Uticaj polukružnih veza elemenata paletnih regala na globalnu analizu konstrukcije

Abstract

Predmet proučavanja ove disertacije su veze koje se ostvaruju između elemenata čelične konstrukcije paletnih regala. Vertikalni ramovi i horizontalne grede, najčešće proizvedeni od tankozidnih hladno oblikovanih profila formiraju prostorni ramni sistem paletnih regala. Ramovi leže u vertikalnoj ravni poprečno na pravac glavnog hodnika regala. Sastoje se od dva perforirana stuba međusobno povezana sistemom dijagonalnih i/ili horizontalnih ukrućenja zavarenih ili zavrtnjevima vezanim za stubove. Ovaj sistem ukrućenja obezbeđuje stabilnost regala u poprečnom pravcu. Grede povezuju susedne ramove i leže u podužnom pravcu paralelno glavnom hodniku regala. Gredni konektori su delovi grede zavareni ili na drugi način formirani kao njen sastavni deo i imaju posebne delove koji upadaju u otvore ili proreze na stubu. Podužna stabilnost regala se prvenstveno obezbeđuje krutošću veze greda-stub. U praksi postoje različiti tipovi i dizajni ovih veza, karakteristični za različite proizvođače regala. U disertaciji je obrađena klasifikacija i modeliranje veza u skladu sa Evrokodom 3. Kako je nemoguće da se razvije opšti analitički model proračuna ovih veza, trenutno jedini način da se odredi karakteristika takve veze je eksperiment. U disertaciji su prikazani postupak i rezultati ispitivanja veze greda-stub po proceduri definisanoj u FEM propisima u cilju određivanja krive moment-rotacija (M- krive). Uticaj veza na globalno ponašanje konstrukcije regala uvodi se pomoću M- krive, odnosno konstrukcijskih svojstava veze koje se iz nje određuju: krutost, otpornost i rotacioni kapacitet. Kako bi se izbegao veliki broj skupih ispitivanja u cilju određivanja M- krive za različite tipove veza kojih u praksi može biti jako puno, u okviru ove disertacije je razvijen numerički model za simulaciju eksperimenta primenom metode konačnih elemenata. Nakon verifikacije modela raspoloživim eksperimentalnim rezultatima, isti se može primeniti na najrazličitije kombinacije veze greda-stub. Pouzdanim određivanjem konstrukcijskih svojstava veze primenom razvijenog modela može se vršiti globalna analiza ponašanja konstrukcije kao i proračun pojedinih elemenata po postupcima definisanim u FEM propisima.

The case study of this dissertation are the connections that are established between elements of the steel structure of pallet racks. The vertical frames and horizontal beams, usually made of thin-walled cold-formed profiles form a spatial frame structure of pallet racking system. Upright frames lie in the vertical plane, in the cross aisle direction, normal to the main aisle of the rack. They consist of two perforated uprights linked together by a system of diagonal and/оr horizontal bracing welded or bolted to the uprights. This bracing system provide rack stability in cross-aisle direction. Beams connecting adjacent frames and lying in the horizontal direction parallel to the main aisle. Beam-end connectors are welded to or otherwise formed as an integral part of the beams, which has special devices which engage in holes or slots in the upright. The down-aisle stability primary is provided by the stiffness of the semi-rigid joints between uprights and beams. In practice, there are different types and designs of these connections, which characterize the different racks manufacturers. In dissertation classification and modelling of connections has been treated according to Eurocode 3. As it is impossible to develop a general analytical model for calculating these connections, currently the only way to determine the properties of such connections is an experiment. The dissertation presents the test procedure and results of beam-to-column connections according to the procedure defined in the FEM recommendations in order to determine the moment-rotation curve (M- curve). Influence of connections to the global structural racks behavior introduced with M- curve and its structural properties: stiffness, bending strength and rotational capacity. In order to avoid a large number of expensive tests with aim to determine the M- curves for different types of connection which in practice may be very much, part of this dissertation developed a numerical model to simulate the experiment using the finite element method. After verification of the model to the available experimental results, it can be applied to various combinations of beam-to-column connections. Reliable determination of structural properties of the connection using the developed model can be made a global analysis of the structural behavior and the calculation of elements according to the procedures defined in the FEM recommendations.