穿梭式钢货架是一种常见的货架形式,属于构件密集型的冷弯薄壁插接式结构。随着近年来我国物流行业的迅速发展,对仓储能力的需求激增,货架项目的规模也越来越大,项目总构件数目往往达到数十万之多,这给实际建模计算和设计工作带来了许多困难,同时也缺少高效的分析方案和相关的设计软件。另一方面,我国对于货架领域的研究相对较晚,货架相关的规范也长时间未有更新,对货架设计的许多方面都缺乏明确的依据,钢货架引起的各类安全事故屡有发生。因此,针对现状,本文着眼于穿梭式货架设计研究工作中的实际困难,编制基于Abaqus的穿梭式货架建模分析软件,并尝试引入子结构法,以解决大型模型计算效率的问题。本文首先介绍了基于Python语言的Abaqus二次开发原理,以及多层穿梭式钢货架的结构形式、荷载作用和分析方法,并结合程序GUI用户界面详细讲解了多层穿梭式钢货架建模分析软件的使用方法及主要特点,再通过算例验证其正确性。接着,本文介绍了子结构法的原理,提出了穿梭式货架应用子结构法的五种方案,并在不同结构形式、规模、网格尺寸等条件下比较其计算效率,给出货架子结构的建议方案。最后,利用本软件对多层穿梭式钢货架在不同梁柱节点刚度、柱脚节点刚度及地震工况下的力学性能进行研究,并总结规律,并依此在软件中添加初步的构件截面选型和优化模块,进一步提高穿梭式货架结构的设计效率,提升设计经济性。本文主要成果如下:(1)使用Python语言对有限元软件Abaqus进行二次开发,编制了带有GUI用户图形界面的穿梭式钢货架建模分析软件。并结合具体实例,将本软件计算结果与Sap2000分析结果进行对比,发现结果十分接近。(2)提出五种针对穿梭式货架的子结构方案,并进行计算效率对比,验证了适当的选用子结构方案,可以有效的提升模型计算效率。当单元数目在五万左右时,线性分析效率可提升53.8%,非线性分析效率可提升67.9%。(3)对于常规中等层高的穿梭式钢货架,在进行线性分析时,当货架列数为行数的四倍以上,或是在进行非线性分析,当货架列数为行数的七倍以上时,建议采用文中方案二(柱片组方案)进行计算,反之应采用方案三(单柱片方案)进行计算。(4)基于本文设计分析软件,对穿梭式货架整体模型进行参数化分析,结果表明穿梭式货架中,梁柱节点和柱脚节点的半刚性对结构受力与整体抗侧移能力均有较大影响,且梁柱节点影响更为显著。并给出了最优的梁柱节点刚度和柱脚节点刚度。(5)根据穿梭式货架结构体系特点,在软件中引入遗传算法,实现了穿梭式货架立柱、横梁、轨道选型和结构优化功能,并通过工程实例验证了其正确性与稳定性。