組裝式鋼貨架的結構安全隱患分析（下）

貨架安全

（貨架倒塌圖片來源網絡）

現如今倉儲物流高度發達，貨架吞吐貨物效率的提升，倉儲貨架存儲量的加大，地震、撞擊等不可控因素，以及對倉儲設備成本的壓縮來提高企業自身競爭力的表現，均可能為貨架安全埋下隱患。

新聞報道

●2019年長春市農安縣一大型冷庫14層貨架倒塌，造成1人死亡，1人受傷

●2020年巴西一家超市貨架連環倒塌，事故共造成1人死亡，8人重傷

●2021年上海松江一倉庫7米高貨架倒塌，造成多名工作人員受傷

貨架的結構安全

介于從設計、科研考慮的前沿范疇，再到運行維護的現場檢測環節，貨架檢測針對于以下能代表安全隱患的側重面實施現場抽驗（結構安全重視度均用★和☆標出）

3.地腳螺栓緊固度★★★★☆

在貨架結構中，柱腳根據連接于底板的方式大致分為兩類柱腳：

1）套接式柱腳：通過連接件將立柱連接到柱腳底板上，再采用錨栓將柱腳底板錨固于地坪上；因為裝配式，成本較低，施工方便。

2）端板式柱腳：立柱直接采用焊接方式連接于底板上，因需要焊接，成本較高，但安全性高，適用于需考慮風荷載的貨架或高位貨架，常見于自動化立體庫和庫架合一式貨架。

實際貨架使用的地腳螺栓，普遍采用的是膨脹螺栓而不是高強螺栓，在實際檢測中，地腳螺栓松動，扭矩值不達標幾乎是常事。而且當螺栓孔位距立柱越近，所產生的彎矩抵抗矩越小，越容易出現底板一側翹曲，越不安全。

偏心套接式柱腳（左） / 端板式柱腳（右）

4.立柱片損傷★★★★☆

立柱片即為兩根立柱通過橫斜撐連接起來，在垂直于巷道方向提供抗側移剛度的組合體。

EN15512對于立柱片，可由其橫斜支撐與立柱連接的角度進行如下分類：X型、常規D型、非常規D型、Z型、K型

立柱片分類

國標GB/T41514-2022中對于立柱片損傷的檢測方法如下：

EN 15635-2008對于立柱片損傷的測量辦法：

以上可以看出無論是國標還是歐洲EN標準，對于立柱片損傷均是以“一米標距”的量程為計算原則，所以在實際測量中，以一根經計量后的筆直的一米鋼直尺作為參照，在彎曲范圍內測量取最大值，相較與直接將測量數據與規范值進行比較的做法，更為準確。

立柱片損傷的檢驗原理大致如下：

立柱片的損傷常常是由于頻繁存取貨物造成的機器刮碰，隨貨物出入頻次增多而增多。標準中將其定義為殘余變形，其實也可以說是鋼構件的彎曲屈曲模式下的殘余變形。彎曲屈曲指構件受力時屈曲繞其截面的一個主軸產生的彎曲變形的模式，其屬于整體屈曲的一種，常見于鋼結構中。下面主要介紹下規范限值的大致思路。

對于彎曲屈曲模式下的破壞實際分析大致如下：

參照GB/T28576-2012《工業貨架設計計算》的說法，鋼貨架立柱片的立柱簡化為梁單元，可承受橫向力和彎曲力矩，穩定性指標是否滿足要求是其主要條件；在此將彎曲屈曲作為主要的破壞模式，即最先發生彎曲屈曲模式，計算其彈性臨界荷載，簡化構件兩端約束條件，由臨界荷載值可得其極限應力強度；由荷載臨界值去做現場試驗，在主控失穩為彎曲失穩情況下（冷彎薄壁鋼帶開孔很難不考慮局部失穩），通過數值模擬和不斷現場試驗，得出屈曲模式下的屈曲半波長，可能再根據此屈曲模式下的實際半波長去擬合數據，再在此基礎上乘以一個安全系數，即得出其殘余變形限值。

此值是一個比值，也可通過簡單的一階線彈性分析：梁的撓曲線微分方程，彈性臨界荷載確立以后，撓度的確定與跨度、材質、截面形狀有關。

因此，實際的貨架立柱片損傷，是借助于對于貨架構件結構穩定性的考慮進行的檢測，當然在T/CSCS032中提及考慮局部屈曲和畸變屈曲下的半波長進行的限值；出于設計保守考慮，其值可能有一定的安全冗余度，但對于立柱片損傷的檢測不可小覷，應進行針對性的檢測，否則將會對貨架結構埋下安全隱患，造成企業損失。

5. 梁柱節點連接★★★★☆

我國最早的鋼貨架結構設計規范CECS23:1990中對于組裝式鋼結構貨架的定義：組成貨架的橫梁與立柱間采用機械式鎖緊裝置連接且與建筑物分離的可拆裝的貨架，由此可知道組裝式貨架的最大特點是梁柱連接并非剛接，而是處于剛接和鉸接之間的半剛接連接。

市面上流行的鋼貨架梁柱連接通常為掛齒式連接和螺栓式連接

掛齒式連接（半剛接連接）（左） / 螺栓式連接（半剛接連接）（右）

所以對于梁柱節點的檢查：

①首先應該對于安全銷的脫落進行查找排除和記錄（這一點很重要，從邏輯上解釋：安全銷脫落，多半是叉車錯誤操作，狠狠頂撞了上部橫梁，它不經撞，橫梁安全銷脫落，但同時掛齒連接說不定也被頂撞而松動了，松動了無法承載過多重物，再一承載該貨位將存在危險，也是為什么打四顆小星星的原因。）；

②需要查看梁柱連接處是否有出現涉及結構安全的掛齒破壞情況、生銹情況；

③對橫梁與托板處的焊縫情況進行目測檢查或磁粉探傷檢查特別的：對于類似懸臂式貨架的連接，也應該重點關注是否有其他屈曲模態的情況產生。

懸臂式結構的梁柱連接通常為螺栓連接，在過載或某些極端使用情況下，超出設計時假定的承載能力極限狀態的荷載設計值，應力集中明顯，材料處于彈塑性工作階段，連接處孔位出現撕裂、孔洞變形等情況。

應力集中現象

小結

鋼貨架作為倉儲物流重要的基礎設施，全維度涉及物流、機械、工程等領域，貨架種類多樣，功能豐富；國內標準體系走向也由前沿的科研學術設計偏向于現場檢驗，從我國出版的第一本鋼貨架設計規范CECS23:1990，到最新出版的GB/T41514-2022《鋼結構貨架使用安全與評估規范》和T/CSCS032-2022《貨架鋼結構檢測與評定標準》，不斷整合迭代并規范貨架重要安全指標的過程，如CECS23中鋼貨架垂直度指標為1/120，到最近變為1/160，也正符合事物發展的正常社會歷史邏輯：由科研到一線的過程以國內潛在巨大的市場價值作為推動，而由一線回歸至科研也是以科學嚴謹的態度去把控產品技術安全指標。