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仓储地面承载力的设计验证与案例分析

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发表于 2020-1-18 13:33:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
地面承载能力是否满足要求,需要查阅土建资料和计算分析来判定,此项工作涉及工艺流程规划、机械结构和土建等专业知识,较为复杂。本文通过研究分析物流仓储设备荷载类型、建筑结构荷载规范及混凝土结构设计规范,结合长期从业经验,总结出物流仓库地面承载力计算方法,并应用于实际工程案例。


物流仓储设备种类繁多,不同的设备对地面形成的荷载类型及对地面的承载要求不尽相同,因承载超限而出现地面破坏的形式多种多样。地面承载能力是否满足要求,需要查阅土建资料和计算分析来判定,此项工作涉及工艺流程规划、机械结构和土建等专业知识。要做到计算科学合理、分析到位、安全裕度恰当,较为困难。一般情况下,计算设备平均荷载比较容易,但对于地面受冲切承载力计算时往往束手无策。

本文通过研究分析物流仓储设备荷载类型、建筑结构荷载规范及混凝土结构设计规范,结合长期从业经验,总结出物流仓库地面承载力计算方法,并应用于实际工程案例。

物流自动化升级改造的仓储库房分为旧库房利用和新建库房两种情况。对已有库房建筑,在项目的流程规划阶段,需要判定地面承载能力是否满足新物流设备的要求。对于新建库房建筑,只需对土建提出承载要求即可。本文主要针对已有旧库房利用的情况,以内蒙古自治区一个自动化立体库技改项目为例,按照收集土建资料、确定仓储荷载、地面承载验算及评价结论的流程进行。

一、库房地面概况
内蒙古自动化立库项目要求将原堆放发动机、机械零部件等的地堆库改造成自动化堆垛机立体库。
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库房地面为C20素混凝土浇筑(如图1),地面伸缩缝间距6m地面伸,混凝土浇筑厚度150mm~160mm,素混凝土下部有100mm碎石垫层,地面设计平均承载7t/m2。以上土建参数是双方技术交流时口头介绍的,因库房建设年代较早,客户提供不出详细土建资料,为此现场地面取样芯证实与口头提供的土建参数基本吻合,如图2。
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二、改造后的仓储设备组成与荷载分布
技术改造后的自动化堆垛机立体库长115m,宽42m,双托盘货位,货架高7.1m,5层,局部布局如图3。
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立体库区荷载由货架、托盘单元储物及堆垛机三部分组成。库房地面承受的这三部分荷载统称为可变荷载。

每个托盘单元的额定荷载1.5t,平均每托盘货位结构件自重40kg,中间立柱每个柱脚承受的荷载为5个单元托盘荷载加上5个托盘货位自重,单个柱脚承载共计7.7t。

堆垛机自重6t,行走轮间距4m。堆垛机工作时,行走启停、空载满载、提升启停等使得对地面的压力荷载大小和作用位置不断变化。堆垛机的行走和提升启停均采用S曲线控制技术,启停平稳无冲击,最大加速度0.5m/s2。

三、结论及异常情况处理
通过设计验算及分析,结论及异常处理要点归纳如下:

1.内蒙自动化立体库项目地面平均承载符合要求;柱脚底板减小到150×100(mm)时,冲切承载及抗压承载均符合要求,达到安全又经济的效果。

从指标计算结果看出,混凝土抗压能力一般富裕度很大,常规设计验算可不考虑这项指标的验算。

2.若平均承载能力不满足要求时,需要减小荷载或依据《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)对地面或楼面进行加固等。如在原有地面上增加砼厚度来提高地面平均承载力;当仓库位于二层时,在楼板下表面粘接碳纤维来提高楼面平均承载力等加固措施来提高平均承载力。

3.若冲切载荷不满足承载要求时,可以通过加大货架柱脚底板面积或在地面(楼面上)上增加整体钢结构承载网格;对新建库房建筑,可采取增加混凝土厚度或混凝土地面配筋等措施来解决。

4.自动化立体库对地面的不均匀沉降要求<均匀沉降要求。如果基础下部是原土,没有坑或河沟等回填,不用考虑不均匀沉降超标的问题。若局部有回填,不均匀沉降就需要引起足够重视,库房投入使用后要增加定期沉降观测,适时采取应对措施。一般经过6-8个月,基础趋于稳定后,需要对货架柱脚重新调平。若地面发生不均匀沉降严重超标,就需要请专业人员进行处理。该项指标取决于地基及地面基础制作,不在本文计算范围之内。

5.该项目已交付使用,地面承载计算都得到验证。


文|普天物流技术有限公司
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