货架结构设计应该如何进行？货架结构计算报告和货架有限元计算报告有什么区别？货架有必要做3D仿真设计吗？这是业主们经常问到的问题。其实，不仅是业主，很多货架设计从业者对此也不是很清楚。本文深入浅出地解释了这些问题。
货架结构设计，也称为结构计算，简单来说就是检查货架的承载能力是否安全、足够。货架各部件不能损坏，货架整体不能倒塌。货架结构设计应按照规定的标准或规范进行，而不是仅仅套用几个公式和几行计算。
1、传统设计方法
传统的货架结构设计分为内力计算和构件验证两个步骤。内力的计算就是看货架承受什么荷载，哪些荷载会同时作用在货架上，然后计算出在这些荷载的作用下，各个立柱、横梁、斜撑等分担了多少力（所谓内力）。 。组件验证是检查所有组件（包括节点）是否能够承受它们共享的力（内力）。记录内力分析和构件验证的过程，即货架结构计算报告或货架结构计算书。只有所有部件都通过验证，才意味着整个货架结构设计符合要求。
对于简单的货架，内力计算可以手工完成，但需要扎实的结构力学基础。对于稍微复杂一点的货架，无法进行手工计算，必须通过有限元软件建模计算来完成内力计算。鉴于此，有人将货架结构计算报告称为货架有限元计算报告。目前，市场上的商用结构设计软件已经相当成熟，都可以对货架进行建模并完成内力计算。
元件验证需要根据标准或规范给出的公式进行计算。主要目的是计算构件的承载能力，看承载能力是否大于其内力。标准或规范公式已充分考虑了构件的材料、尺寸、应力特征、失效模式等，您只需一步步完成计算即可。由于货架的构件数量较多，载荷组合也较多，仅人工校验的工作量就非常巨大。目前还没有商业软件将货架规格写入软件中。因此，如果货架结构计算报告是由目前的商业软件生成的，那么可以肯定的是钢结构计算书软件，该报告并没有严格遵循两步式货架结构设计。组件校准是核心（主要是支柱）完全是骗人的。尽管有些商业软件已将国外冷弯型钢规范写入软件中，但由于货架立柱的复杂性，仍然无法严格按照货架规范对立柱进行检查。
2、直接设计法
除了上述传统的两步法进行货架结构设计外，还可以采用一步式直接设计方法，即对货架组合施加载荷，看货架上的最大应力是否超过货架的强度。货架钢。如果没有超过最大应力，则可以直接判定货架结构的承载能力满足要求。直接设计方法必须借助有限元软件来实现，这样出具的报告绝对可以称为有限元计算报告。
直接设计方法省去了元件验证第二步的繁琐计算。看似简单方便，但为什么不推荐呢？原因是它的操作对专业性要求非常高，零部件的材质、规格、尺寸、受力特性、失效模式等都必须准确地反映在模型中。应考虑以下因素。如果不充分考虑，直接设计方法得到的货架荷载将严重偏高，导致设计不安全。
1、机架构件（主要是立柱）为薄壁钢构件。为了模拟它们的受力行为，直接设计的有限元模型不能采用杆单元建模钢结构计算书软件，而应采用壳单元；
2、机架构件（主要是立柱）为冷弯成型，有相当大的残余应力，会降低承载能力。直接设计的有限元模型必须考虑残余应力的影响；
3、如果货架立柱上有开口，则必须将这些孔建立到有限元模型中；
4、构件之间的节点特征应与实际情况相符，如梁柱节点半刚性节点、柱脚节点半刚性节点、支柱与拉杆的铰接节点等；
5、有限元模型中应考虑货架结构的整体缺陷，如下图所示。
6、有限元模型中应考虑货架立柱的构件几何缺陷，如下图所示。
7、有限元模型中应考虑货架立柱的截面几何缺陷，如下图所示。
直接设计方法极其复杂，真正有能力完成并愿意花大量时间去做的人在国内屈指可数。
直接设计方法基本上考虑了货架的主要力学特性，并将其反映在有限元模型中。只有这样的受力分析才能称为货架的三维仿真设计。我们见过太多带有彩色应力云图的货架结构计算报告，其真实水平让人忍俊不禁。
3.WeRack、WeRack货架结构设计软件
基于以上原因，目前主流的货架结构设计标准或规范仍然采用传统的两步设计方法。遗憾的是，在目前文字为王的货架市场，即使是龙头货架企业也没有严格遵循货架结构设计的标准。元件验证的第二步是利用商业软件随意合理地计算。性本身就说明了一切。虽然货架材料的选择可能足够，虽然货架可能没有问题，但货架结构计算报告的逻辑是错误的。
WeRack开发了机架结构设计软件（WeRack），为冷弯薄壁钢机架结构提供多种基于规范的设计功能。 WeRack针对目前市场上的商业软件只能分析货架结构的内力而无法对货架构件进行实际验证的问题，开发了内力导出功能。根据导出的内力，可以根据货架结构设计规范对构件进行验证。目前，WeRack可以自动检查中国标准、欧洲标准、美国标准和澳大利亚标准的钢架主要部件（核心是立柱）。 WeRack不仅节省了货架结构工程师手动计算和验证的工作时间，而且严格按照货架规格自动进行验证，避免了人为失误造成的误差，保证了结果的可靠性和准确性。验证完成后，WeRack可以根据验证结果生成货架结构计算报告。目前该软件已经测试完毕，预计下个月上线，敬请期待。
