下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 編號 畢業設計（論文） 題目 PSH16D 型立體停車庫總體方案 及結構設計 二級學院 機械工程學院 專 業 機械設計制造及其自動化 班 級 109040201 學生姓名 謝健波 學號 10904020127 指導教師 龔海峰 職稱 時 間 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 目錄 摘要 . I Abstract . II 第 1 章 緒 論 . 1 1.1 本課題研究的背景和意義 . 1 1.2 立體車庫發展趨勢 . 3 1.3 機械式立體停車庫的概述 . 4 1.4 機械式立體停車庫的分類 . 5 1.5 升降橫移式立體車庫簡介 . 6 第 2 章 立體停車庫的結構 . 8 2.1 鋼結構的分析 . 8 2.2 鋼結構的特點及應用 . 8 2.3 焊縫的要求 .10 2.4 螺栓連接要求 .12 2.5 主框架形式 .13 2.6 本課題設計的基本參數 .13 第 3 章 主要受 力梁、柱的計算 .14 3.1 梁的設計與校核 .14 3.2 立柱的設計與校核 .21 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 第 4 章 整體框架各部位的連接 .25 4.1 概述 .25 4.2 柱腳的設計 .25 4.3 主體框架關鍵連接部位螺栓設計計算 .26 4.4 側梁與立柱之間的連接 .27 4.5 頂棚的固定 .27 結 論 .28 致 謝 .29 參考文獻 .30 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 I 摘要 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 II 隨著我國近幾年來經濟的快速發展，人均收入以及生活水平訊速提高，私家車逐漸進入了許多家庭之中。但是隨之而來的問題則是，由于許多已建成的小區并沒有留出足夠的停車空間，導致停車位的數量遠遠不能解決私家車停車的問題。立體停車庫能以其占用土地少，效率高，節能好的優點，成為了我國目前解 決停車難問題的重要手段之一。立體停車庫中，升降橫移式立體停車庫應用最廣。 本文結合實際情況，對 PSH16D 型機械立體停車庫的結構進行設計。其中包括對結構圖各部位進行應力分析，為個部件選擇滿足要求的材料，對結構圖各構件選擇合適的連接方式以及繪制 PSH16D 型機械立體停車庫的結構圖。 關鍵詞： 機械式立體停車庫 PSH16D 升降橫移式立體停車庫 結構設計 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 III 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 II Abstract With the rapid development of economy of China in recent years, per capita income and rapidly rising living standards, private cars gradually into many families. The problem is, as many have built small and not enough parking space, resulting in the number of parking spaces can not solve the car parking problems. Stereo garage to occupy less land, high efficiency, energy-saving advantages of good, China has become a solution to the parking problem is one of the important means. A three-dimensional garage, up-down and translation stereo garage is the most widely used. In this paper, combined with the actual situation, carries on the design to the PSH16D type mechanical parking structure. Including: stress analysis to various parts of the structure chart, choose to meet the requirements of the material as a component of each part of the structure, selection of welding the right way and structure diagram of PSH16D mechanical stereo parking garage. Keywords: Mechanical Cubic Car-base Park； PSH16D the Up-down and Translation Cubic Car-base Park； physical design 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 1 第 1 章 緒 論 1.1 本課題研究的背景和意義 1.1.1 本課題研究的背景 隨著人類社會的不斷進步和科學技術的發展，人類的生產、生活方式趨于集中，城市的規模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現了要利用空間的理念，城市中開始建設立體 建筑、立體交通和立體停車。作為現代大都市的標志，城市中心商住區高樓大廈林立；社區道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網；汽車的住宅停車場也有了長足的發展，由平面停車向立體停車，由簡單的機械停車設備向計算機管理高度自動化的現代立體停車演變 2 ，成為具有較強的實用性、觀賞性和適合城市環境的建筑。伴隨著汽車進入家庭，城市動態、靜態交通管理制度的不斷完善和人們對居住環境要求的提高，給停車產業提供了前所未有發展機遇，停車產業市場前景廣闊 4 。 立體停車起源于 20 世紀 20 年代的美國，是為了解決大 城市內停車難的問題。目前，土地資源緊張是大城市的現狀，在亞洲各國表現尤其突出，因此，它的應用在亞洲各國比較廣泛，目前統計表明，立體車庫在日本、韓國、中國等地應用很多。 在歐洲，德國、意大利等國家從事停車設備的開發和生產比較早。比較有名的公司有 :意大利的 Sotefin、 Inteark、德國 Palis 等。由于歐洲國家的土地資源比較富有，停車問題不是很突出。停車設備的生產量不是很大，停車設備多數采用巷道堆跺式產品，立體車庫的主要優勢式在巷道堆 跺式立體車庫上。 在亞洲，停車設備技術起源于日本，日本從 20 世紀 60年代 就開始從事立 體車庫的研究，目前全日本己經投入使用的立體車位超過 30 萬個。 目前世界停車產業正向多元化發展，其停車技術幾乎包含了當今機械、電子、液壓、光學、磁控和計算機技術等領域的所有成熟先進技術。機械方面，應用了許多新材料、新工藝。設備結構采用模塊化設計，便于組合使用，易于安裝拆卸。鋼結構選用新型優質鋼材，既提高了設備的強度和剛度，又使設備輕巧美觀，載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強韌、耐用。控制技術方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調速閉環控制技術，使運行高速平穩，節省電力，振動和噪 音也趨于最小。控制形式有，按鈕式、鎖匙式、 IC 卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 2 等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機械式行程開關、磁性接近開關、光敏感應開關等，安全保護裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護與多重機構互鎖、停車泊位自動跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報警和彈性變形自動補償、汽車圖象攝影對比安全檢測、自動消防滅火等。 1.1.2 本課題研究的意義 我國城市停車還處在初級階段，專用和公共停車位數量距合理的車位與車輛比率相差甚遠，停車難到處可見。目前我國的停車場仍 以平面停車場、路上停車場、路外停車場、自行式停車場為主，立體停車庫和機械式停車場數量還很少。以我國停車產業發展較快的廣州、上海為例，路上、路外停車仍占有相當比例，已建設的停車場大部分是地下自行式停車場和在自行式停車場的基礎上安裝簡易停車設備，增加存容數量。自行式停車場存有較多缺陷，如車位平均占地多、管理和保安人員多、投資多、存車效率低、耗電量大、對環境有污染等；由于允許人員進入，易發生盜車、毀車、施暴等停車場犯罪，近年來在發達國家已很少新建，大量興建的是具有現代水平的機械式立體停車庫。 車輛無處停放的問題是 城市的社會、經濟、交通發展到一定程度產生的結果，立體停車設備的發展在國外，尤其在日本已有近 30-40 年的歷史，無論在技術上還是在經驗上均已獲得了成功。我國也于 90 年代初開始研究開發機械立體停車設備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區內住戶與車位的配比為 1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機械停車設備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。機械車庫與傳統的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優越性。首先，機械車庫具有突出的節地優勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道， 平均一輛車就要占據 40 平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高 80 90，如果采用地上多層（ 21 層）立體式車庫的話， 50 平方米的土地面積上便可存放 40 輛車，這可以大大地節省有限的土地資源，并節省土建開發成本。 機械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會運轉。應該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流 3 。 在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風設施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械 車庫一般不做成套系統，而是以單臺集裝而成。下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 3 這樣可以充分發揮其用地少、可化整為零的優勢，在住宅區的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設立機械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區解決停車難的問題提供了方便條件 5 。 在我國，立體停車庫還屬于新興行業，發展空間很大。同時，也存在很多的問題。我國的立體停車庫行業沒有一個統一的標準，許多廠家都是以仿制為主要的生產手段，沒有相應的知識產權，缺乏研究和開發新產品的能力。所以，對立體停車庫的研究，是十分必要，并且十分有意義的。 1.2 立體車庫發展趨勢 隨著當今社會各種高新 技術的引入，立體車庫正在向專業化、復雜化、智能化和高自動化方向發展，重點表現為以下幾個方面 : （ 1）專業化 :立體車庫系統穩定可靠，能正常運行而不出故障是用戶的首要 要求，也是一套停車場系統的重中之重。因此，必須提高制造廠家的專業化程度，才能保證設備的可靠性，立體車庫的軟硬件設施及各種設備的配套也應當達到專業化程度。 （ 2)復雜化 :立體車庫產業正在向多元化方向發展，它已經不僅是純粹的機 械設備，還包含了當今機械、電子、建筑、液壓、光學、磁控、管理和計算機技術等領域的大量先進技術。立體停車系統己經日 臻完善，如汽車出入車庫時采用聲光引導和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護與多重機構互鎖、停車泊位自動跟蹤、鏈繩長度超范圍報警和彈性變形自動補償、汽車安全檢測、圖像識別技術、科學管理等，各種領域先進技術的綜合使用，已經使立體車庫成為一個獨立的大型復雜的高技術設備。 (3)智能化 :立體車庫的發展越來越向著智能化方向發展，一些新技術正在 迅速進入該領域，如變頻技術、全電腦控制系統、導航定位技術、圖像識別技術、傳感技術、光纖通訊技術、防火防盜系統、停電及電源故障的自動判別排除及處理系統等。對于全電腦自動控 制系統，要開發、設計專用硬件系統和專用軟件，使之適用于存取車全過程的管理和控制，尤其是對于“模塊”閣架式立體車庫的電梯調配，自動送車找位、自動平層，應快捷、準確、可靠。系統安全裝置的設置要與動態過程安全檢測形成閉環，確保存取車過程的安全運行。 (4)高自動化 :立體車庫的高自動化主要表現為先進的自動控制技術和科學 的管理方法。控制技術和管理方法互為所長，大幅度提高了存取車效率。在控下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 4 制方法上采用了遙控技術和自動識別系統 ；車輛停靠穩妥 (在車庫外面需要自動轉向 )后，車庫可以將汽車自動停放到合適的位置，可實現無 人操作 ；在科學管理方面，計算機中心對停車場實行全方位管理，整個停車場完全在計算機監控之下，包括設備監控、出入口監控、停車場內部監控，整個停車場運行的狀態信息都可以存入計算機，通過便捷的人機管理界面，實現車流量統計、系統故障查詢、收費狀況查詢、進出車輛信息查詢、系統運行狀態的實時查詢同時可以設置打印報表功能。未來的車庫系統管理更開放、更靈活，整個管理系統能夠實現控制與管理一體化，系統操作更加簡便，功能更加強大。整個車庫的管理可以納入樓宇自動化系統，聯入網絡，形成一個綜合的計算機管理網絡信息系統，真正實現立體車 庫的無人化管理 3 。 “ 城市立體車庫 ” 是大中城市的熱門話題，國家經貿委將 “ 城市立體車庫 ” 列為“ 近期行業技術發展重點 ” ，隨著家用汽車的不斷增加，公共場所及社區內存車矛盾、車擠綠地的問題將會越來越突出，在人們對生活 質量 和環境意識不斷增強之時 “ 車庫 ” 日漸成為熱門話題，機械自動化立體車庫將會在新開發的樓盤及商業里大顯身手。 1.3 機械式立體停車庫的概述 使用車輛之外其他具有動力的搬運器，完成車輛的停放，存貯的整套設備，稱為機械停車庫。以立體形式停放，存儲車輛的機械設備叫機械式立體停車庫。它包含了當前機械，光學， 電子，液壓，磁控技術領域的成熟先進技術，是一種技術密集型的光機電一體化設備。 在中華人民共和國機械行業標準 JB/T 8713-1998 ：機械式停車設備類別、形式、基本參數要目中，對機械式停車設備進行了劃分，其類別代號如下： 升降橫移類，代號為 SH，是指通過設備的垂直升降和水平橫移進行移動，實現車輛存取功能的停車設備。 垂直循環類，代號為 CX，是指通過搬運器在垂直平面內做連續的循環移動，來實現車輛存取功能的停車設備。 水平循環類，代號為 SX，是指搬運器在水平平面內排列成 2 列或 2 列以上連續循環列尖轉換移動 ，實現車輛存取功能的停車設備。 多層循環類，代號為 DX，是指車輛搬運器在垂直平面內排成 2 層或 2 層以上做連續移動，兩端有升降機構進行循環層間轉換移動，實現車輛存取的停車設備。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 5 平面移動類，代號為 PY，是指存車位與搬運器在同一水平面內，通過搬運器在水平面內做往復移動，實現車輛存取功能的停車設備。 平面移動類，代號為 XD，是指存車位在巷道一邊或兩邊多層布置，通過搬運器在巷道內做水平，垂直或水平垂直復合運動，實現車輛的存取功能的停車設備。 垂直升降類，代號為 CS，是指停車位分布在井道周圍，通過升降搬運器在專用升降通 道內做升降移動，時間車輛存取功能的停車設備。 簡易升降類，代號為 JS，是指通過單一搬運器的升降，俯仰或二三層搬運器的整體升降，俯仰，實現車輛二三層車輛存取功能的停車設備。 汽車升降機類代號為 QS；是指搬運器運載車輛 (或同時運載駕駛員 )垂直升降運行進行多層平層對位，從搬運器到存車位需要駕駛員駕車入位，實現車輛存取功能的停車設備。 從上面對機械式停車設備的分類和定義可以看出，與以往的普通車庫相比，機械式停車設備可以在同樣面積的土地上停放更多的車輛，大大的提高了土地面積利用率，同時具有存車時間短，可使用性強等優點 ，所以是解決城市停車面積不足，停車困難的有效措施。 1.4 機械式立體停車庫的分類 目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環式、 多層循環 式、 簡易升降式 。 （ 1）升降橫移式 升降橫移式立體車庫采用模塊化設計，每單元可設計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低 1 。 （ 2）巷道堆垛式 巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機進行存取，因此對堆垛機的技術要求較高 ，單臺堆垛機成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數需要較多的客戶使用。 （ 3）垂直提升式 垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機的兩側布置車位，一般地面需一個汽車旋轉臺，可省去司機調頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高（幾十米），對設備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占地卻最小。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 6 （ 4）垂直循環式 垂直循環式立體車庫占地少，兩個泊位面積可停 6-10 輛車，外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓，價格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設周期短，可采用自動控制，運行安全可靠。 （ 5）多層循環式 搬運器排列成兩層或兩層以上并作上下循環運動而實現車輛多層存放的停車設備。根據循環的形狀可分為圓形循環式和箱形循環式。圓形循環式車庫一般存車位較少，出入庫時間短 ；箱形循環式車庫車位一般較多層循環式立體車庫多，空間利用率高。在每列任意兩層的兩端，搬運器以升降運動進行不同層之間的循環。根據循環方向與停車方向的關系，可分為縱式和橫式兩類。根據汽車出入地下室的方式可分為由汽車自行駛到地下停車裝置上的直接出入式和用升降裝置使汽車出入的升降式。 （ 6）簡易升降式立體車庫 簡易升降類機械式停車設備把停車位分成 上、下二層或二層以上，借助升降機構或俯仰機構使汽車存入或取出的一種機械式停車設備。該類車庫一般為準無人方式，結構十分簡單、建造成本較為經濟、安裝周期也很短、性能可靠、操作也十分容易。該類車庫多適用于多用于私人住宅、企事業單位、地下室等場所。在面積一定時至少增加二倍以上的停車位。托運盤作升降運動的裝置有鋼絲繩式的、鏈式的、液壓式的等形式。 1.5 升降橫移式立體車庫簡介 升降橫移式立體車庫是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機械式停車設備。升降橫移式立體車庫每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過 升、降、橫移運動到達地面層。駕駛員進入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內將汽車開進或開出車庫 1 。 1.5.1 升降橫移式立體車庫的特點 升降橫移式停車設備是通過機械電機帶動鏈條 ( 或鋼絲繩 ) 或液壓驅動車臺板升降和橫移來實現存取車，其特點有 : （ 1）節約占地面積，充分利用空間。一般來說，升降橫移立體停車庫的占地面積約為平面停車場的 1/2-1/25，空間利用率比建筑自 走式停車庫提高了 75%。 （ 2）相對造價比較低。升降橫移式立體停車庫每個泊位約需 1.5 萬元，而建筑下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 7 自走式停車庫每個車位的造價約為 15 萬以上。 （ 3）使用方便，對操作人員的要求不高，操作簡單、安全、可靠，存取車快捷，維護也很方便。一般存取一輛車為 80 秒。 （ 4）減少因路邊停車而引起的交通事故。在許多城市的主要地段，司機往往沒有找到停車場而把車停靠在路邊，這樣就很容易造成交通阻塞，甚至引起交通事故。 （ 5）增加了汽車的防盜性和防護性，在車庫的系統中配置有智能防盜裝置、防火裝置等，增強了車庫的整體安全。 升 降橫移式立體停車庫是全自動化的停車方式，也是今后停車改革的主要方向。尤其是寸土寸金的大城市。采用機械式立體停車方式，顯得尤為重要，而升降橫移式立體停車庫也在機械式立體停車庫中顯得更加普遍化、居民化、實用化。 1.5.2 升降橫移式立體車庫的運行原理 下圖是升降橫移式立體停車庫的運行原理圖。上層車位的載車板做的是升降動作，車輛出入時下降至底層，此時駕駛員可進入車庫將車開出。下層的載車板只需作橫移運動，所以必須留一個位置，用于上層車位下降使用 13 。 圖 1 升降橫移 式立體車庫運行原理圖 1.5.3研究升降橫移式立體停車庫的意義 我國近幾十年的改革開放使汽車行業得到了飛速的發展，我國城市的汽車數量急劇增加，據有關專業統計，平均 5-6 年汽車的數量就增加一倍，這不但給動態交通，也給靜態交通帶來很大的難題，突出表現在停車空間的不足上。同時，我國城市人口基數大，密度高的特點，城市小區的用地十分有限，建造機動的停車設施顯然不經濟，但飛速增長的汽車數量又使得小區不得不面臨建設停車設備的問題。前面已經介紹了升降橫移式立體車庫的特點，成本低，使用方便 13 ，擁有占地面積小等特點的小 型的升降橫移式立體停車庫正是解決小區停車緊張一個有效的措施。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 8 第 2章 立體停車庫的結構 2.1 鋼結構的分析 在車庫鋼結構設計中，包括軸心受力構件、梁、拉彎和壓彎構件的設計。進行軸心受力桿件設計時，軸心受拉構件應滿足強度和剛度要求，軸心受壓構件除應滿足強度、剛度要求外，還應滿足整體穩定和局部穩定要求。在梁的設計中，梁的剛度和強度對截面設計起控制作用，因此應先進行這二者的計算。由于車庫系統對于系統的安全要求特別高，所以還應對其整體穩定進行計算。此外，梁的接點處均應采取構造措施，以防止其端截面發生扭轉。在進 行梁的截面設計時，考慮強度，腹板宜既高又薄；考慮整體穩定，翼緣宜既寬又薄，所以在荷載作用下，受壓翼緣與腹板有可能發生波形屈曲，即梁發生局部失穩 20 。發生局部失穩后，梁的部分區域推出工作，將使梁的有效面積減小，強度承載力和整體穩定性降低，這時可以采取增大板厚度或設置加強肋等措施。對于壓彎件，需要進行強度、剛度、整體穩定性和局部穩定性的計算，對于拉彎構件，一般只需要進行強度和剛度計算。在對立體車庫鋼結構骨架的分析中，我們先從單根梁的受力進行分析，適當簡化力學模型，在正確分析各梁的約束和受力的基礎上，先對各梁 和立柱的剛度和強度進行分析，找出系統薄弱處所在，然后再整體分析之中給予特變關注。立體車庫鋼結構骨架由立柱、橫梁、縱梁和支承動力及附栓相互連接。立柱主要承受壓力和其他因素造成的扭矩，即壓應力和部分剪應力，前后兩個面地縱梁主要承受拉伸和彎矩造成的拉應力和彎曲應力，側面的橫梁承受較小的拉應力和剪應力 15 。為了減小振動和提高穩定性，各部分必須保證足夠的強度和剛度。 機械傳動系統安裝在鋼結構骨架上，由傳動部件和張緊裝置組成。停車托架與傳動鏈放。設計時采用 Q235碳素鋼，其屈服極限為 235MPa，抗拉強度為 375-500MPa。整體車庫鋼結構許用位移為 10mm。 2.2 鋼結構的特點及應用 鋼結構是鋼材制成的工程結構，通常由型鋼和鋼板等制成的梁、桁架、柱、板等構件組成，各部分之間焊縫、螺栓或鉚釘連接，有些鋼結構還部分采用鋼絲或鋼絲束。 鋼結構與鋼筋混凝土結構、木結構和磚石等砌體結構都是工程結構的不同分支。它們下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 9 之間有許多共同性，例如在結構體系、內力分析和設計程序等方面大體是相同的 ；但由于材料性質的不同、原材料和構件截面形狀的不同，也有其特殊性 15 ，例如在結構型式、構件計算方法、構件連接方法和構造處理方法等方面都有顯著的差別。 鋼結構具有下列優缺點： （ 1） 材質均勻，可靠性高。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質體。鋼材由鋼廠生產，控制嚴格，質量比較穩定。鋼結構的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結果，所以鋼結構可靠性較高。 （ 2）強度高，重量輕。鋼材強度較高，彈性模量亦高，因而鋼結構構件小而輕。當今有多種強度等級的鋼材，即使強度較低的鋼材，其密度與強度的比值一般也小于混凝土和木材 ，從而在同樣受力情況下鋼結構自重小，可以做成跨度較大的結構。 由于桿件小，所占空間少，亦便于運輸和安裝。 （ 3）塑性和韌性好。鋼結構的抗拉和抗壓強度相同，塑性和韌性均好，適于承受沖擊和動力荷載，有較好的抗震性能。 （ 4）工業化程度高，工期短。鋼結構都為工廠制作，具備成批大件生產和品精度高等特點；采用工廠制造、工地安裝的施丁方法，有效地縮短工期，為降低造價、發揮投資的經濟效益創造條件。 （ 5）密封性好。鋼結構采用焊接連接后可以做到安全密封，能夠滿足一些要求氣密性和水密性好的高壓容器、大型油庫、氣柜油罐和 管道等的要求。 （ 6）抗震性能好。鋼結構由于白重輕和結構體系相對較柔，受到的地震作用較小，鋼材又具有較高的抗拉和抗壓強度以及較好的塑性和韌性，因此在國內外的歷次地震中，鋼結構是損壞最輕的結構，已公認為是抗震設防地區特別是強震區的最合適結構。 （ 7）耐熱性較好。溫度在 250以內，鋼材性質變化很小，鋼結構可用于溫度不高于 250E的場合。當溫度達到 300E以上時，強度逐漸下降， 600C時，強度降至不到三分之一，在這種場合，對鋼結構必須采取防護措施。 （ 8）耐火性差。鋼結構耐火性差，鋼材表面溫度達 300400攝氏度以后，其強度和彈性模量顯著下降， 600攝氏度時幾乎降到零。當耐火要求較高時，需要采取保護措施，如在鋼結構外面包混凝土或其他防火板材，或在構件表面噴涂一層含隔熱材料和化學助劑等的防火涂料，以提高耐火等級。 （ 9）耐銹蝕性差。鋼結構耐銹蝕性較差，特別在潮濕和有腐蝕性介質的環境中，下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 10 容易銹蝕，需要定期維護，增加了維護費用。 由于鋼材和鋼結構有上述特點，鋼結構常用于各種工程結構中。升降橫移式立體車庫主架也采用鋼結構 12 。 車庫主框架體系的基本構成是由水平方向的梁和垂直方向的柱通過鋼性結點連接而成 。這種結構體系通過結構構件的抗彎剛度來抵抗側向力的作用。主框架體系是典型的柔性結構體系，受層間位移的限制，結構的剛度在設計中起控制作用。也就是說，基本上都是由變形限值作為設計的控制條件，梁柱的截面尺寸主要由結構的剛度而不是強度來決定。在具體的設計過程中，所選的梁柱截面尺寸如果滿足了規范對層間位移的限制要求，構件的承載力一般也能滿足要求。 停車設備的主框架主要采用熱軋 H型鋼、槽鋼、角鋼、矩形鋼和鋼板焊接成型 7 ，以其作為承重結構，用高強度螺栓連接成主框架，具有較好的強度和剛度，其特點我們從三個方面 去認識它：一是自重輕，基礎寬度不大，從而降低基礎部分的造價；二是施工速度快，工期短，見效快，不受地質條件及材料制約；三是可拆遷，由于這種車庫是組裝式的車庫，這就決定了它具有靈活性。主框架的骨架由支柱、橫梁腹桿和支撐動力及附屬裝置的上、下支承梁等組成。機械傳動系統安裝在主框架部分骨架上，由傳動部件和張緊裝置組成。載車板與鏈條相連，驅動裝置和機械傳動系統驅動載車板上下和左右運動，實現車輛的停放和存取。停車庫主框架骨架支撐著動力裝置、機械傳動系統和停車載荷，為保證停車設備安全、可靠地工作，它應有足夠的強度、剛度和 穩定性。 在垂直升降式立體車庫中其主要結構是鋼結構，有兩部分：主體框架部分和載車板部分。主體框架部分的鋼結構比較復雜，運用了“ H”型鋼、槽鋼等數種型鋼形式，就其連接形式而言比較單一，即焊接和螺栓連接兩種形式。載車板部分的鋼結構比較簡單，其框架部分為數段矩形方鋼對焊而成，其它輔助結構則以角焊代之。焊接和螺栓連接是車庫鋼結構部分的兩種主要的連接方式，其連接方式的質量優劣將直接影響車庫整體結構性能的優良與否，所以在車庫的設計和建造中具有很重要的位置。立體車庫在連接過程中主要運用對焊、角焊和螺栓連接。 2.3 焊縫 的要求 1.焊縫金屬宜于基本金屬相適應，當不同強度的鋼材連接時，可采用與低強度鋼材相適應的焊接材料。 2.在設計中，不得任意加大焊縫，避免焊縫立體交叉和在一處集中大量焊縫，同時，焊縫的布置應盡可能對稱于構件的重心 7 。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 11 3.對接焊縫的坡口形式，應根據板厚和施工條件按現行標準手工電弧焊焊接接頭的基本形式與尺寸和埋弧焊焊接接頭的基本形式與尺寸的要求選用。 4.在對接焊縫的拼接處，當焊接的寬度不同或厚度相差 4mm以上時，應分別在寬度方向或厚度方向，從一側或兩側做成坡度不大 于 1/4的斜角，當厚度不同時，焊縫坡口形式應根據較薄焊件厚度選定基本形式與尺寸。 5.當采用不焊透的對接焊縫時，應在設計圖中注明坡口的形式和尺寸，其有效厚度eh不得小于 t5.1 ， t為坡口所在焊件的較大厚度。在承受動力載荷的結構中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對接焊縫。 6.角焊縫兩焊腳邊的夾角 a一般為 90度 (直角角焊縫 )。夾角 a120度 或 a6mm時， mmth f 21 。圓孔或槽孔內的焊縫焊角尺寸不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的 1/3。 （ 3）角焊縫的兩焊角尺寸一般為相等，當焊件的厚度相差較大，且焊腳尺寸 不能符合上列要求時，可采用不等 焊腳尺寸，與較薄焊件接觸的焊腳邊以及與較厚焊件接觸的焊腳邊應分別符合上列要求。 （ 4）側面腳焊縫或正面腳焊縫的計算長度不得小于fh8和 4mm。 （ 5）側面腳焊縫的計算長度不宜大于 60h(承受靜力荷載或間接承受動力載荷時 )或 40h(承受動力載荷時 )；當大于上述數值時，其超過部分在計算中不予考慮。若內力沿側面焊縫全長分布時，其計算長度不受此限。 8.在直接承受動力載荷的結構中，角焊縫表面應做成直線形或凹形。焊腳尺寸 的比例：對正面腳焊縫宜為 1： 1.5(長邊順應力方向 )；對側面腳焊縫應為 1： 1。 9.在次要構件或次要焊件連接中，可采用斷續焊接。斷續焊接之間的凈距，不應大于巧 t(對受壓焊件 )或 30t(對受拉構件 )， t 為較薄焊件厚度。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 12 10.當角焊縫的端部在構件轉角處作長度為fh2的繞腳焊時，轉角處必須連續施焊。 2.4 螺栓連接要求 在立體車庫的鋼結構中，高強度螺栓連接則是主連接中常用的連接形式。高強度螺栓連接按其受力的性能可分為：摩擦 型和承壓型 19 。 摩擦型高強度螺栓連接 摩擦型高強度螺栓連接完全依靠被連接的構件間的摩擦阻力來傳力，完全不靠孔壁承壓和栓桿受剪。摩擦阻力的大小決定于作用在構件摩擦面上的壓力 (螺栓的預緊力 )，同時也與被連接構件的材料及表面處理情況有關。施工時不得在摩擦面上誤涂丹紅、油漆、淋雨、受潮等。 承壓型高強度螺栓連接 靠孔壁承壓和栓桿受剪，與普通的螺栓相似，其連接多為螺紋連接和絞制孔用螺栓連接。對于同時承受剪力和螺栓桿軸方向拉力的承壓型高強度螺栓，應符合下式要求： 1NNNN2b2b ttv其中2.1NvhcN 式中 vN ， tN 每個承受型高強度螺栓所受的剪力和拉力； bcbtbv NNN , 每個承壓型高強度螺栓的受剪、受拉、承壓承載力設計值。 立體車庫鋼結構受力主 要包括：鋼結構本身自重，結構架上各停車位的車輛及載車板重力，提升系統起制動所產生的慣性力，驅動裝置的重力，頂部梁架受滑輪組、轎箱和配重的重力，整體結構所受的風力、地震載荷以及結構由于外界環境溫度變化而引起的溫度應力等，它們均以集中或分布方式作用。 由于該立體車庫屬于低層鋼結構建筑。因此，我們對該車庫模型進行受力分析時作如下假設： 1、車庫單獨建立，不與其它建筑物相連接，屬于最常見狀況 ； 2、不計由于結構陰面與陽面溫差引起的熱應力 ； 3、整體結構無初始變形和缺陷 ； 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 13 4、在靜態環境里，地震載荷與風載荷作 用忽略不計。 2.5 主框架形式 升降橫移式立體停車庫能利用多種場地條件和多種組合方式，采用模塊化設計，能夠有效地利用土地資源，車位可達幾個至幾百個。在住宅區、停車場、寫字樓、機關單位、賓館飯店等地應用最為廣泛。本文以升降橫移式立體停車庫作為研究對象。 升降橫移式立體停車庫主框架可分為三種不同的形式： a.單柱形式； b.跨粱形式； c.后懸臂形式。 圖 2 主體框架形式 單柱形式結構緊湊并且安裝方便，但對于車輛入庫并不方便；跨粱形式結構簡單，車輛進出庫也比較方便；后懸臂形式無前柱，穩定性較差 ，并且一般不能做重列式。本文以跨梁式升降橫移式立體停車庫作為研究對象 20 。 2.6 本課題設計的基本參數 長 寬 高 車庫外形尺寸 （ mm） 15600 6200 6360 最大適停尺寸 （ mm） 5000 1700 1550 最大停車重量 2200kg 載車板重量 545kg 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 14 第 3 章 主要受力梁、柱的計算 3.1 梁的設計與校核 3.1.1 第三層橫梁的計算 第三層橫梁的受力點是與頂層四根 H 型鋼橫梁的接觸點。應通過計算 H 型鋼與第三層橫梁的接觸點的力的大小，才能計算第三層橫梁。下圖為 H 型鋼的受力圖： 圖 3.1 如上圖所示，其中 L=6000mm a=3000mm 當第三層滿載時，考慮小車，載車板，以及電機等載荷，取載荷為 3200kg，故 F= 1 3 2 0 0 0 1 6 0 0 02 NN由上圖可知 0y 12 0F F F (1) 0 AM 2a0F F l (2) （ 1）（ 2）兩式求得 F1=8000N F2=8000N 分析得第三層橫梁為超靜定梁，如圖 3.2所示為了尋求變形協調方程，設想解除解除支座 A和支座 C，并分別用 Fa和 Fc來代替，這樣在形式上轉變為靜定的外伸梁。下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 15 這樣在梁的 A處和 C處會分別產生撓度 A和 C，但實際上 C處有支座，不應該有垂直位移，即 C=0。 此梁為第三層橫梁，滿載時，受力圖如下 圖 3.2 其中 a=200mm， l=2600mm， P=F2=8000N 設想沿截面 B將外伸梁分成兩部分。 OB部分成為簡支梁，梁上除受作用力 P和 Fo外，在截面 B上還有剪力 Fs和彎矩 M，且 Fs=2P-Fc， M=（ Fc-P） *l。力 Fo和 Fs直接傳遞以支座，不引起變形。如圖 3.3所示 圖 3.3 在彎矩 M 作用下，截面 B的轉角為 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 16 （ B） M= 23MlEI在力 Fa的作用下，截面 B的轉角為 （ B） Fa=- 2216Fa lEI 在力 P的作用下，截面 B的轉角為 （ B） P= 22 62P a l a l aE L l + 262P l a l a l l aE I l + 262P l a l a l l aE I l + 246