Finite element analysis of steel storage rack connections

Authors

  • Flávio Teixeira Souza Instituto Federal de Minas Gerais (IFMG), Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil, flavio.souza@ifmg.edu.br
  • Arlene Maria Cunha Sarmanho Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil, arlene@ufop.edu.com
  • Ana Paula Magalhães Machado Faculdade Santa Rita (FSR), Chape´có, Santa Catarina, Brasil, anapaulammachado@icloud.com

DOI:

https://doi.org/10.5216/reec.v17i1.56639

Keywords:

Steel storage systems, Cold formed profiles, Semi-rigid connections, Strutural systems, Finite element method

Abstract

ABSTRACT: Steel storage racks are important for increasing storage density, leading to high storage in less area. However, they are slender structures and have particularities that make their design difficult, demanding experimental tests to evaluate their behavior and resistance. In this paper are presented the use of finite element method to evaluate the resistance of joint connections between racks columns and beams in steel storage structures. These connections are semi-rigid and are very important in system stability.  The analysis results have good agreement to experimental data found in literature, considering the connection moment resistance and its linear elastic behavior. These results indicated the suitability of finite element model, but it demands consideration of residual stresses to improve the finite element model method accuracy.

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Author Biographies

Flávio Teixeira Souza, Instituto Federal de Minas Gerais (IFMG), Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil, flavio.souza@ifmg.edu.br

Engenheiro Civil, D.Sc., Professor, Instituto Federal de Minas Gerais Campus Ouro Preto.

Arlene Maria Cunha Sarmanho, Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil, arlene@ufop.edu.com

    Engenheira Civil, D.Sc., Professora, Universidade Federal de Ouro Preto.

Ana Paula Magalhães Machado, Faculdade Santa Rita (FSR), Chape´có, Santa Catarina, Brasil, anapaulammachado@icloud.com

Engenheira Civil, M.Sc., Professora, Faculdade Santa Rita.

References

ÁGUIA. Disponível em (http://www.aguiasistemas.com.br/aguiasistemas/). Acessado em data 2011.

ANSYS (2010). User´s Manual for revision 11. Swanson Analysis Systems Inc. Inc., Houston, PA. 2010.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 14762: Dimensionamento de Estruturas de Aço Constituídas por Perfis Formados a Frio. Rio de Janeiro. 2010.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8800: Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mista de Aço e Concreto de Edifícios. Rio de Janeiro. 2008.

BERNUZZI, C. SIMONCELLI, M. EU and US Design Approaches for Steel Storage Pallet Racks With Mono-symmetric Cross-section Uprights. Thin-Walled Structures. V. 113. p. 181-204. 2017.

FREITAS, A. M. S., FREITAS, M. S. R., SOUZA, F. T. Analysis and behavior of steel storage drive-in racks. Thin-Walled Structures.48, p. 110-117, 2010.

GILBERT, B., RASMUSSEN, K. J. R., BALDASSINO, N., CUDINI, T., & ROVERE, L. Determining the Transversal Shear Stiffness of Steel Storage Rack Upright Frames. Journal of Constructional Steel Research.78. p. 107–116. 2012.

GODLEY, M.H. R. Storage Racking In: Design of Cold Formed Steel Members. Elsevier Aplied Science, Amsterdam, Ed Rhodes, Chapter 11, p. 361-399, 1991.

Grupo Alpha Porta Pallets: site comercial. Disponível em: . Acesso em 01 de fevereiro de 2018.

GUSELLA, F., ORLANDO, M., VIGNOLI, A., THIELE, K. Flexural capacity of steel rack connections via the component method. The Open Construction and Building Technology Journal, 2018, 12, (Suppl-1, M3) 90-100.

GUSELLA, F., ARWADE, S. R., ORLANDO, M., PETERMAN, K.D. Influence of mechanical and geometric uncertainty on rack connection structural response. Journal of constructional steel research. 153, p. 343-355, 2019.

JUNGHEINRICH: site comercial. Disponível em: <http://www.jungheinrich.pt/intralogistica/sistemas-armazenagem/estanteria-movel/>. Acesso em 01 de fevereiro de 2018.

MIRANDA, S. A. Análise de Ligações de Sistemas de Armazenagem Industrial Tipo Porta – Pallets. 2011. 96 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.

NEIVA, L. H. A.; SALES, A. E. A. ; ELIAS, G. C. ; SARMANHO, A. M. ; SOUZA, F. T. Análise do modo distorcional de elementos perfurados segundo Método da Resistência Direta. Revista da Estrutura de Aço, v. 7, p. 17-36, 2018a.

NEIVA, L. H. A.; SARMANHO, A. M. C.; FARIA, V. O.; SOUZA, F. T.; STARLINO, J. A. B. Numerical and experimental analysis of perforated rack members under compression. Thin-WalledStructures. 130, p. 176-193, 2018b.

OLIVEIRA, A. M. Análise Teórico-Experimental de Sistemas Estruturais de Armazenamento (Rack`s). 2000. 184 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2000.

PRABHA P., MARIMUTHU V., SARAVANAN M., JAYACHANDRAN S. A. Evaluation of connection flexibility in cold formed steel racks. Journal of Constructional Steel Research.66 (7), p.863–872, Julho, 2010.

RMI. Specification for the design, testing and utilization of industrial steel storage racks. Charlotte, U.S.A.: Rack Manufacturers Institute; 2012.

SARAWIT, T. A. PEKOZ, T. Cold-formed Steel Frame and Beam-column Design.American Iron and Steel Institute. RevisedEdition. 2006.

SARMANHO, A. M. C. Relatório interno de consultoria técnica. Laboratório de Estruturas Altamiro Tibiriçá Dias, UFOP, 2007.

SHAH, N.H. RAMLI SULONG, R. KHAN, M.Z. JUMAAT, M. SHARIATI. Behavior of Industrial Steel Rack Connections. Mechanical Systems andSignal Processing. 70-71. p. 725-740. 2016.

SHARIATI, M., TAHIR, M.M., TEE C. W., SHAH, S.N.R., JALALI, A., ABDULLAHI, M.M., KHORAMI, M. Experimental investigations on monotonic and cyclic behavior of steel pallet rack connections. Engineering Failure Analysis. 85, p. 149-166, 2018.

SHARIATI, M. TRUNG, N., WAKIL, K., MEHRABI, P., SAFA, M., KHORAMI, M. Estimation of moment and rotation os steel rack connections using extreme learning machine. Steel and Composite Structures. 31(5), p 427-435, 2019.

Published

2021-12-01

How to Cite

TEIXEIRA SOUZA, F.; MARIA CUNHA SARMANHO, A.; MAGALHÃES MACHADO, A. P. Finite element analysis of steel storage rack connections . REEC - Revista Eletrônica de Engenharia Civil, Goiânia, v. 17, n. 1, p. 16–30, 2021. DOI: 10.5216/reec.v17i1.56639. Disponível em: https://revistas.ufg.br/reec/article/view/56639. Acesso em: 20 dec. 2024.