы определяют требования к конструкции, ограничения по использованию (селективность), а также диапазон сталей, из которых можно изготавливать стеллажные конструкции.
Нормирование распространяется только на промышленные стеллажи статического принципа действия. Оно предусматривает:
- Производство конструкций только из холоднокатаного стального проката;
- Проверку стеллажа по условиям прочности;
- Ограничения по собственному весу – не более 5% от груза, хранящегося на стеллаже.
Этот тип установки грузов на поддонах должен быть универсальным и легко адаптироваться к различным типам нагрузок. По этой причине соединения между основными частями конструкции должны быть регулируемыми, а также быстро и легко собираться. Стойки стальных стеллажей обычно имеют перфорацию по всему профилю,
а поперечные скрепляющие балки предусматривают соединительные элементы в виде крючков или пазов, которые входят в перфорацию стоек.
Составляющие промышленного стеллажа, подлежащие расчёту
Моделированию (иногда – компьютерному) и анализу подвергают следующие элементы конструкции:
- Рамы, представляющие собой вертикальные части, состоящие из двух стоек, соединенных балками и поперечинами;
- Стойки - детали из тонкого листового металла с плоским или объёмным профилем,
(рассчитываются на предельные деформации и провисание по типу скручивания);
- Балки - горизонтальные элементы, которые несут нагрузку поддонов. Они, как правило, имеют на концах соединители для крепления к стойкам рамы;
- Соединители: детали, приваренные к концам балок, чтобы прикрепить их к стойкам. Они оснащаются крючками, которые входят в перфорацию стоек.
Расчет ведётся методом конечных элементов и выполняется в два этапа. Вначале выполняется общий анализ конструкции с использованием 2D-моделей. Моделируется фактическое поведение соединения между вертикальными балками и каркасом.
На втором этапе производится индивидуальная проверка деталей, в ходе которой устанавливаются фактические значения изгиба нагруженных элементов конструкции и натяжение деталей, составляющих стеллаж. Проверяются:
- Общая устойчивость установки;
- Напряжённое состояние рам: стойки и диагоналей;
- Опорные плиты: давление на плиту и анкера;
- Балки: на коробление;
- Разъёмные соединения.
По результатам расчёта выдаётся техническое задание на разработку металлического стеллажа.