立体仓库钢结构货架抗震设计规范

国家标准 GB/T39830一2021 立体仓库钢结构货架抗震设计规范 Codleforseismiecdesignofsteelstatiestoragesystes 2021-03-09发布 2021-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/39830一2021 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 -般规定 抗震设计流程 地震作用及结构抗震计算 6 分析方法 构造要求 参考文献
GB/39830一2021 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由机械工业联合会提出 本标准由全国物流仓储设备标准化技术委员会(SAC/TC499)归口 本标准起草单位:上海精星仓储设备工程有限公司、北京起重运输机械设计研究院有限公司、东华 大学、沈阳新松机器人自动化股份有限公司、南京音飞储存设备(集团)股份有限公司、深圳市凯东源现 代物流股份有限公司 本标准主要起草人:李宏亮、吕志军、杨光辉、陆大明、黄曦、周晓骁、膝旭辉、郑方勇、陈涤新、杨建国、 孙志坚、金跃跃、卢稳
GB/39830一2021 立体仓库钢结构货架抗震设计规范 范围 本标准规定了地震作用下立体仓库钢结构货架的设计规范,其内容包括一般规定、抗震设计流程、 地震作用及结构抗震计算、分析方法及构造要求 本标准适用于钢结构货架(以下简称钢货架),不适用于以其他材料制作的货架 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注目期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB18306地震动参数区划图 GB/T28576一2012工业货架设计计算 GB50011一2010建筑抗震设计规范(2016年版) GB50223建筑工程抗震设防分类标准 3 -般规定 3.1抗震设防烈度根据钢货架使用地区应按GB18306查询的地震基本烈度确定 3.2抗震设防烈度为6度及以上地区需要承受地震作用的钢货架,应进行抗震设计 3.3钢货架所在仓库应按GB50223确定其抗震设防类别及其抗震设防标准,仓库储存易燃、易爆等物 质,应按乙类设防;仓库储存放射性或剧毒类物质,应按不低于乙类设防,其余情况宜按照丙类考虑 3.4本标准按多遇地震作用下的内力和变形分析进行设计,结构与构件可按弹性工作状态考虑 抗震设计流程 4.1地震设防基本参数 4.1.1场地类别分为I、I、I、、五类,具体应通过场地勘测确定 4.1.2根据GB18306的相关规定,各类场地条件下的地震动峰值加速度a的计算,见公式(1) 中* qma =F ams" 式中: 厂 -场地地震动峰值加速度调整系数,查表1得到 I类场地地震动峰值加速度 amsn 表1场地地震动峰值加速度调整系数F， l类场地地震动峰值加速度dm I S0.05g 0.72 0.80o 1.00 1.30 1.25 0.10g 0.74 0.82 1.00 1.25 1.20
GB/T39830一2021 表1续 F 类场地地震动峰值加速度a ams" 0.75 0.83 1.00 1.15 1.10 0.15g 0.76 0.85 1.00 1.00 0.30g 1.00 0.30g 0,85 0.95 1.00 1.00 0.95 >0.40g 0.90 1.00 1.00 1.00 0.90 注:I 、I、I、皿、为场地类别 4.1.3查表2得到特征周期值T 表2特征周期值T 单位为秒 T l类场地基本地震动加速度反应谱特征周期分区值 I0 I 0.35/第一组 0.20 0.25 0.35 0.45 0.65 0.40/第二组 0.25 0.30 0.40 0.55 0.75 0,45/第三组 0.30 0.35 0.45 0.65 0.90 注I、I1.l、N为场地类别 根据4.1.2计算得到的a,查表3确定水平地震影响系数最大值a 4.1.4 msx 表3水平地震影响系数最大值amm 地震影响 6度0.05g 7度0.lg(0.15g 8度0.2g(0.3g 9度0.4g 多遇地震 0.04 0.08(0.12 0.16(0.24) 0.32 注:6度、7度,8度及9度为标准值,若通过4.1.2计算得到的am为非标准值,通过插值计算 4.1.5钢货架结构阻尼比)宜参照GB500112010的8.2.2中钢结构的阻尼比,高度不大于50m时 可取0.04;高度大于50m时,可取0.03 4.1.6钢货架的自振周期T可按理论计算或按经验公式(2)确定 T=(0.100.15)n 式中 -货攀总层数 4.1.7计算地震影响系数a,应按GB50011-2010中5.1.5确定 4.1.8单元货物的等效重力荷载代表值G的确定见5.3 4.2建立分析模型 钢货架结构建模及加载,应至少在X方向和乙方向两个主轴方向分别计算水平地震作用,各方向 的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担,且应符合第6章第7章相关规定
GB/39830一2021 4.3结构抗震计算 结构抗震计算,应根据4.2的分析模型以及6.1规定的地震分析方法进行 水平地震作用应由5.2 确定,对于图1所示的结构,应计算竖向地震作用 说明: -支撑2和3的立柱; -支撑立柱的梁; 悬臂结构 支撑地面 应考虑竖向地震作用的结构 4.4荷载及荷载组合的确定 抗震设计的各类永久荷载和可变荷载应根据5.5确定,荷载组合应根据5.6.1确定,并根据荷载组 合计算得到钢货架的构件内力、柱脚反力及节点位移等数据 4.5结构验算 结构变形及截面验算方法应符合5.6的规定 地震作用及结构抗震计算 5.1地震作用描述 地震作用一般通过反应谱来描述,应遵循GB50011一2010的设计反应谱,以地震影响系数曲线a 的形式表征,参见GB50011一2010中5.1.5 5.2水平地震作用 水平地震作用P尸跳见GB50o11-2010中5.2.
GB/T39830一2021 5.3单元货物的等效重力荷载代表值 水平地震作用中单元货物的等效重力荷载代表值G,的计算,见公式(3) 3 G=少××G 式中 充实率折减因子,在Z方向=1.0;在x方向,其与地震时单元货物的充实率相关，一般 取少=1.0,若经过统计学处理,业的值可按占用率来取,但无论占用率多低,均应满足业 >0.8 -单元货物质量修正因子,在X方向及Z方向均适用,y的取值参考表4; Yr 单元货物质量的额定值 表4单元货物质量修正因子? 存储货物类型 示例 Y 自由类型 0.7 料箱中可随意移动的货物 堆叠的或不牢固类型 0.8 托盘上通过捆绑带捆扎在一起的货物,包括盒装货物的叠堆 托盘上的货物基本无滑移,包括冷冻货物、叠放钢板、钢卷及纸卷、模具、整桶液 其他类型 1.0 体等 5.4竖向地震作用 俐货架一般不需考虑竖向地震作用,但结构中如有图1所示的情况,则图示相关构件应考虑竖向地 震作用的影响 竖向地震作用计算参考GB5001l一2010中5.3 5.5与地震作用同时考虑的荷载 5.5.1永久荷载P 钢货架永久荷载包括 钢货架结构自身的质量; a b 固定在钢货架上的所有附属设备、结构的质量 5.5.2可变荷载Pm 钢货架可变荷载包括 单元货物额定荷载Gp; a 与钢货架相关联的楼板及走道上的可变荷载,荷载按实际情况考虑 b) 库架合一类立体仓库,应考虑雪荷载,按照GB50011一2010的相关规定考虑组合作用 c 5.5.3风荷载Pw 库架合一类立体仓库,应考虑风荷载,按照GB50011一2010的相关规定考虑组合作用 5.6承载能力极限状态设计及验算 5.6.1荷载组合 计算水平地震作用时,取最不利的荷载组合应分以下两种情况确定设计值Pmn 货架整体及构件的抗震性能验算,见公式(4): a
GB/T39830一2021 尸m、=1.29(PM十尸m十1.3P跳十0.3Pw 4 式中: 永久荷载 Pn 可变荷载; P叫 -水平地震作用按照GB500112010计算 P Pw -风荷载 b 货架的整体抗倾覆及锚固性能验算,见公式(5): (5 Pm=0.9(Pl十Pm+1.3PL+0.3PwL 当需要考虑竖向地震作用及其他荷载时,荷载组合应符合GB50011一2010中5.4.1的相关要求 5.6.2重力二阶分析 抗震分析应计人重力二阶效应的影响,可参照GB50017一2017中5.1.6的相关要求 5.6.3截面抗震验算 在5,.6.1规定的荷载组合下,结构件的内力组合设计值P,应符合如下规定: 当验算结构构件的抗震承载力强度时,按公式(6)计算 a P.

GB/T39830一2021 较均匀的钢货架 6.1.2振型分解反应谱法 振型分解反应谱法是地震作用评估的基本方法之一,适用于所有类型货架 使用该方法时,振型个 数应取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数 6.2结构建模 6.2.1荷载分布 抗震分析应考虑到最不利的荷载分布,至少应考虑以下几种荷载分布形式 乙方向的地震作用 a l额定荷载,所有层满载 22) 2/3的额定荷载,所有层部分加载 额定荷载,仅在顶层加载 3) 其中,荷载形式1)用来进行构件设计,荷载形式2)和3)会影响到锚固设计 b X方向的地震作用: 在X方向货架应进行满载整体分析 1 宜考虑货物偏置的影响,图2为单立柱左右不均匀放置货物的场景 2 说明: 柱脚连接 半刚性连接 图2宜考虑货物偏置影响的结构示意图 3 在分析有垂直拉杆货架的柱脚锚固设计时,安装有垂直拉杆的立柱宜按照30%的额定重 力荷载进行加载,见公式(9): P=0.3(P十PH)十1.3P;十0.3P (9 6.2.2单元货物重心的位置 6.2.2.1单元货物可视为钢货架结构的子结构,如果单元货物的尺寸较大,则应考虑其重心位置对钢货 架结构的影响 6.2.2.2Z方向应考虑荷载单元重心相对于横梁的高度(可称为竖向偏心距) 抗震分析时,单元货物 的质量应被加载在其重心位置处,用以评估自振周期、地震作用及横梁、连接件的设计 图3为单元货 物重心的竖向偏心产生影响的示例,其中图3a)为单元货物重心处受到的水平地震作用示意图,图3b 和图3e)分别为图3a)中货物重心竖向偏心影响在水平方向和竖直方向上的分解,图3a)的受力结果 与图3b),图3c)的合力是等价的
GB/39830一2021 土fge/6 F/2 F/2 土F'geg/h F'/2 F/2 土ie/6 D 单元货物竖向偏心示意图 地震作用在水平方向的分解 地震作用在竖直方向的分解 说明: -立柱片宽度 F,F,F 单元货物上的水平地震作用 -单元货物重心相对于横梁的偏心距 e1e2,e 图3单元货物重心竖向偏心产生的水平地震作用 6.2.2.3X方向的单元货物的竖向偏心可不考虑,但货架只有一列的情况除外 6.2.3特定的建模要求 6.2.3.1在X方向,梁柱节点及柱脚节点的约束形式应按照GB/T28576一2012中5.2.5处理,梁柱节 点刚度值及柱脚刚度值宜根据GB/T39681一2020中7.5及7.6通过试验取得 6.2.3.2如立柱片斜撑的连接非对称,则斜撑带来的立柱扭转效应在立柱设计中考虑,图4为三种典型 的立柱与斜撑连接方式
GB/T39830一2021 斜撑非对称连接形式 b 斜撑对称连接形式1 斜撑对称连接形式2 a 说明 立柱; -螺栓; 斜撑 图4力从平斜撑传递到立柱的作用 6.2.3.3当钢货架采用了柔性交叉型支撑时,在分析模型中应设定该交叉支撑为只受拉构件 6.2.3.4垂直拉杆与货架之间应增设平面连接件以提高结构的抗侧能力,见图8结构1 6.2.4立柱底部弯矩分析 立柱在抗震设计中,除了承受轴力,还会在立柱底部产生较大的弯矩,当采用底部剪力法进行货架 结构快速估算时,可按图5所示计算立柱柱脚弯矩 M=F7h 底座受到均匀反力的情况 图5柱脚弯矩示意图
GB/39830一2021 . M=7北 底座受到不均匀反力的情况 说明 N 立柱中的轴向力 立柱底部受到的水平支座反力(剪力); 立柱底部受到的垂直支座反力,与轴向力N数值相同 混凝土地面受到压强 M -因剪力F产生的立柱弯矩最大值 垂直支座反力的偏心距; M” -因垂直支座反力偏心产生的弯矩 M-M” 立柱中的弯矩最大值; -首层平撑的垂直偏心距 图5(续 构造要求 7.1抗水平侧向力结构 7.1.1在Z方向,主要的抗侧力结构为立柱片,立柱片结构宜使用K型、,D型、Z型及无横杆的X型支 撑,如图6所示
GB/T39830一2021 乙型支撑结构 a D型支撑结构 K型支撑结构 d)无横杆的X型支撑结构 图6典型的抗震立柱片结构形式 7.1.2在X方向,抗侧力结构有如下三种 a 无垂直拉杆货架,主要依靠梁柱节点刚度及柱脚刚度保持货架稳定,此种结构宜增强立柱、横 梁、梁柱节点及柱脚节点的抗弯性能,如图7所示 0
GB/39830一2021 说明 -梁柱节点; -柱脚节点; -支撑地面 图7无垂直拉杆货架 背撑(偏心垂直拉杆结构)是X方向垂直拉杆的典型结构,适用于绝大多数货架,见图8,此结 b 构应包含以下要素 背撑布置在立柱片一侧,可直接连接在立柱片上,也可通过平面连接件连接到立柱片; 1 2 应将背撑一侧的立柱与立柱片中另一侧的立柱通过水平刚性支撑连接在一起,见图8中 的2 33 对双深位货架,两个深位之间也应如图8中的1所示的结构进行连接 单列货架的垂直拉杆系统应配备辅助立柱,见图8中的3 4 11
GB/T39830一2021 说明: 货架与背撑的连接(具体采用何种连接形式由货架供应商决定) -水平拉杆(刚性支撑); -背撑立柱; -背撑斜杆; -立柱片 图8背撑的典型构件示意图 对称垂直拉杆结构立柱片的前后两个立柱都有垂直拉杆,垂直拉杆宜尽可能少地布置在有限 的列之中以减少货位损失,如图9所示 说明: 垂直拉杆; 水平拉杆 图9对称垂直拉杆结构俯视图 7.2其他构造 7.2.1立柱一般通过柱脚连接件固定在地面,立柱与柱脚连接件之间可通过接也可通过螺栓固定 当采用螺栓固定时,如果是通过长孔(力的方向为长孔方向)或者过大的孔进行固定,则应进行抗滑移设 计,例如采用高强度摩擦型螺栓连接等方式避免柱脚产生位移 7.2.2当采用扁钢、圆钢及拉索等构件做拉杆时,应确保这些杆件在重力下总是处于张紧状态 12
GB/39830一2021 考文 参 献 [1]GB/T39681一2020立体仓库货架系统设计规范 [[2]GB50017一2017钢结构设计标准

立体仓库钢结构货架抗震设计规范GB/T39830-2021

概述

立体仓库是一种高效利用空间的储存设备，其货架常使用钢结构材料制造。随着我国经济的快速发展，立体仓库数量逐年增加，如何保障其在地震等自然灾害中的安全性成为了重要问题。GB/T39830-2021是最新版的立体仓库钢结构货架抗震设计规范标准，为保障立体仓库的安全提供了基础和指导。

设计原则

GB/T39830-2021针对不同地区、不同场地条件，提出了相应的设计原则，包括地震烈度、场地分类、设计地震分组等。同时，在设计过程中还需要考虑到货架的荷载、支座类型、节点连接方式等因素，确保货架能够在地震情况下保持稳定。

设计方法

立体仓库钢结构货架的抗震设计方法主要包括静力分析、动力分析和试验验证。其中，静力分析适用于中低层建筑，动力分析适用于高层建筑。试验验证是为了检验设计方案是否合理和可行，并对设计方案进行优化。

关键参数

在立体仓库钢结构货架的抗震设计中，需要考虑到许多关键参数，包括荷载、支座类型、节点连接方式、钢材强度等。其中，荷载是最重要的参数之一，其大小直接影响着货架的稳定性。

注意事项

在进行立体仓库钢结构货架的抗震设计时，需要注意以下几点：

• 应按照标准规范进行设计，不得随意调整设计参数
• 在设计过程中，应考虑到货架的实际使用情况和场地条件
• 在试验验证过程中，应对试验数据进行严格的处理和分析，以确保设计方案的合理性和可行性

结论

立体仓库钢结构货架的抗震设计是一项非常重要的工作，直接关系到人身和财产的安全。GB/T39830-2021提供了一套标准的设计规范，可以为专业人士提供参考。在设计过程中，需要充分考虑到实际情况和场地条件，确保设计方案的合理性和可行性。

立体仓库钢结构货架抗震设计规范的相关资料

和立体仓库钢结构货架抗震设计规范类似的标准

GB/T30673-2014

自动化立体仓库的安装与维护规范

2022/11/2 11:23:08 现行

GB/T39060-2020

自动化立体仓库设备制造安装监理技术要求

2022/7/22 0:58:24 现行

GB/T39681-2020

立体仓库货架系统设计规范

2022/7/18 11:43:36 现行

GB/T39830-2021

立体仓库钢结构货架抗震设计规范

2022/7/17 15:05:58 现行