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随着物流行业的高速发展,高层自动化立体仓库钢货架(HAW货架)的应用越来越广泛。但目前对高层自动化立体仓库钢货架力学性能的研究不够系统化,货架设计也缺乏经济性。本文针对HAW货架,设计实现了货架参数化设计软件,并利用软件重点研究了HAW货架的力学性能。首先,在介绍HAW货架结构体系的基础上,确定了HAW货架背拉支撑体系的标准类型、荷载计算条件、地震作用分析方法以及侧移类型判定方法;其次,设计实现了HAW货架参数化设计软件,并验证了其正确性;然后,利用软件分别研究了背拉支撑体系、节点半刚性、地震影响系数对HAW货架力学性能的影响,得到了合适的背拉支撑分布方式、背拉支撑设计参数与半刚性节点刚度取值范围,并总结出了合适的背拉支撑分布方法;最后,对HAW货架进行了构件截面选型与经济性研究,得到了货架构件截面选型表。经过上述研究,本文的主要结论如下:1)HAW货架参数化设计软件能够方便、快捷、正确地实现HAW货架有限元模型的建立、计算及主要设计结果的提取;2)为了降低HAW货架的基本周期,减小立柱应力比,提高货架的抗侧刚度,并使货架成为无侧移结构体系,改变背拉支撑分布方式、增加最大连续布置背拉支撑的数量,比均匀分布背拉支撑、增加背拉支撑总数量更加经济有效。本文中12层、21列单榀货架的最优背拉支撑分布方式为“1-3-1”和“2-3-2”,标准榀货架的最优背拉支撑分布方式为“1-5-1”。本文提出的背拉支撑分布方法为:对规格为奇数列的货架,布置奇数列背拉支撑;对规格为偶数列的货架,布置偶数列背拉支撑;在考虑结构设计合理性的前提下,尽量增加最大连续布置背拉支撑的数量;避免在货架边缘连续布置2列背拉支撑;3)增大梁-柱节点刚度,可以降低HAW货架的基本周期,减小横梁挠度,提高货架的抗侧刚度;但横梁应力比会先减后增,货架也会逐渐从无侧移结构体系转变成有侧移结构体系。因此在HAW货架设计中,梁-柱节点刚度不宜过大或过小,12层、21列单榀货架梁-柱节点最优刚度为400kN·m/rad,标准榀货架梁-柱节点最优刚度为150kN·m/rad;4)在HAW货架构件截面选型中,横梁的受力性能较独立,其截面选型主要由货格额定荷载决定,而立柱与背拉支撑构件的截面选型需要综合考虑货格额定荷载与地震作用。在可选型范围内,增加货格额定荷载,能够提高HAW货架的能效比(货物总荷载/货架用钢量),节省用钢量。