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在速凍擱架結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)劃中,應(yīng)詳細(xì)考慮如下問題∶
?。?)鋁擱架結(jié)構(gòu)部件的長、寬都在設(shè)定的范圍內(nèi)時不考慮溫度效應(yīng),這需要建立基本設(shè)計規(guī)程;
?。?)在溫度變化不大的庫區(qū)內(nèi),結(jié)構(gòu)部件的長或?qū)捿^大時,通過增設(shè)區(qū)域性結(jié)構(gòu)調(diào)整框架來修正溫度應(yīng)力造成的累積伸縮量變化;
?。?)在溫度變化較大的庫區(qū)內(nèi),各單元結(jié)構(gòu)設(shè)計時,加乘一個安全系數(shù)來減小溫度應(yīng)力所占荷載的比例,但是加乘安全系數(shù)的大小不好確定,系數(shù)太大定然增加主要構(gòu)件的尺寸,增加建造成本,系數(shù)太小則起不到很好的成果;
?。?)在速凍擱架結(jié)構(gòu)的節(jié)點設(shè)計上考慮采用半剛半較來處理話當(dāng)?shù)难b配間隙,或者采用長圓孔結(jié)構(gòu)來釋放溫度應(yīng)力,需要校核螺栓的側(cè)滑移摩擦力和節(jié)點處的連接強度。
從零部件的尺寸配合及其尺寸鏈工藝、生產(chǎn)制造及其安裝調(diào)試的環(huán)境溫度、使用環(huán)境溫度等多角度考慮來消去部分溫度應(yīng)力作用,在結(jié)構(gòu)體本身的強度、剛度及穩(wěn)定性設(shè)計上適當(dāng)考慮溫度應(yīng)力影響。
鋁材在低溫、潮濕的空氣中,由于吸附作用,在其表面易覆蓋一層相當(dāng)薄的水膜,由于表面成分或者受力變形等的不均勻,鋁擱架結(jié)構(gòu)部件在制作過程中冷熱加工處理,如焊接、彎折等應(yīng)力集中的部位易生成鐵銹。可采用鍍鋅后再烤漆的保護手段,以避免或減緩鋁擱架結(jié)構(gòu)的腐蝕速度,或者考慮到設(shè)計應(yīng)用環(huán)境下鋁擱架結(jié)構(gòu)的腐蝕速度,增加結(jié)構(gòu)部件的料厚設(shè)計,以保障鋁擱架結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用壽命。
速凍擱架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要與擱架的類別與結(jié)構(gòu)形式、存儲單元的荷載模式與單元尺寸、結(jié)構(gòu)部件本身的剛度與剛度分布、各構(gòu)件的初始缺陷與受力狀態(tài)或荷載特征等相關(guān),須合理選擇材料及其結(jié)構(gòu)。理論上在低溫冷庫環(huán)境下,鋁擱架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要格外關(guān)注溫、濕度變化及其使用環(huán)境溫度下對鋁擱架結(jié)構(gòu)的節(jié)點位移、節(jié)點應(yīng)力等影響,隨著環(huán)境溫度的降低,鋁材的斷裂強度變化很小,鋁材的屈服強度和限定強度提高,鋁材的塑性下降,脆性增加,鋁的沖擊韌性顯著減小。有理論研究表明∶在處于韌性狀態(tài)的材料中,裂紋的擴展須有外力做功,如果外力停止做功,裂紋也就停止擴展,而處于脆性狀態(tài)的材料中,裂紋的擴展幾乎不需要外力做功,僅在裂紋起裂時,從拉應(yīng)力場中釋放出的彈性能可驅(qū)動裂紋相當(dāng)迅速地擴展。而在低溫冷庫環(huán)境下,鋁擱架結(jié)構(gòu)部件的塑性降低,脆性增加,其結(jié)構(gòu)具有低溫脆斷趨勢,這也是低溫冷庫環(huán)境下分析和計算速凍擱架結(jié)構(gòu)的強度、剛度及穩(wěn)定性問題的難點之一。