У Туреччині вибір між автоматизованим складом із кранами-штабелерами (AS/RS) і чотиристороннім шатлом для палет ми зводимо до чотирьох речей: наявна будівля чи новий склад, сейсмічні параметри майданчика, кількість палет на надходження і видачу в пікову годину та температура зберігання. Для нового самонесучого стелажного складу (rack-clad) з великою кількістю SKU і невеликою кількістю палет на кожен SKU ми починаємо з проєкту на кранах-штабелерах. Для наявної будівлі з обмеженою корисною висотою чи неправильним планом, холодильного складу або інвестиції, яку доводиться розбивати на черги, чотиристоронній шатл вписати легше. У будь-якому разі без координат майданчика і геотехнічного звіту висота стелажів і тоннаж сталі залишаються лише оцінками.
Коротка відповідь
- Для нового самонесучого палетного складу заввишки понад 25 м ми зазвичай спершу проєктуємо AS/RS із кранами-штабелерами, а чотиристоронній шатл беремо для порівняння.
- У наявній будівлі, на Г-подібній ділянці чи за густої сітки колон чотиристоронньому шатлу не потрібні проходи для кранів, і на тій самій площі він уміщує більше палет, ніж склад із кранами одинарної глибини; наскільки більше, видно лише тоді, коли планування накреслено з урахуванням колон.
- У Туреччині сейсмічні впливи на майданчику беруть із TBDY 2018 і карти сейсмічної небезпеки AFAD; стелажі чотиристоронніх шатлів виключено зі сфери EN 15512, а EN 16681 окремо їх не розглядає, тож методику перевірки спершу погодьте з інженером-конструктором.
Наявна будівля чи новий самонесучий склад: це вирішують насамперед
У наявній будівлі корисна висота, сітка колон і підлога вже задані. Автоматизованому складу з кранами-штабелерами потрібен прохід, ширину якого визначають палета і поперечний переріз крана. У наших проєктах за одинарної глибини зберігання стандартних палет відстань між вантажами по обидва боки проходу становить близько 1,5 м (реальну цифру дає креслення поперечного перерізу), а крок стійок має враховувати ще й звис палети. Нижня рейка, верхня рейка і верхня конструкція крана забирають додаткову висоту. У старій будівлі з корисною висотою близько 10 м один прохід уміщує лише кілька ярусів, і постійні витрати на фундамент під рейку і сам кран у перерахунку на одне палетомісце виходять високими. Будівлі заввишки 4–6 м ми розглядаємо в посібнику про автоматизацію складу з низькою стелею, тож тут цього не повторюємо.
Стелаж чотиристороннього шатла має на кожному ярусі магістральну рейку, від якої в канали зберігання відходять рейки. Магістральна рейка вужча за прохід крана, тож комірки можна розставити за сіткою колон і неправильними межами ділянки, хоча машині все одно потрібні зазори біля колон і на поворотах. Якщо власник наполягає на крані-штабелері, але не хоче чіпати підлогу, варто оцінити безрейковий робот-штабелер: без нижньої рейки і важкого фундаменту, з вантажопідйомністю, розрахованою під проєкт.
У нових будівлях картина протилежна. У самонесучій конструкції стелаж і є будівлею: стінові панелі й покрівлю кріплять безпосередньо до нього. У наших минулих проєктах такі склади з кранами сягали 30–40 м, і що вищий склад, то більше палетомісць обслуговує кожен кран. Стелажі чотиристоронніх шатлів ми плануємо приблизно до 30 м. Вище кожен рейс підйомника подовжується, і першим перестає вкладатися в розрахунок саме підйомник.
Які норми регулюють сейсмічне проєктування стелажів у Туреччині?
Сейсмічне проєктування будівель у Туреччині виконують за турецькими сейсмічними нормами для будівель TBDY 2018, чинними з 1 січня 2019 року. За координатами майданчика вони беруть із карти сейсмічної небезпеки Туреччини AFAD параметри для чотирьох рівнів сейсмічного впливу, а потім коригують їх за класом ґрунту. Для майданчика класу ZF потрібен аналіз реакції ґрунту саме для цього майданчика.
TBDY 2018 стосується будівель і не містить положень про палетні стелажі. Щодо споруд поза своєю сферою дії норми зазначають, що до появи спеціальних правил пріоритет мають турецькі стандарти, а міжнародно визнані рівноцінні стандарти можна застосовувати з дотриманням принципів TBDY. Для складу з кранами й окремо розташованими фронтальними стелажами звичайна практика така: сейсмічні впливи — за TBDY 2018, розрахунок елементів — за EN 15512, сейсмічні принципи — за EN 16681. Одне змішувати не можна: спектри реакції TBDY і коефіцієнти поведінки з EN 1998-1 не належать до одного розрахунку, і звіт про розрахунок конструкцій має зазначати, який набір застосовано.
Самонесучий склад сам є будівлею. Для таких споруд EN 15512 і EN 16681 лише доповнюють те, чого не охоплюють EN 1993 і EN 1998. Які правила застосовуються на етапі отримання дозволу на будівництво і які частини підпадають під TBDY 2018, вирішує місцевий орган влади, а підтвердити це має місцевий інженер-конструктор. Розділ TBDY про неконструктивні елементи та обладнання встановлює, що елемент, вага якого перевищує 10% загальної ваги його поверху, розраховують як частину основної конструкції. Чи поширюється це правило на стелажі, знову ж таки вирішують інженер-конструктор і орган влади.
Для чотиристоронніх шатлів потрібен ще один крок. EN 15512 виключає зі своєї сфери шатлові системи, а також набивні й прохідні стелажі. EN 16681 теж виключає набивні й прохідні стелажі, і жоден із двох стандартів окремо не розглядає рейкові стелажі чотиристоронніх шатлів. У FEM є настанова з проєктування шатлових стелажів (FEM 10.2.19). Її тексту ми не бачили, тож чи застосовна вона до стелажів чотиристоронніх шатлів і як пов’язана із сейсмічною перевіркою, теж треба пункт за пунктом підтвердити з інженером-конструктором. Методику перевірки визначте на етапі концепції; на етапі подання документів на дозвіл це вже запізно. На майданчиках із високими сейсмічними параметрами стійки, зв’язки, анкерні болти і фундаменти стають важчими, а іноді доводиться обмежувати й висоту стелажа. Ці витрати можна визначити лише для кожного майданчика окремо.
Пропускна здатність і резервування: проходи, машини й підйомники
Пропускну здатність розраховуйте за даними пікової години, а не за середньодобовими значеннями. Скажімо, у пікову годину одночасно надходять 120 палет і 120 палет видаються. Кран-штабелер розраховують на подвійні цикли: одне розміщення плюс одна видача. У минулих проєктах нашої команди один кран виконував приблизно від 30 до 60 подвійних циклів за годину залежно від висоти стелажа, довжини проходу і розташування точки приймання-видачі. Такий пік потребує 120 подвійних циклів, тобто 2–4 проходів плюс запас. Якщо в пік майже самі видачі й майже немає розміщень, кран може працювати лише одинарними циклами. Як рахувати подвійні цикли з контрольними точками FEM 9.851, ми пояснюємо в посібнику про продуктивність кранів-штабелерів.
Далі зіставте кількість проходів із місткістю. Якщо запаси вміщуються у 2 проходи, а пропускна здатність вимагає 4, за два додаткові ви платите лише заради швидкості, і саме тоді чотиристоронній шатл заслуговує на повноцінний розрахунок.
Продуктивність системи чотиристоронніх шатлів — найменша з трьох величин: парку машин, палетних підйомників і палетного конвеєра на вході. Для палетних підйомників зворотно-поступальної дії стандартної межі за годину немає; більша висота підйому і важчі палети знижують продуктивність. Якщо всі 240 палет/год із наведеного прикладу проходять через підйомники, кількість підйомників визначайте за фактичною продуктивністю вибраної моделі плюс запас, а парк машин — моделюванням. Машини можна додати пізніше, але місця підйомників фіксують під час будівництва складу, тож у поетапному проєкті шахти майбутніх підйомників та інтерфейси на вході треба зарезервувати від самого початку.
Щільність залежить від профілю SKU. Крани подвійної глибини скорочують відставання від чотиристоронніх шатлів; телескопічні вила потрійної глибини погіршують і час циклу, і зазори в комірках, тож ми застосовуємо їх рідко. Глибина каналів на складі з чотиристоронніми шатлами теж залежить від профілю SKU. Якщо на SKU припадають десятки палет, канали можуть бути глибокими; якщо одна-дві — канали мають бути короткими, перевага в щільності зменшується, а перестановок стає більше.
Найбільше дві системи різняться схемою резервування. На складі з кранами на кожен прохід припадає один кран: коли він зупиняється, з цього проходу нічого не видати, тож кожен SKU слід розподіляти по кількох проходах. Несправний шатл спершу треба зняти з рейок, інакше він блокує свою магістральну рейку або канал. Єдина точка відмови — підйомник, і там, де потрібне резервування, у кожній зоні ставлять щонайменше два. Складність системи чотиристоронніх шатлів зосереджена в програмному забезпеченні керування парком. На FAT слід перевірити диспетчеризацію кількох машин і типові несправності, але продуктивність усього складу і евакуацію машин повною мірою можна випробувати лише на об’єкті.
Що перевірити для холодильних складів і підлоги
Для морозильних складів на −25 °C обидві системи мають низькотемпературне виконання. Складу з чотиристоронніми шатлами не потрібні проходи, тож за тієї самої кількості палет охолоджувати доводиться менший об’єм, а щоденна робота може обходитися без людей усередині. Ціна цього — заряджання акумуляторів чи суперконденсаторів за низької температури та евакуацію несправних машин треба закласти в проєкт від самого початку. Холодильні склади з кранами зазвичай самонесучі, з теплоізоляційними панелями, навішеними на стелаж: огороджувальні конструкції обходяться дешевше, але для обслуговування доводиться заходити в прохід. Підлога морозильного складу потребує захисту від морозного здимання — підігрівом або вентиляцією, — а вузол, де анкерні болти проходять крізь теплоізоляцію і пароізоляцію, треба проєктувати окремо. Вологі дерев’яні палети всередині замерзають і деформуються.
Навантаження від коліс крана зосереджуються на нижній рейці, тож у наявній будівлі під рейкою потрібен стрічковий фундамент або місцеве підсилення; у самонесучому складі фундамент — це фундамент будівлі, який проєктують з урахуванням нерівномірного осідання за геотехнічним звітом. Стелажі чотиристоронніх шатлів стоять на плиті, і нерівності та осідання підлоги передаються на рейки кожного ярусу. EN 15620, на який зазвичай посилаються щодо допусків стелажів, не охоплює саму підлогу і не поширюється на спеціальні системи, як-от сателітні машини (про це йдеться й у нашому посібнику про склади з низькою стелею), тож допуски на рейки має задати постачальник, і їх вносять у договір. У наявній будівлі ми спершу знімаємо рівність підлоги, перевіряємо товщину плити, армування і шви, а потім перевіряємо анкерні болти на виривання і зсув для сейсмічного розрахункового випадку.
Коли кран-штабелер або чотиристоронній шатл — хибний вибір?
| AS/RS із кранами-штабелерами | Чотиристоронній шатл | |
|---|---|---|
| Придатна будівля | Новий самонесучий висотний склад, ділянка правильної прямокутної форми | Наявна будівля, обмежена корисна висота, ділянка неправильної форми |
| Висота стелажа (діапазон із досвіду) | Самонесучий склад, близько 30–40 м | Приблизно до 30 м; вище — спершу розрахувати підйомники |
| Щільність зберігання | Нижча за одинарної глибини, середня за подвійної | Вища, ніж у складу з кранами одинарної глибини, залежить від профілю SKU |
| Поетапність | Черги по проходах; самонесучий склад важко розширити | Додати машини чи стелажні зони відносно легко |
| Сейсміка і підлога | Високі стелажі — високі сейсмічні вимоги; нижній рейці потрібен фундамент | Методику перевірки спершу погодити з інженером-конструктором; чутливий до рівності підлоги |
Кран-штабелер зазвичай виявляється хибним вибором у наявній будівлі з невеликою корисною висотою і густою сіткою колон, коли місткість невелика, а кількість проходів диктує потрібна швидкість, або коли власник хоче інвестувати частину зараз і розширюватися пізніше.
Чотиристоронній шатл зазвичай виявляється хибним вибором для нового висотного складу понад 30 м; коли вантажна одиниця важча за допустиме навантаження, перевірене разом для машини, рейок і підйомників (стандартні машини зазвичай розраховані до 1500 кг); коли SKU дуже багато, на кожен припадає одна-дві палети, а будь-яку палету треба видати швидко; коли пік зосереджений і підйомники не встигають; або коли власник не може супроводжувати програмне забезпечення керування парком і немає надійного місцевого сервісу.
Перш ніж складати пропозицію, ми запитуємо розміри й вагу палет, кількість палет на надходження і видачу в пікову годину, розподіл кількості палет за SKU, планування, геотехнічний звіт і те, як до складу під’єднано лінію палетизації на вході чи AGV-навантажувачі. Без сейсмічних параметрів і пікової пропускної здатності оцінка вартості може дуже відрізнятися від реальної.
Часті запитання
Ми зберігаємо палети в наявній будівлі з корисною висотою близько 12 м. Кран-штабелер чи чотиристоронній шатл?
Порівнюйте обидва варіанти. Для кожного ми розкладаємо палетомісця на кресленні поперечного перерізу, а потім дивимося на кількість палет на SKU, пікову пропускну здатність і на те, чи буде проєкт поетапним. За густої сітки колон чотиристоронній шатл частіше виявляється вигіднішим.
Чи можна в Туреччині виконувати сейсмічне проєктування стелажів просто за EN 16681?
Для окремо розташованих фронтальних стелажів — так, але сейсмічні впливи на майданчику треба брати з TBDY 2018 і карти AFAD. До самонесучих будівель і стелажів чотиристоронніх шатлів його просто так застосувати не можна; орієнтуйтеся на позицію місцевого органу влади й інженера-конструктора.
Якщо зламається один шатл, чи зупиниться весь склад?
Ні. Доки несправну машину не знято з рейок, її магістральна рейка або канал не працюють. Більший ризик — зупинка підйомника, тож там, де потрібне резервування, у кожній зоні ставлять два підйомники.
Наведені приклади з практики — типові випадки; дані з досвіду взято з минулих проєктів нашої команди, і це лише перший орієнтир. Кожен проєкт розраховують на його власних даних.
Джерела
- Турецькі сейсмічні норми для будівель TBDY 2018 (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği), Офіційний вісник Туреччини, 18 березня 2018 р., № 30364 (повторний випуск): https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
- Повний текст TBDY 2018 (пункт 1.1 — сфера дії, розділ 2 — сейсмічні впливи, розділ 6 — неконструктивні елементи): https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2-1.pdf
- AFAD, Карта сейсмічної небезпеки Туреччини (TDTH): https://tdth.afad.gov.tr/
- EN 16681:2016, Steel static storage systems: Adjustable pallet racking systems: Principles for seismic design (сфера застосування): https://knowledge.bsigroup.com/products/steel-static-storage-systems-adjustable-pallet-racking-systems-principles-for-seismic-design
- EN 15512:2020+A1:2022, Steel static storage systems: Adjustable pallet racking systems: Principles for structural design (сфера застосування): https://www.sis.se/en/produkter/materials-handling-equipment/storage-equipment/ss-en-155122020a12022/
- EN 15620:2021, Steel static storage systems: Tolerances, deformations and clearances (сфера застосування): https://evs.ee/en/evs-en-15620-2021
- FEM (European Materials Handling Federation), перелік технічних настанов, зокрема FEM 9.851 (час циклу кранів-штабелерів) і FEM 10.2.19 (проєктування шатлових стелажів): https://fem-eur.com/technical-guidance/
Ми — технічна команда EMMANUEL. Надішліть нам планування, геотехнічні дані та кількість операцій розміщення і видачі в пікову годину через форму зворотного зв’язку — і ми на даних вашого проєкту розрахуємо палетомісця, пропускну здатність та інвестиції для обох варіантів.