筆者選取一典型的橫梁式貨架結(jié)構(gòu),進(jìn)行荷載施加、內(nèi)力分析后,提取底層立柱的最不利內(nèi)力組合,包括軸壓力和沿巷道方向的彎矩,然后分別按照EN 15512:2020和CECS 23:90的方法,對此根立柱進(jìn)行校核,結(jié)果如下表。
設(shè)計(jì)規(guī)范
總應(yīng)力比= 軸壓應(yīng)力比 + 彎曲應(yīng)力比
EN 15512:2020
1.159
0.846
0.312
CECS23:90(205)
1.345
0.952
0.393
CECS23:90(235)
1.174
0.831
0.343
立柱材質(zhì)為Q235鋼材,EN 15512:2020采用235Mpa為屈服強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),而CECS 23:90采用205Mpa為設(shè)計(jì)強(qiáng)度(即屈服強(qiáng)度235Mpa除以1.165的抗力分項(xiàng)系數(shù))。對比可以發(fā)現(xiàn),按照EN 15512:2020校核的結(jié)果,應(yīng)力比明顯小于按照CECS 23:90校核的結(jié)果。但是當(dāng)CECS 23:90把設(shè)計(jì)強(qiáng)度提升至235Mpa時,兩種規(guī)范的結(jié)果相差很小。因此,鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是影響設(shè)計(jì)結(jié)果和選型選材的一個重要因素。如果提升鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度,不管哪種規(guī)范,應(yīng)力比會進(jìn)一步降低。特別是目前貨架制造所采用的Q235鋼材,產(chǎn)品質(zhì)量證明書中的屈服強(qiáng)度動輒300Mpa起。
問題在于,是否可以采用高于規(guī)定值的屈服強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。CECS23:90中沒有但EN 15512:2020中給出了相關(guān)工廠產(chǎn)品控制(Factory production control, FPC)的操作說明:
當(dāng)對鋼卷進(jìn)行材性測試以驗(yàn)證設(shè)計(jì)采用的屈服強(qiáng)度比規(guī)定值要高時,最小測試頻率應(yīng)為每卷分卷之后的鋼卷至少進(jìn)行一次測試。材性測試的結(jié)果應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以得到設(shè)計(jì)用屈服強(qiáng)度特征值。當(dāng)在某一時期內(nèi)累積的測試結(jié)果超過100個時,超過的那些且測試完成時間超過12個月的數(shù)據(jù)應(yīng)舍棄不用。
也就是說,通過工廠產(chǎn)品控制,保證一定時期內(nèi)的鋼材屈服強(qiáng)度有一定的保證率達(dá)到較高的屈服強(qiáng)度,這樣在設(shè)計(jì)中就可以采用高于規(guī)定值的屈服強(qiáng)度。
同理,EN 15512:2020中也給出了對梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的相關(guān)工廠產(chǎn)品控制要求:
每個月至少隨機(jī)選擇兩組梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測試,在測試中可獲得在特定時間里一定范圍內(nèi)的梁柱節(jié)點(diǎn)質(zhì)量控制的統(tǒng)計(jì)情況。應(yīng)對這些測試結(jié)果進(jìn)行累積和統(tǒng)計(jì)處理以獲得特征值,當(dāng)一段較長時間累積了至少20個測試結(jié)果后,超出20并且累積時間超過12個月的測試結(jié)果可舍棄。
單個梁柱節(jié)點(diǎn)的彎矩承載力應(yīng)超出其設(shè)計(jì)所采用的特征值;單個梁柱節(jié)點(diǎn)的剛度應(yīng)滿足關(guān)系式:
kd+2s≥kti≥kd-2s
式中,
kti為剛度測試值;
kd為剛度設(shè)計(jì)值;
s為累積結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差。
當(dāng)單個測試結(jié)果不滿足以上兩個設(shè)計(jì)要求中的任一個時,應(yīng)從同一批次產(chǎn)品中選擇至少三組梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測試,如果所獲得的特征值滿足設(shè)計(jì)要求,則該批次產(chǎn)品可采用;如果不滿足,則該批次產(chǎn)品不能采用或者應(yīng)降低其設(shè)計(jì)性能數(shù)據(jù)。
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