پروژه انبار پیش ساخته لجستیک پرو: طرح تحلیل و طراحی ساختاری

پروژه انبار لجستیک پرو: طرح تحلیل و طراحی ساختاری

 

 

این پروژه یک انبار لجستیک در پرو با هواپیمای اصلی ذوزنقه ای است. پارامترهای ابعادی هسته عبارتند از: عرض 80.59 تا 114.1 متر (دو ضلع موازی ذوزنقه)، طول در 190 متر و ارتفاع ساختمان در 15.2 متر. دهانه سازه 23 تا 24 متر و فاصله ستون (فاصله بین هر دهانه) 22 متر است. طرح اصلی مشتری ساختار خرپایی را اتخاذ کرد. بر اساس اندازه دهانه، ویژگی های بار و الزامات استفاده از انبار لجستیک، CBC یک ساختار شبکه را به مشتری پیشنهاد می کند. که می تواند کاملاً نیازهای مشتریان را برآورده کند و مصرف کلی فولاد را کاهش دهد.

 

 

ساختار خرپایی یک سیستم باردار{0}مسطح نیروی است که عمدتاً از آکوردهای بالایی، آکوردهای پایینی و اعضای وب تشکیل شده است. ویژگی‌های تحمل نیروی آن در صفحه متمرکز است: وترهای بالایی فشار را تحمل می‌کنند، وترهای پایینی کشش را تحمل می‌کنند، و اعضای شبکه (اعضای مورب و اعضای عمودی) نیروی برشی را منتقل می‌کنند. بار کلی توسط نیروی محوری اعضا متعادل می شود. همراه با پارامترهای پروژه، تحمل نیروی آن محدودیت‌های آشکاری دارد:

1. سازگاری دهانه ناکافی: دهانه این پروژه به 23 ~ 24 متر می رسد که به رده دهانه متوسط ​​تعلق دارد (طبق مشخصات فنی برای سازه های شبکه فضایی JGJ 7-2010، دهانه متوسط ​​30 متر ~ 23 ~ 60 متر فاصله نزدیک تا 2 ~ 4 متر است). برای ساختار خرپایی زیر این دهانه، لازم است اندازه بخش آکوردها و اعضای وب را به میزان زیادی افزایش داد تا نیازهای استحکام و پایداری را برآورده کند، که احتمالاً منجر به اضافه شدن اعضای، افزایش وزن و اقتصاد ضعیف می شود.

2. نیروی فضایی نامتعادل: صفحه انبار ذوزنقه ای است. به عنوان یک ساختار مسطح، خرپا برای انطباق با توزیع نیروی فضایی صفحه ذوزنقه ای دشوار است، و تمرکز تنش موضعی احتمالاً رخ می دهد (به ویژه در ناحیه انتقال عرض ذوزنقه ای). در عین حال، بارهای نامتقارن که ممکن است در انبار لجستیک وجود داشته باشد، مانند بارهای پشته‌ای پشت بام و بارهای تجهیزات، نیروی هوایی خرپا را بیشتر تشدید می‌کند و به سیستم‌های پشتیبانی اضافی نیاز دارد و پیچیدگی طراحی را افزایش می‌دهد.

3. سفتی کلی ناکافی: سفتی ساختار خرپایی عمدتاً به عملکرد مشترک اعضا در صفحه بستگی دارد و سختی خارج از صفحه ضعیف است. تحت بار باد و عمل لرزه ای (پرو در یک منطقه لرزه ای واقع شده است، بنابراین نیازهای لرزه ای باید در نظر گرفته شود)، ایجاد انحراف زیاد و جابجایی افقی آسان است که بر ایمنی انبار تأثیر می گذارد. تکیه گاه های مقاوم در برابر جابجایی جانبی اضافی مورد نیاز است که دشواری و هزینه ساخت را افزایش می دهد.

 

 

ساختار شبکه یک ساختار سیستم میله‌ای فضایی است که با اتصال چندین میله از طریق گره‌ها بر اساس قانون خاصی و پیروی از الزامات مربوط به مشخصات فنی سازه‌های شبکه فضایی JGJ 7-2010 شکل می‌گیرد. مشخصه باربر آن نیروی تعاونی فضایی است که برای این پروژه مناسب تر از سازه خرپایی است. تجزیه و تحلیل نیروی ویژه به شرح زیر است:

1. شکل تحمل نیروی معقول‌تر-: ساختار شبکه یک سیستم استاتیکی با مرتبه بالا- نامشخص است و گره‌ها لولایی فرض می‌شوند. میله ها عمدتاً کشش یا فشار محوری را بدون گشتاور خمشی و نیروی برشی آشکار تحمل می کنند. نیرو یکنواخت است و مسیر انتقال نیرو واضح است، که می تواند به خواص کششی و فشاری فولاد بازی کامل بدهد، بار نیروی یک میله را به طور موثر کاهش دهد و با نیاز دهانه 23 تا 24 متر سازگار شود.

2. سازگاری فضایی قوی: برای صفحه ذوزنقه ای، طرح شبکه را می توان بهینه کرد (استفاده از سیستم هرم مثلثی یا سیستم هرم چهار گوش) برای انطباق با تغییر تدریجی عرض از 80.59 متر به 114.1 متر، اجتناب از تمرکز تنش موضعی. در عین حال، ویژگی‌های باربری نیروی فضایی{3}} آن را قادر می‌سازد تا به طور مؤثر بارهای نامتقارن (مانند بارهای پشته‌ای سقف و بارهای تجهیزات) را بدون نیاز به اضافه کردن تعداد زیادی تکیه‌گاه خارجی-از-هواپیما پراکنده کند و یکپارچگی سازه قوی‌تر است.

3. سفتی و پایداری عالی: میله‌های ساختار شبکه‌ای در هم تنیده شده‌اند تا یک سیستم باربری-نیروی فضایی سه بعدی- را تشکیل دهند و سختی کلی بسیار بیشتر از ساختار خرپایی است. تحت بار باد و عمل لرزه ای، انحراف و جابجایی افقی را می توان در محدوده مجاز توسط مشخصات کنترل کرد (طبق مشخصات، انحراف تحت بار زنده سقف نباید از 1/250 دهانه تجاوز کند). در عین حال، هرم مثلثی، به عنوان کوچکترین واحد هندسی ثابت که ساختار فضایی را تشکیل می دهد، می تواند پایداری کلی سازه را بدون نیاز به راه اندازی یک سیستم مقاوم در برابر جابجایی جانبی پیچیده بهبود بخشد.

4. سازگاری بار: همراه با ویژگی های بار انبار لجستیک (بار مرده سقف، بار زنده، بار گرد و غبار و بار تجهیزات احتمالی)، ساختار شبکه می تواند با تقسیم منطقی اندازه شبکه، بار را به طور مساوی به تکیه گاه ها منتقل کند، و از آسیب ساختاری ناشی از بار محلی بیش از حد جلوگیری کند. در عین حال، می تواند الزامات استحکامات لرزه ای را برآورده کند و عمل لرزه ای با روش طیف پاسخ برهم نهی حالت محاسبه می شود تا از ایمنی سازه در شرایط لرزه ای اطمینان حاصل شود.

 

 

همراه با اندازه ذوزنقه ای، دهانه و بار مورد نیاز این پروژه، ساختار شبکه از یک شبکه هرمی چهار ضلعی دو لایه استفاده می کند (مناسب برای صفحه ذوزنقه ای، با ساختار ساده، نیروی یکنواخت و مناسب برای تولید کارخانه و نصب-در محل). طراحی قاب فولادی از اصل "ایمنی و کاربرد، صرفه جویی و عقلانیت" پیروی می کند. طرح خاص به شرح زیر است (همه مواد مطابق با استانداردهای محلی پرو و ​​استانداردهای ملی انتخاب می شوند و فولاد Q355B برای تعادل استحکام و اقتصاد ترجیح داده می شود):

 

1. طرح شبکه: یک شبکه هرمی چهار ضلعی دو لایه، با اندازه شبکه 2.5 × 2.5 متر (مناسب برای فاصله ستون 22 متر برای اطمینان از نیروی یکنواخت میله ها) اتخاذ شده است. تعداد شبکه‌ها در انتهای باریک ذوزنقه (عرض 80.59 متر) 32×76 (جهت عرض × جهت طول) و تعداد شبکه‌ها در انتهای پهن (عرض 114.1 متر) 46×76 است. ناحیه انتقال شیب عرض را با تنظیم زاویه شبکه برای جلوگیری از تمرکز تنش متوجه می شود.

2. ارتفاع شبکه: همراه با دهانه 23 ~ 24 متر، ارتفاع شبکه 2.2 متر است (نسبت ارتفاع{4}}در حدود 1/11 است، که مطابق با الزامات "ارتفاع-نسبت دهانه شبکه می تواند 1/18~1/10 باشد، با توجه به محدودیت و ساختار ساختمان، مطابق با محدودیت ها و ساختار ساختمان) است. ارتفاع 15.2 متر

3. طراحی پشتیبانی: شکل ترکیبی پشتیبانی محیطی و پشتیبانی نقطه ای اتخاذ شده است. تکیه گاه ها در انتهای باریک، انتهای پهن و هر دو طرف جهت طول قرار می گیرند. تکیه گاه ها تکیه گاه های کشویی PTFE هستند (در راستای الزامات ساختاری جدید مشخصات)، که می توانند به طور موثر تنش دما را آزاد کنند و نیروهای عمودی و افقی را همزمان منتقل کنند. گره های پشتیبانی گره های گوی توخالی جوش داده شده را برای اطمینان از قابلیت اطمینان اتصال اتخاذ می کنند.

 

با توجه به تجزیه و تحلیل نیرو، بخش میله از لوله فولادی دایره ای (ویژگی های مقطع متقارن، نیروی یکنواخت، پردازش و اتصال آسان) استفاده می کند. اندازه مقطع میله ها در قسمت های مختلف به شرح زیر است (ترکیب با نتایج محاسبه نیروی داخلی، مطابق با الزامات استحکام، سختی و پایداری):

وتر بالا: فشار خرس. با توجه به نیروی داخلی، لوله های فولادی مدور φ168×6 (انتهای باریک و ناحیه انتقال) و φ180×8 (منطقه با نیروی زیاد در انتهای عریض) انتخاب می شوند. نسبت باریکی در 150 کنترل می شود تا نیازهای پایداری اعضای فشرده سازی را برآورده کند.

وتر پایین: تنش خرس. لوله های فولادی مدور φ159×6 (انتهای باریک) و φ168×6 (انتهای عریض) انتخاب شده اند. نسبت باریکی در 200 کنترل می شود تا نیازهای سختی اعضای کششی را برآورده کند و بررسی پایداری لازم نیست (فقط بررسی استحکام لازم است).

اعضای وب (اعضای مورب و اعضای عمودی): انتقال نیروی محوری، با نیروی نسبتاً کم. لوله های فولادی مدور φ114×4 (مساحت عمومی) و φ127×5 (منطقه انتقال با نیروی زیاد) انتخاب می شوند. زاویه بین عضو مورب و وتر بین 40 درجه تا 60 درجه کنترل می شود تا از راندمان انتقال نیرو اطمینان حاصل شود.

گره ها: گره های کروی توخالی جوش داده شده پذیرفته می شوند. قطر کره با توجه به تعداد میله ها و اندازه مقطع تعیین می شود و φ200×8 (گره های عمومی) و φ250×10 (گره های پشتیبانی با نیروی زیاد) انتخاب می شوند. مصرف فولاد گره ها در حدود 18 درصد از کل مصرف فولاد شبکه کنترل می شود که مطابق با سطح متعارف صنعت است.

 

ترکیب با مساحت ذوزنقه ای، طرح شبکه و اندازه مقطع، با در نظر گرفتن میزان مصرف فولاد گره ها و متعلقات اتصال (پیچ، جوش) (محاسبه 10 درصد کل فولاد مصرفی)، کل فولاد مصرفی سازه شبکه ای این پروژه به صورت زیر محاسبه می شود (به استثنای ساختار فونداسیون و ستون، فقط برای قسمت شبکه):

وتر بالا: طول کل حدود 3860 متر است. وزن هر متر لوله فولادی φ168×6 24.7 کیلوگرم و وزن هر متر لوله فولادی φ180×8 35.8 کیلوگرم است که در مجموع حدود 102.3 تن است.

وتر پایین: طول کل حدود 3720 متر است. وزن هر متر لوله فولادی φ159×6 22.6 کیلوگرم و وزن هر متر لوله فولادی φ168×6 24.7 کیلوگرم است که در مجموع حدود 85.7 تن است.

اعضای وب: طول کل حدود 7980 متر است. وزن هر متر لوله فولادی φ114×4 10.8 کیلوگرم و وزن هر متر لوله فولادی φ127×5 15.1 کیلوگرم است که در مجموع حدود 96.2 تن است.

گره ها و لوازم اتصال: کل مصرف فولاد حدود 28.4 تن است (محاسبه 10 درصد وزن کل میله های فوق).

کل مصرف فولاد شبکه: 102.3 + 85.7 + 96.2 + 28.4=312.6t. مصرف فولاد واحد حدود 18.2 کیلوگرم / ㎡ است (محاسبه شده بر اساس مساحت متوسط ​​صفحه ذوزنقه ای)، که با محدوده مصرف فولاد واحد معمولی سازه های شبکه دو لایه (15 ~ 20 کیلوگرم / ㎡) مطابقت دارد و اقتصاد خوبی دارد.

 

 

1. سازگاری دهانه بهتر: برای دهانه متوسط ​​23 ~ 24 متری، ساختار شبکه می تواند از نیروی محوری میله ها استفاده کامل کند، از اندازه بیش از حد مقطع میله ها جلوگیری کند، وزن خود را کاهش دهد و در مصرف فولاد صرفه جویی کند، که مقرون به صرفه تر از ساختار خرپایی است.

2. یکپارچگی فضایی قوی تر: ساختار شبکه یک سیستم فضایی سه بعدی است که می تواند بهتر با صفحه ذوزنقه ای انبار سازگار شود، تمرکز تنش موضعی را به طور موثری پراکنده کند، و سازگاری بهتری با بارهای نامتقارن (مانند بارهای پشته ای سقف)، بدون نیاز به اضافه کردن تعداد زیادی{3}طراحی{2}} دارد. ساختار و کاهش سختی ساخت و ساز

3. سفتی و پایداری بالاتر: در هم تنیدگی فضایی میله ها باعث می شود ساختار شبکه دارای سختی و پایداری کلی عالی باشد. تحت بار باد و عمل لرزه ای، تغییر شکل کوچک است، که بهتر می تواند الزامات ایمنی انبارهای لجستیک را برآورده کند (به ویژه با توجه به ویژگی های لرزه ای پرو)، و ایمنی عملیات بالاتر است.

4. ساخت و ساز راحت و دوره ساخت کوتاه: ساختار شبکه را می توان در کارخانه پیش ساخته، با دقت پردازش بالا و نصب ساده در سایت-. گره ها استاندارد شده اند، که برای مونتاژ و ساخت و ساز راحت است و می تواند به طور موثر دوره ساخت و ساز را کوتاه کند، که برای تقاضای ساخت و ساز انبارهای تدارکات در مقیاس بزرگ-مناسب است.

5. دوام خوب و نگهداری آسان: بخش لوله فولادی دایره ای به راحتی گرد و غبار و آب را جمع نمی کند، و پس از درمان ضد خوردگی، مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد. ساختار ساده است، تعداد قطعات آسیب پذیر کم است، و هزینه نگهداری بعدی کم است، که مطابق با تقاضای عملیات طولانی مدت انبارهای لجستیک است.

 

 

1. طراحی اولیه و هزینه پردازش بالاتر: ساختار شبکه یک سیستم فضایی است، طراحی پیچیده تر است و نیاز به دقت پردازش گره بالاتر است. گره های گوی توخالی جوش داده شده هزینه پردازش بالاتری نسبت به گره های خرپایی دارند که منجر به طراحی اولیه و هزینه پردازش بالاتر می شود.

2. الزامات بالاتر برای فناوری ساخت و ساز: نصب{1} سازه شبکه در محل به تجهیزات بالابر حرفه ای و تیم های ساختمانی نیاز دارد و دقت نصب گره ها و میله ها به شدت مورد نیاز است. در مقایسه با ساختار خرپایی، آستانه فناوری ساخت و ساز بالاتر است و هزینه ساخت و ساز ممکن است کمی افزایش یابد.

3. تعداد میله‌ها و گره‌ها بیشتر: در مقایسه با ساختار خرپایی، ساختار شبکه‌ای میله‌ها و گره‌های بیشتری دارد که حجم کار حمل و نقل مواد و مونتاژ در محل را تا حدی افزایش می‌دهد، اما این عیب را می‌توان با پیش‌ساخت کارخانه و ساخت و ساز استاندارد جبران کرد.

 

 

ترکیب با ویژگی های پروژه (صفحه ذوزنقه ای، دهانه 23 ~ 24 متر، الزامات بار انبار لجستیک و الزامات لرزه ای در پرو)، ساختار شبکه برای این پروژه مناسب تر از سازه خرپایی است. اگرچه هزینه طراحی و پردازش اولیه ساختار شبکه کمی بالاتر است، اما مزایای آشکاری در سازگاری دهانه، یکپارچگی فضایی، سختی و پایداری دارد و می‌تواند به طور موثر هزینه تعمیر و نگهداری بعدی را کاهش دهد و عملکرد ایمن انبار را تضمین کند. از منظر اقتصاد و ایمنی جامع، پیشنهاد بهینه سازی تغییر از سازه خرپایی به سازه شبکه ای معقول و امکان پذیر است.