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摘要：利用ANSYS软件对货架立柱稳定性能进行了分析，主要分析构件壁厚、长度、腹板加劲肋的高度、在卷边宽度对立柱稳定性能的影响。

随着仓储货架应用的越来越多，对其立柱稳定性能深入研究也越来越重要。货架立柱一般采用冷弯薄壁型钢结构，其截面一般壁厚较薄且开孔，截面形状较为复杂，影响其稳定性能的因素较多。为了弄清货架立柱的力学性能，我们对国内常用的高层货架立柱的稳定承载力进行了分析。采用ANSYS有限元程序分析了构件壁厚、长度、腹板加劲高度、再卷边宽度对其屈曲承载力的影响。

1. 立柱的有限元分析模型

货架立柱截面左右对称，腹板沿柱长分布两列孔洞，孔宽12-16mm,孔长30mm，纵向孔之间净距为45mm，既每节75mm；各参数的物理意义见表1.

1.1模型单元、边界条件及加载方式

对两端固接货架立柱的稳定性能进行了有限元分析，采用壳单元SHEIL181建立模型。模型上下端加刚性端板，下端板完全固接，既对所有节点约束其6哥自由度；上端板保留轴向移动自由，约束其他五个自由度。模拟过程中，荷载以集中力的形式加在上端板上，通过刚性端板，均匀传递给构件。（表1）

1.2钢材的材料特性

钢材材性应力应变曲线采用五阶段模型；

2. 立柱破坏模式分析

立柱截面外轮廓尺寸为100mm*70mm,缺陷最大值按千分之一构件长度施加；仅分析立柱的壁厚、长度、腹板加劲肋的高度、在卷边宽度对其稳定性能的影响，其他参数保持不变，各参数保持不变，各参数表2所示。

2.1立柱破坏模式

立柱破坏模式大致可分为4类。

（1）腹板首先局部屈曲，向内凹陷，带动翼缘向外转动，最终发生局部与畸变相关屈曲破坏；

（2）当腹板得到加强时，翼缘先于腹板发生转动，向内凹曲，截面的棱线形状发生改变，发生畸变屈曲破坏；

（3）当卷边很弱而构件长度较大时，构件首先发生畸变屈曲，翼缘同时向内或外转动，导致截面的惯性矩减小，从而降低了构件的抗弯承载力，最后发生畸变与绕弱轴的弯曲相关屈曲破坏；

（4）当在卷边较强，腹板有足够加劲且构件较长时，绕强轴发生弯扭屈曲破坏。

2.2立柱在卷边宽度对稳定承载力的影响

货架有限元分析中通过改变模型再卷边宽度，再卷边宽度对畸变屈曲的承载力有很大的影响，增加再卷边宽度可以避免畸变屈，对于立柱承载力的提高很有帮助。

2.3立柱壁厚对稳定承载力的影响

立柱壁厚增加，极限承载力有一定程度的增加，但较为破坏能力平缓。

立柱壁厚较小时，其对承载力的影响更大。

2.4立柱长度对稳定承载力的影响

构件长度对于立柱的屈曲模态有着很大影响。构件长度对于立柱的屈曲模态有着很大影响；对于弯曲屈曲破坏的承载力影响极大，而对局部和畸变屈曲极限承载力影响相对较小。

2.5立柱腹板加劲肋高度对稳定承载力的影响

腹板加劲肋高度可影响立柱的屈曲模式，并且其对局部屈曲极限承载力影响较大，而对弯扭屈曲影响很小。

3. 结束语

货架立柱破坏模式可分为以下几种：

（1）腹板局部与畸变相关屈曲破坏；

（2）畸变屈曲破坏；

（3）畸变与弯曲相关屈曲破坏，

（4）弯扭屈曲破坏。构件的长度对其破坏模式和极限承载能力有很大影响；壁厚对屈曲模式有一定影响，其较小时构件的极限承载力影响较大，构件再卷边宽度较小时，容易发生畸变屈曲破坏，同时会降低其屈曲承载力；腹板加劲肋对腹板局部屈曲有较大影响。

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