目前多数立体仓库采用的是单立柱结构的巷道堆垛机，如图15－3所示。它 的优点是构造简单，横向尺寸紧凑，巷道宽度可以小，而且围绕立柱能选用不 同载货台。它的缺点是受力情况相对来说比较复杂，特别是在大型立体仓库里，立柱高达 20米以上，载货重量达1500公斤，立柱很难保证有充足的强度、刚度和稳定能力。 下面应用界限状态法，按照钢结构设计新规范的有关法律法规，对堆垛机结构进行强

  巷道堆垛机是立体仓库中用于搬运和存取货物的主要设备。是随立体仓库的 使用而发展起来的专用起重机。巷道堆垛机起重量一般不超过2吨，特殊情况可 达4～5吨，起升高度最高到40米，大多数在20米左右，堆垛机正常的作业过程是： 在高层货架区的巷道内沿纵向往返运行（运行机构），载货台沿立柱高度方向升 降（起升卷绕机构），货叉从巷道横向伸入货格或缩回（货叉伸缩机构）。堆垛 机由以上三个机构运行，可以从巷道口到巷道内两侧任何一个货格位置完成货物 的存取作业。因此，堆垛机具有整机结构高而窄，其金属结构设计时强度、刚度 及稳定性均有很高要求的特点。另外依据结构及形式可分为单立柱和双立柱两种类 型。如图15－2所示。

  Sw ——立柱振动系数， Sw = cosωnt −1, Sw的最大绝对值取2。 其中 ωn ——立柱振动圆频率。 ② 弯矩放大系数 由图15－6可见，在YOZ平面内，立柱承受轴向压力F、横向力PH 和横向力矩 Mz的共同作用，是压弯构件，它可以简化认为：轴向压力始终平行于Z轴，并在 顶端作用有弯矩，因而立柱弯曲变形可用图15－7表示。图中f0 是由横向载荷PH 与Mz 的作用在顶端产生的挠度。在轴向力F的作用下，挠度由f0 增大为f，根据弹 性分析和有关公式：

  （15－20）的解。确定θ0值后由 n0 = θ0 H 可得立柱中心受压临界力

  参看图15－3，在XOZ平面内由于上部导轨的导向作用，计算简图如图15－10 所示。在此平面内立柱也是压弯构件，轴向压力为F，横向弯矩

  Bi —巷道堆垛机。在货架巷道内任何货位能自动存入和取出货物。i为巷道堆垛机 台数。

  Cj —出入库系统。联结货架巷道口和出入库台口的货物输送及缓冲调节设备。j 为独立的链、辊段数。

  Dk —AGV（自动地面搬运车辆）或其它地面搬运车辆。用于联结出入库台口和 仓库外部运输车辆（或自动运输线）的货物搬运和装卸。ｋ为搬运车台数。

  图15－3 单立柱堆垛机结构示意图 1- 立柱; 2-货叉机构; 3-载货台; 4-导轨; 5-地面轨道;

  当载荷处于最高位置时，立柱的受力状况最为不利，这时各部分的载荷位置 及尺寸示于图15－4。参看图15－4，由力学平衡条件可求得载货台滚轮对立柱导 轨的作业力和提升总拉力。 图中 Q ——额定起重量（kN）；

  为了确定δ11 值，先计算下横梁和立柱连接处截面产生单位转角的力矩。根据 位移法，由于节点单位位移引起的附加约束反力矩 r11（见图15－8b）等于节点各 杆由于单位位移产生的杆端弯矩之和（见图15－8c）。图中i1、i2分别表示两段下 横梁的线性刚度，即

  度、刚度和稳定能力分析计算，为有关设计计算提供理论依照。 1、 结构计算简图 （1） 外载荷计算 巷道堆垛机沿巷道内的地面轨道运行，视为Y轴向运行，立柱上的载货台沿

  导轨升降，视为Z轴向运行；载货台的货叉对巷道两边货架进行存取作业，视为X 轴向运行。图15－3是堆垛机正常作业的示意图。

  ③ 立柱顶部作用力 利用图15－5表示堆垛机载货台提升卷绕系统的力学简图，由此确定立柱顶

  参看图15－8，当立柱顶端作用有临界力Fk ，产生侧位移δ时，下端由于下 横梁的抗弯刚度阻碍其自由产生转角,因此下横梁是立柱的弹性支座,弹性转角

  为Φ,ϕ = δ11Fkδ 是支座截面上作用单位载荷( m = 1)时引起的弹性变形。根据压杆 稳定计算的基本假定,从图15－8可得立柱任意截面(图示的Z截面)上的力学平衡 方程:

  在式（15-13）、（15-14）中，当z=0，y=0，立柱根部有最大弯矩：

  (ⅱ) A、B、δ有无穷多解。我们确定临界载荷时需求其最小值或称本征值。

  于最不利情况。此时的YOZ平面结构计算简图如图15－6。图中H和B分别为堆垛机

  总高与走轮间距；PH为水平惯性力，h为上滚轮距立柱顶端的距离，b1和b2分别为 立柱截面X方向中性轴到下横梁两支点（车轮中心线）的距离。图中的轴向压力F

  Gt ——载货台自重（kN）； Gs——包括司机体重在内的司机室自重（kN）； Gc——货叉机构自重（kN）；

  L1、L2、L3、L0、Ls、e——各种载荷作用位置（mm）； Pz 、Pc ——分别为导轨对正滚轮和侧滚轮的反作用力（kN）； T——提升总拉力（kN）。

  C值确定后，公式的ctgθ可利用图15－9求θ值，交点P所对应的θ0就是式

  式中 ml 、mh 、mt 、mts 、mlz——分别为上部横梁质量、滑轮质量、包括货物 在内的载货台总质量、提升机构质量和立柱均布质量。