立柱關系到貨架結構的安全性和使用的經(jīng)濟性。貨架作為種重要的倉儲設備，具有空間利用率高、存取性好、成本低等優(yōu)點，在物流行業(yè)得到越來越廣泛的應用。組合式貨架由于每層高度都可調(diào)整，使貨架的層間距可隨擺放貨物的大小任意調(diào)整，增加存貨的隨意性及炅活性，同時具有構件尺寸小、倉庫利用率高、制作方便、可以互換組裝且安裝周期短等優(yōu)點，成為貨架中應用較廣泛的一種。
組裝式貨架主要由立柱片、橫梁等基本件和護角、地角、隔撐、隔擋、層板（鋼板或木板）等選配件組成。立柱片是貨架的主要受力支承部件，承重較大可達16噸。隨著貨架高度的增加、層數(shù)增多，立柱受載大，且大多采用冷彎沖孔薄壁型鋼，本身殘存一定的加工應力，實際的受力情況也比較復雜，因此立柱的設計選用成為整個貨架系統(tǒng)的關鍵，直接關系到結構的安全性和使用的經(jīng)濟性。
n立柱的截面形狀立柱的外形結構如所示。從截面看，立柱的截面形狀（有時也稱為孔型）有三種基本型（見），其中a型結構相對比較簡單，主要用于輕量型貨架；b、c型結構相對比較復雜，加工工藝也相對復雜，主要用于中重型貨架。由基本型衍生的其他形狀主要是在長度較長的邊上增加彎折，以提高立柱的剛度和穩(wěn)定性。在具體設計上，除了考慮強度、剛度和結構的穩(wěn)定性以外，一般還應考慮具體的成型工藝對孔型的影響、坯料的預加工情況對產(chǎn)品質(zhì)置的影響，如預沖孔和不在冷彎輥線上的彎曲變形對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，冷彎過程中預沖孔的可能變形性等。在保證配合尺寸公差要求、保證孔距要求的前提下，截面形狀的設計應兼顧不同板厚的要求，變形采用固定彎曲半徑。
掛鉤孔立柱的正面均勻分布著許多長孔（掛鉤孔）和圓孔，用來掛接橫梁的掛鉤、安裝安全銷。
a b c.立柱的截面示意圖孔型采用呈倒八字或倒梯形，使立柱的長孔與垂直方向有一小角度，掛鉤掛上以后在貨物重力的作用下自動鎖緊，且掛鉤與立柱長孔之間為面接觸，受力狀態(tài)較好，保證使用時更加穩(wěn)固安全。但是，掛鉤孔的開設對立柱的短柱承載能力有很大的影響，開孔后的承載能力是不開孔時承載能力的70%~95%，而且對小規(guī)格的立柱的影響更大。因此，在滿足橫梁掛鉤承載能力的條件下，應該使掛鉤孔的尺寸和數(shù)置盡可能少，以提高貨架的整體承載能力。
目前，國內(nèi)大多數(shù)貨架生產(chǎn)企業(yè)引進歐洲或曰本等國家的成熟技術，產(chǎn)品成系列化且結構相對統(tǒng)一，每個系列的產(chǎn)品般只是外形尺寸和材料壁厚的不同，提高了立柱的生產(chǎn)效率，并易于貨架的快速選型。
由于立柱是貨架的主要受力件。結構形狀相對復雜，并且大多數(shù)采用冷彎薄壁型鋼（本身殘存一定的加工應力），受載情況也比較復雜，尤其是高層貨架，層數(shù)多，受載大，從而使立柱的設計冗繁，校核復雜，取值的合理與否，直接關系到結構的安全性。
D強度與穩(wěn)定性驗算對立柱進行強度驗算時，根據(jù)其受載狀態(tài)的不同，需分別按軸壓構件和壓彎構件進行驗算，計算采用冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范（GB50018― 2002）的相關公式。
雖然貨架的立柱基本是由薄鋼板經(jīng)冷軋而成，立柱截面經(jīng)多次彎曲，不會出現(xiàn)局部失穩(wěn)現(xiàn)象，但是隨著貨架支柱截面形式的不斷豐富和篼強鋼材的應用，使得受壓立柱向著輕型、薄壁的方向發(fā)展，容易引起立柱的整體失穩(wěn)，因此受壓立柱構件的穩(wěn)定性顯得更加重要。
對應于立柱的軸壓與壓彎受力狀態(tài)，穩(wěn)定性驗算也應分別按軸壓構件和壓彎構件這兩種情況進行驗算，而且既要驗算其自身平面內(nèi)外的穩(wěn)定性，又要驗算柱肢平面內(nèi)外的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性驗算采用冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范的相關公式。
由于人工計算比較繁復，并且容易出錯，因此不少學者采用有限元分析的理論，借助ANSYS、NASTRAN等軟件，對貨架整體或立柱等部分進行數(shù)值模擬，對立柱的強度、穩(wěn)定性進行分析，得出極限承載力和試件的失效模態(tài)，同時可對截面形狀和各種孔型開設的位置大小進行優(yōu)化設計。
分析計算和實踐都證實，立柱所用的材料的機械性能、模具的設計、制作度是影響立柱承載能力和穩(wěn)定性的主要因素，各種孔型的大小變化對穩(wěn)定性有直接的影響，材料的截面局部變薄對穩(wěn)定性的影響不大。
實驗測試立柱的設計過程中，為了驗證設計的可靠性，通常要對貨架的承載能力極限進行測試。立柱的承載能力極限狀態(tài)一般可概括為以下六種情況：①整個結構或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆現(xiàn)象）；②結構構件或聯(lián)接因材料強度被超過而被破壞；結構轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系（倒塌）；④結構或構件喪失穩(wěn)定（屈曲等）；⑤結構出現(xiàn)過度的塑性變形，而不適宜繼續(xù)承載；（I）在重復載荷的作用下，構件疲勞斷裂。在這些極限狀態(tài)中，穩(wěn)定性是關鍵問題。目前多采用短柱試驗的方法，以獲得短柱的受力性能及其承載能力。
載荷采用分級加載的方式，實驗結果表明，冷彎薄壁型鋼短柱軸心受壓的破壞形式為壓屈破壞；短柱在達到極限荷載后，承載力逐漸下降，而且大規(guī)格短柱承載力下降得比較慢，大規(guī)格短柱延性好、性能佳；開孔對于短柱的承載力有很大影響，對小規(guī)格短柱的影響更為明顯。
綜上所述，組合式貨架立柱設計應該在保證結構的安全性和使用的經(jīng)濟性的前提下，考慮采取高效經(jīng)濟的薄壁冷軋成型工藝，兼顧有利于實現(xiàn)系列化、標準化的選型，借助于有限元分析等方法對立柱的強度、穩(wěn)定性進行分析，對截面形狀和各種孔型的開設位置、大小進行優(yōu)化設計，并對實際的成品進行必要的實際測試，以保證產(chǎn)品的可靠性。
歡迎來到昆山佳茂勝倉儲設備有限公司官網(wǎng)！
專注倉儲貨架的研發(fā)與制造
一站式貨架生產(chǎn)廠家竭誠為您服務
