A low cost proposal to retrofit steel storage pallet racks

Cold-formed thin-walled profiles are mostly used for the design and production of pallet rack structures, which are used for storing goods on pallets. The receptacle structures have common characteristics, even for different geometries and structure sizes. Such commonalities are the bracings – both longitudinal and transversal. Furthermore, recently, the design of pallet structures is often assisted by testing in designated laboratories, which has led to net improvements of the knowledge on their behavior. Consequently, this has open the way to further possibilities of structural optimization during the design phase. There are, however, other relevant aspects that can furnish more guidelines towards a more optimal design process. The removal of the longitudinal bracings in order to give way to devices that lead to a more rigid beam-to-column connection, placed in suitable locations, can be used as an example of more optimal design. Such type of devices and the influence they exercise on the structural behavior, while permanent and seismic loads are acting upon the pallet racks, is the scope of this master thesis. The structural response of a certain number of receptacle structures, each with different geometry and size and different location of where the special devices are inserted, is evaluated. Such study provides the values of the load carrying capacity of the uprights and the lateral displacements. The data obtained is then used to do a comparative analysis that aims at giving precise indications, that are of practical interest, as to how better design solutions can be obtained both in economic and behavioral terms compared with the standard use of longitudinal bracings. Furthermore, the results are commented with the scope of being able to propose further indications as to how to treat retrofitting problems of existing pallet racks subject to earthquake excitation. The appendices contain the adopted structural models, the code used to elaborate the structural analysis output data and the comparative analysis tables.

Gli elementi sagomati a freddo in parete sottile, vengono utilizzati nella maggior parte dei casi nella produzione di scaffalature metalliche, che servono per immagazzinare merci di diverso tipo tramite l’uso di pallet. Dette scaffalature presentono alcune caratteristiche in comune anche per geometrie degli elementi strutturali e dimensioni delle strutture diverse. Una di queste caratteristiche e’ la presenza di controventi nelle due direzioni della scaffalatura – longitudinale e trasversale. Inoltre, recentemente, la progettazione di scaffalature porta pallet viene molto spesso accompagnata da prove di laboratorio che porta ad un netto miglioramento delle conoscenze sul loro comportamento e come conseguenza la possibile ottimizzazione nella fase progettuale. Esistono, però, altri aspetti di una certa rilevanza, che possono furnire nella fase progettuale delle linee guida per una progettazione ottimale. Come esempio, si può prendere in considerazione la rimozione dei controventi longitudinale e l’irrigidimento di determinati giunti trave-colonna. Questo tipo di irrigidimento e l’influenza che esso esercita sul comportamento della struttura in presenza di carico permanente e carico dovuto ad azione sismica e’ l’oggetto di studio di questa tesi di laurea magistrale. In partiolare, viene valutata la risposta di un determinato numero di scaffalature con geometrie diverse, e posizione di detti irrigidimenti deverse, in termini di capacita’ portante e spostamenti laterali. Con questi dati vengono eseguite delle analisi comparative in modo da fornire indicazioni precise e di interesse pratico sulle possibili scelte progettuali e come esse portano dei vantaggi sia in termini economici che in termini di comportamento strutturale rispetto all’usuale impiego di controventi longitudinali. Inoltre, vengono commentati i risultati ottenuti con lo scopo di proporre ulteriori indicazioni su come trattare problemi di adeguamento sismico di scaffalature esistenti. Negli appendici vengono presentati i modelli adottati, il codice utilizzato per trattare i dati di output delle analisi strutturali e le tabelle contenenti le analisi comparative.