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设计与布设速冻搁架时应关注的问题

  在设计和布设速冻搁架结构时,应关注下述几项问题:

  (1)当铝搁架结构构件的长度和宽度在设定范围内时,将不考虑温度影响,这需要建立基本的设计程序;

  (2)在温度变化较小的库区,当结构构件的长度或宽度较大时,可以通过增加区域结构调整框架来修正温度应力引起的累积膨胀变化;

  (3)在温度变化较大的库区,在每个机组结构的设计过程中,增加并乘以安全系数,以减少温度应力在荷载中的比例。然而,增加的安全系数的大小并不容易确定。如果系数过大,主要构件的尺寸会增大,施工成本会增加。如果系数太小,就不会取得好的成果;

  (4)在速冻搁架结构的节点设计中,考虑采用半刚性半比较的方法来处理装配间隙,或采用长圆孔结构来释放温度应力。有需要检查螺栓的侧滑动摩擦和接头处的连接强度。

  零件的尺寸匹配及其尺寸链过程、生产、制造、安装和调试的环境温度以及工作环境温度中应消除部分温度应力。在设计结构的强度、刚度和稳定性时,应适当考虑温度应力。

  在低温和潮湿的空气中,由于吸附作用,铝很容易在其表面覆盖一层薄薄的水膜。由于表面成分不均匀或应力变形,铝搁架结构件在制造过程中会受到冷热加工,如焊接、弯曲等应力集中的零件,容易产生锈蚀。可采用先镀锌后烤漆的保护手段,以避免或减缓铝搁架结构的腐蚀速度,或考虑到铝搁架结构在设计应用环境下的腐蚀速度,可增加结构件的材料厚度设计,以保障速冻搁架结构的设计使用年限。

  搁架结构的稳定性主要与搁架的种类和结构形式、仓储单元的荷载模式和单元尺寸、结构构件的刚度和刚度分布、各构件的初始缺陷和应力状态或荷载特性等有关。须合理选择材料及其结构。理论上,在低温冷库环境下,在铝搁架结构的设计过程中,有需要注意温湿度变化及其使用环境温度对铝搁架结构节点位移和节点应力的影响。随着环境温度的降低,铝的断裂强度变化不大,铝的屈服强度和限度强度增加,铝的塑性降低,脆性增加,冲击韧性显明降低。一些理论研究表明:在韧性材料中,裂纹扩展须通过外力来完成。如果外力停止做功,裂纹将停止扩展。在脆性材料中,裂纹扩展几乎不需要外力做功。只有当裂纹开始时,拉伸应力场释放的弹性能才能促使裂纹迅速扩展。然而,在低温冷库环境下,铝搁架结构构件的塑性降低,脆性增加,其结构有低温脆性断裂的趋势,这也是强度分析计算的难点之一,低温冷藏环境下速冻搁架结构的刚度和稳定性。

设计与布设速冻搁架时应关注的问题