Steel storage pallet rack system in the seismic zone : structural design and cost optimization

This paper aims to structural design and cost optimization of the steel storage pallet rack system in the seismic zone. Cold-formed thin-walled profiles are mostly used for the design and manufacture of pallet rack structures, which are used for storing goods on pallets. Multifarious studies have been conducted in the different models and consequently, this has opened the way for further possibilities of structural optimization during the design phase. Particularly, after an introductory part (Chapter 1) related to the presentation of the objective of the thesis, one passes to the main problems associated to the instability issue (Chapter 2), a globally present phenomenon for this type of structures. Afterwards, the Finite Element formulation is explained (Chapter 3), being a necessary approach for the structural analysis and design of these framed systems. Thereafter, one presents an overview regarding the design rules that are to be used both in the static and seismic field, and therefore it becomes necessary to present a parametric analysis (Chapter 4), varying the number of spans (beams), the number of loading levels and the applied load. The stucture geometry and definition of profiles area explained (Chapter 5) and only after, there is appraised the load values, load combinations and pallet load (Chapter 6) and then seismic actions, response spectrum definition mentioned using NTC software and NTC regulations (Chapter 7). After the characterization of the eccentricites (Chapter 8), different structural analyses and verifications on the case study are assembled (Chapter 9). The results undoubtedly suggest the need for the development of clear and unambiguous arrangments and change of profiles for the roof system (Chapter 10), the transversal section (Chapter 11), and the longitudinal setion (Chapter 12), the optimization may generate substantial differences between values of the performance for the same structure, depending on the choice of designs. At the end, the cost optimization is made for the case study and the proposal models in order to see the implementations also from the economical point of view (Chapter 13). In conclusion, the present research intends to enrich the state of knowledge of the dimensioning process of the structural steel storage racks and perform different analyses and methodologies for optimization of cross-sections and low-cost proposal design. In particular, buckling, response spectrum, modal and non-linear analysis are implemented.

Questo documento mira alla progettazione strutturale e all'ottimizzazione dei costi del sistema di scaffalature portapallet in acciaio nella zona sismica. I profili a parete sottile formati a freddo sono utilizzati principalmente per la progettazione e la produzione di strutture di scaffalature portapallet, che vengono utilizzate per lo stoccaggio di merci su pallet. Studi multiformi sono state condotte nei diversi modelli e, di conseguenza, questo ha aperto la strada a ulteriori possibilità di ottimizzazione strutturale in fase di progettazione. In particolare, dopo una parte introduttiva (Capitolo 1) relativa alla presentazione dell'obiettivo di la tesi, si passa alle principali problematiche legate al tema dell'instabilità (Capitolo 2), a fenomeno globalmente presente per questo tipo di strutture. Successivamente, l'elemento finito viene spiegata la formulazione (Capitolo 3), essendo un approccio necessario per l'analisi strutturale e progettazione di questi sistemi intelaiati. Successivamente, si presenta una panoramica delle regole di progettazione che devono essere utilizzati sia in campo statico che sismico, e quindi diventa necessario presentare un'analisi parametrica (Capitolo 4), variando il numero di campate (travi), il numero di livelli di carico e il carico applicato. La geometria della struttura e la definizione dell'area dei profili spiegato (Capitolo 5) e solo dopo si valutano i valori di carico, le combinazioni di carico e carico del pallet (Capitolo 6) e quindi azioni sismiche, definizione dello spettro di risposta menzionata utilizzando Software NTC e normative NTC (Capitolo 7). Dopo la caratterizzazione delle eccentriciti (Capitolo 8), vengono assemblate diverse analisi strutturali e verifiche sul caso di studio (Capitolo 9). I risultati suggeriscono indubbiamente la necessità dello sviluppo di clear and disposizioni univoche e cambio di profili per il sistema del tetto (Capitolo 10), il trasversale sezione (Capitolo 11) e la sezione longitudinale (Capitolo 12), l'ottimizzazione può generare differenze sostanziali tra i valori della prestazione per la stessa struttura, a seconda la scelta dei disegni. Al termine, viene effettuata l'ottimizzazione dei costi per il caso di studio e la proposta modelli per vedere le implementazioni anche dal punto di vista economico (Capitolo 13). In conclusione, la presente ricerca intende arricchire lo stato delle conoscenze del dimensionamento processo delle scaffalature di stoccaggio in acciaio strutturale ed eseguire diverse analisi e metodologie per ottimizzazione delle sezioni e progettazione di proposte a basso costo. In particolare, instabilità, risposta vengono implementate analisi di spettro, modale e non lineare.