基于PLC控制的升降橫移式立體停車庫(kù)設(shè)計(jì)(1)

1、畢 業(yè) 論 文 開 題 報(bào) 告1、 本課題的研究意義：隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施向空間、向高層發(fā)展的自動(dòng)化立體停車設(shè)備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價(jià)比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的青睞。目前市面上常見的機(jī)械式立體停車庫(kù)有：1. 升降橫移類2. 垂直循環(huán)類3. 多層循環(huán)類4. 水平循環(huán)類5. 平面移動(dòng)類6. 巷道堆垛類7. 垂直升降類8. 簡(jiǎn)易升降類等8種,其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)車庫(kù)市場(chǎng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的市場(chǎng)份額。立體停車庫(kù)以停放轎車為主,其代價(jià)較昂貴,而且立體停車庫(kù)使用時(shí)涉及到

2、人身和車輛的安全,所以對(duì)設(shè)備的安全性和可靠性要求非常高。PLC采用了以計(jì)算機(jī)為核心的通用自動(dòng)控制裝置,集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體,可靠性強(qiáng)、性價(jià)比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便,適用于頻繁啟動(dòng)和惡劣的環(huán)境,因此在立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)中通常采用PLC作為電控系統(tǒng)的核心。PLC來源可編程序控制器的英文為Programmable Controller,在二十世紀(jì)70-80年代一直簡(jiǎn)稱為PC。由于到90年代,個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來,也簡(jiǎn)稱為PC;加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大,所以美國(guó)AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器 (PLC-Programmable Logic Co

3、ntroller),為了方便,仍簡(jiǎn)稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，它具有體積小，功能強(qiáng)，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，靈活通用，維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使它成為大規(guī)?？刂乒こ痰睦硐胂挛粰C(jī)。此次所設(shè)計(jì)的立體停車庫(kù)也是使用PLC進(jìn)行下位機(jī)的控制及使用。文獻(xiàn)18主要介紹了在當(dāng)前城市用地資源日趨緊張的情況下，有必要從城市交通總體角度規(guī)劃一定數(shù)量的公共類機(jī)械立體停車庫(kù)，為機(jī)械

4、式立體停車庫(kù)的推廣建設(shè)提供良好的示范。其中文獻(xiàn)1更以廣州市為例，淺談城市機(jī)械立體停車庫(kù)應(yīng)用規(guī)劃研究，并提出機(jī)械式立體停車庫(kù)建設(shè)與發(fā)展的相關(guān)建議，以推動(dòng)停車科技產(chǎn)業(yè)法杖，有效緩解城市停車難現(xiàn)狀。2、本課題的基本內(nèi)容簡(jiǎn)介：內(nèi)容和要求1.設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路2系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3調(diào)試4. 簡(jiǎn)述“車庫(kù)”是大中城市的熱門話題，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫(kù)”列為“近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)”，隨著家用汽車的不斷增加，公共場(chǎng)所及社區(qū)內(nèi)存車矛盾、車擠綠地的問題將會(huì)越來越突出，在人們對(duì)生活質(zhì)量和環(huán)境意識(shí)不斷增強(qiáng)之時(shí)“車庫(kù)”日漸成為熱門話題，機(jī)械自動(dòng)化立體車庫(kù)將會(huì)在新開發(fā)的樓盤及商業(yè)里大顯身手。3、論文提綱：第一部分：設(shè)計(jì)

5、任務(wù)書一. 設(shè)計(jì)內(nèi)容二. 設(shè)計(jì)文件及圖紙需求三. 原始資料第二部分:設(shè)計(jì)說明書一. 設(shè)計(jì)步驟1. 控制算法2. 控制系統(tǒng)的運(yùn)行3. PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)4. 開關(guān)量UO點(diǎn)的節(jié)省和模擬量UO模塊的代用二.設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題結(jié)論與總結(jié)致謝參考文獻(xiàn)4、研究進(jìn)程計(jì)劃及時(shí)間安排（計(jì)劃進(jìn)度、預(yù)計(jì)完成的日期,階段性成果的形式）：第1-2周 ： 熟悉課題，收集資料，寫出開題報(bào)告第3周 ： 確定課題的總體研究方案，開題報(bào)告定稿第4-5周 ： 完成硬件電路的設(shè)計(jì)第6-8周 ： 控制程序設(shè)計(jì)第9-10周 ： 組態(tài)設(shè)計(jì)第11-12周 ：模擬調(diào)試第13-15周 ：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯第16周 ：

6、畢業(yè)答辯5、參考文獻(xiàn)目錄：1. 黃莉等. 廣州市機(jī)械式立體停車庫(kù)應(yīng)用規(guī)劃研究R.起重運(yùn)輸機(jī)械。2006（10）2. 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)（第2版）M.北京航空航天大學(xué)出版社3. 王炎玉，秦展田，PLC在升降移位立體停車庫(kù)控制中的應(yīng)用J.桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào).2007年第3期4. 周奇才等.魔方式停車庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.起重機(jī)與運(yùn)輸機(jī)械.2006(11)5. 胡瑜.基于組態(tài)控制技術(shù)的智能立體停車庫(kù)J.起重機(jī)與運(yùn)輸機(jī)械.2006(2)6程懷洲.基于PLC的多層升降橫移立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.電子設(shè)計(jì)應(yīng)用.2005（4）7郝艷芳等. 自動(dòng)化立體停車設(shè)備的安全技術(shù)J.機(jī)電產(chǎn)

7、品開發(fā)與創(chuàng)新. 20018. 于海樓.立體車庫(kù):城市交通發(fā)展之必然J.2005(2)9. 蔣圣平.顏景龍.裴煥斗.PLC在立體車庫(kù)系統(tǒng)中的應(yīng)用J.2000(2)10. 鄭寶舉.袁永康.員超.智能立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制.2003(6)11. 西門子（中國(guó)）有限公司 自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深入淺出西門子與S7-200PLC（第二版）M.北京航空航天大學(xué)出版社.20056、指導(dǎo)教師審閱意見：摘 要立體車庫(kù)是專門實(shí)現(xiàn)各種車輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施。隨著城市汽車保有量的不斷增加，停車難問題己經(jīng)成為大中型城市的一個(gè)普遍現(xiàn)象。機(jī)械式立體車庫(kù)可充分利用上地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢(shì)，最

8、大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。本課題以較為典型的升降橫移式立體車庫(kù)為研究對(duì)象，綜合考慮立體車庫(kù)制造成本和運(yùn)行效率的雙重因素。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外車庫(kù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層三列式車庫(kù)結(jié)構(gòu)為研究模型。升降橫移式立體車庫(kù)就其組成部分而言，可分為三大部分：車庫(kù)結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分。本文簡(jiǎn)單介紹了車庫(kù)的主體結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，對(duì)車庫(kù)的控制系統(tǒng)也作了簡(jiǎn)單的說明，依據(jù)升降橫移式立體車庫(kù)的運(yùn)行原理，運(yùn)用力學(xué)理論對(duì)升降橫移式立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的力學(xué)分析，包括升降橫移式立體車庫(kù)的框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、橫移傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度和升降傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度等。在對(duì)升降橫移式立

9、體車庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了先進(jìn)的PLC控制，運(yùn)用歐姆龍公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程序控制器(PLC)作為控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行。其穩(wěn)定、可靠、快速、性價(jià)比高的特點(diǎn)使得控制系統(tǒng)非常完美。為了使停車設(shè)備滿足使用要求，根據(jù)國(guó)家關(guān)于機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)、升降橫移式立體車庫(kù)的實(shí)際，在升降橫移式立體車庫(kù)中使用了一些必要的安全技術(shù)，這樣保證了車輛的絕對(duì)安全，使得整個(gè)車庫(kù)可以安全平穩(wěn)的運(yùn)行。關(guān)鍵詞：立體車庫(kù)，控制系統(tǒng)，可編程序控制器，鋼結(jié)構(gòu)。AbstractStereo garage is the storage which is used f

10、or automatic parking and scientific storage of kinds of automobile. As the quantity of urban automobile has increased continuously in nowadays, the hard-to-Park Problem has become a common phenomenon. Mechanical stereo garage can use land resource sufficiently and bring space advantage into play, an

11、d maximize the number of parking cars. It has become an important way for static traffic problem of cities. The issue studies the type mechanical parking system which named up-down and translation stereo garage, and regards of the two factors of cost of manufacture and operational efficiency synthet

12、ically.On the basis of investigation on current situation and developing trend of garage in domestic and abroad, we choose three-layer and three-formulistic garage structure as the research model. According to the form of the dragging-forms of multi player up-down and translation ear-base, it is mad

13、e of three parts: part of ear-base structure、part of driving-framework and part of control system. The paper simply introduces main structure and characteristics of garage and also gives a short introduction to its control system. The finite element reliability checking of steel structure of garage

14、is utilized according to the operation principle of up-down and translation stereo garage, the mechanics was used to comprehensively analyze the up-down and translation stereo garage. Including intension of the framework structure and axes, etc. The paper adopted PLC as control system in designing t

15、he up-down and translation stereo garage, PLC software of OMRON company was used to weave the program of control system, through debugging running. The result proved that adopted PLC as control system is simple and easy to realize. The characteristic of stabilization, credibility, speediness and hig

16、h capability made the control system very perfection. In order to satisfy using demand in design stereo garage, according to criterion of mechanical parking systems-general safety requirement and the facts of the up-down and translation stereo garage the Paper introduced some safety technique which

17、was used in the up-down and translation stereo garage. This can ensure absolute safety for Car and make the whole stereo garage safety and running smooth. Keywords：Stereo garage, Control system, PLC, Steel structure .目 錄摘 要iAbstractii第 1 章緒 論11.1課題的背景和意義11.2課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀31.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀31.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

18、51.3本文的主要工作目標(biāo)和工作內(nèi)容6第 2 章升降橫式立體車庫(kù)機(jī)械部分設(shè)計(jì)82.1升降橫移式立體車庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)82.1.1升降橫移式立體車庫(kù)簡(jiǎn)介82.1.2立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)112.2立體車庫(kù)升降橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)202.2.1橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)202.2.2載車板設(shè)計(jì)232.2.3安全防護(hù)機(jī)構(gòu)232.2.4提升機(jī)構(gòu)及軸的設(shè)計(jì)24第 3 章立體車庫(kù)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)313.1電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)313.2PLC控制程序設(shè)計(jì)363.3電氣安全裝置42第 4 章結(jié)論與展望464.1結(jié)論464.2展望46致 謝49附錄A50附錄B77第 1 章 緒 論1.1 課題的背景和意義隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展

19、，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。以北京市為例，截止2006年底，市區(qū)僅有公共停車場(chǎng)827處，共計(jì)車位5.6萬(wàn)個(gè)，僅占市區(qū)機(jī)動(dòng)車擁有量的8.5，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。上海的情況也讓人無法樂觀，僅有的227個(gè)地下車庫(kù)使用面積不足60萬(wàn)平方米，只能滿足1.3萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車停放的要求，路邊停車漸呈泛濫之勢(shì)，比例高達(dá)64，而且還有繼續(xù)上升之勢(shì)。據(jù)建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心對(duì)全國(guó)15個(gè)大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查，城市機(jī)動(dòng)車保有量與停車位之比平均為4.84：1，這一比值對(duì)于渴望“車者有其位”的車主來說，形式不容樂觀。停車難產(chǎn)生最主要的原因是城市建設(shè)規(guī)劃上的準(zhǔn)備不足。上世紀(jì)8

20、0年代初期，北京市權(quán)威部門對(duì)2000年北京汽車發(fā)展數(shù)的預(yù)測(cè)僅僅是70萬(wàn)80萬(wàn)輛，而事實(shí)上到新世紀(jì)鐘聲敲響之前，北京市汽車總量則足足比預(yù)期多了100萬(wàn)輛，其中私人小客車的數(shù)量就高達(dá)45萬(wàn)輛。面對(duì)迅速發(fā)展的城市車流，停車設(shè)施建設(shè)的落后也就不足為奇。據(jù)建設(shè)部停車技術(shù)開發(fā)推廣中心介紹，北京市停車設(shè)施的“欠賬”最保守估計(jì)應(yīng)為2030。停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對(duì)于動(dòng)態(tài)交通（車輛行駛狀態(tài)）而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對(duì)停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，

21、城市里就會(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問題。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長(zhǎng)速度在15%-20%，而同時(shí)期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長(zhǎng)速度只有2%-3%，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場(chǎng)利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機(jī)動(dòng)車對(duì)停車場(chǎng)的需求。而硬措施，主要包括增建停車場(chǎng)，建設(shè)地下及立體停車場(chǎng)、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府

22、和管理部門所需投入得精力和資金都不小。圖 1.1 先進(jìn)的自動(dòng)化立體車庫(kù)隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越大，人們?cè)诔鞘欣锏纳婵臻g卻越來越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)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(wǎng)，汽車的住宅-停車場(chǎng)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡(jiǎn)單的機(jī)械車庫(kù)向計(jì)算機(jī)管理高度自動(dòng)化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進(jìn)入家庭，城市動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完

23、善和人們對(duì)居住環(huán)境要求的提高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識(shí)。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。機(jī)械式立體車庫(kù)既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場(chǎng)、地下車庫(kù)和停車樓組合實(shí)施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國(guó)許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在

24、許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫(kù)，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多層（21層）立體式車庫(kù)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(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫(kù)中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫(kù)低得多。機(jī)械車庫(kù)一般不

25、做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢(shì)，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。近年來 ，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車數(shù)量的不斷增加。截至2003年底，我國(guó)個(gè)人汽車保有量為12427672輛。其中，個(gè)人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長(zhǎng)率為42.7%，但與此同時(shí)，汽車停車場(chǎng)地的增長(zhǎng)卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失調(diào)，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場(chǎng)均解決

26、不了上述問題時(shí)，采用機(jī)械式立體停車設(shè)備是一個(gè)非常有效的措施。機(jī) 械 式立 體停車設(shè)備又名立體車庫(kù)，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個(gè)有效手段。國(guó)家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場(chǎng)為國(guó)家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，1998年1月1日起執(zhí)行的國(guó)家計(jì)委6號(hào)令把機(jī)械式停車序和立體停車場(chǎng)列入“國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”，國(guó)家海關(guān)總署對(duì)機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國(guó)內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”、上述措施為我國(guó)立體車庫(kù)產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)提供了良好的條件、也為我國(guó)解決城市停車間題提供了機(jī)會(huì)?？梢灶A(yù)見立體車庫(kù)具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。1.2 課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國(guó)內(nèi)外

27、研究發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀早在50多年前，立體停車就在國(guó)外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對(duì)家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場(chǎng)、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫(kù)。自70年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國(guó)家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國(guó)家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國(guó)、德國(guó)等為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國(guó)和我國(guó)的港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)-移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。圖

28、1.3 國(guó)外高容量的立體車庫(kù)目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于組合使用，易于安裝拆卸。鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，既提高了設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，又使設(shè)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(qiáng)韌、耐用?？刂萍夹g(shù)方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù)，使運(yùn)行高速平穩(wěn)，節(jié)省電力，振動(dòng)和噪音也趨于最小?？刂菩问接?，按鈕式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行程開關(guān)、磁

29、性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動(dòng)識(shí)別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊位自動(dòng)跟蹤、鏈條和鋼絲繩長(zhǎng)度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車圖象攝影對(duì)比安全檢測(cè)、自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等。日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫(kù)的國(guó)家之一，其在上世紀(jì)60年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備。當(dāng)時(shí)日本全國(guó)汽車保有量大約為500萬(wàn)輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。從80年代開始，日本開始向亞洲地區(qū)的韓國(guó)、中國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國(guó)機(jī)械車庫(kù)技術(shù)是日本機(jī)械停車技術(shù)的派生。其機(jī)械停車產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步，80年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)

30、過消化生產(chǎn)和本土化，90年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國(guó)近幾年增長(zhǎng)速度都在30%左右。目前韓國(guó)停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。圖 1.4 韓國(guó)LG公司研發(fā)的塔式1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)機(jī)械式車庫(kù)的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制定的我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫(kù)是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交

31、通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國(guó)外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國(guó)停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。在我國(guó)的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國(guó)外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無序，個(gè)別企業(yè)為搶占市場(chǎng)，采取低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對(duì)停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決

32、上述問題，需要我們?cè)谡呤袌?chǎng)、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國(guó)家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫(kù)的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營(yíng)者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場(chǎng)方面應(yīng)建立車庫(kù)市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫(kù)空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場(chǎng)規(guī)則經(jīng)營(yíng)車庫(kù)，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。圖 1.5 在我國(guó)廣泛使用的升降橫移式立體車庫(kù)1.3 本文的主要工作目標(biāo)和工作內(nèi)容目前，立體車庫(kù)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(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等。在對(duì)國(guó)內(nèi)

33、外各種同類產(chǎn)品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶需求等各個(gè)方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫(kù)形式比較多，規(guī)模可大可小，而且對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)采用這類設(shè)備的車庫(kù)十分普遍。因此，最終確定研究對(duì)象為升降橫移式立體車庫(kù)。1、工作目標(biāo)：（1） 升降橫移式立體停車設(shè)備總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究；確定垂直升降式立體停車設(shè)備的總體布局、運(yùn)行方式，然后進(jìn)行存取車方式、提升系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)等各個(gè)組成部分的總體設(shè)計(jì)。（2）升降橫移式立體停車設(shè)備的存取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；在分析比較的基礎(chǔ)上，確定車庫(kù)的存取車形式，然后由此詳細(xì)設(shè)計(jì)停車位、載車板和存取機(jī)構(gòu)。（3）升降橫移式立體停車設(shè)備的升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)研究；首先通過比較，

34、選定曳引驅(qū)動(dòng)方式作為整個(gè)車庫(kù)的升降方式。然后設(shè)計(jì)升降平臺(tái)、安全機(jī)構(gòu)等。并計(jì)算升降系統(tǒng)電機(jī)所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。2、工作內(nèi)容：（1）結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中已經(jīng)建成的升降橫移式立體車庫(kù)的項(xiàng)目，了解立體車庫(kù)；參觀下沙甌江大酒店的立體車庫(kù)，了解車庫(kù)運(yùn)行基本原理，了解轎車停車流程，記錄立體車庫(kù)使用注意事項(xiàng)等。（2）參閱了國(guó)內(nèi)外的幾種升降橫移式立體車庫(kù)的相關(guān)資料，對(duì)當(dāng)前的車庫(kù)技術(shù)發(fā)展前沿有了大概的了解，從而把握國(guó)內(nèi)外車庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向；通過網(wǎng)上檢索，了解立體車庫(kù)最新發(fā)展概況，以及國(guó)外立體車庫(kù)建設(shè)情況等。了解建設(shè)立體車庫(kù)的鋼材選用，電機(jī)選擇，建設(shè)方法等。（3）據(jù)甌江大酒店立體車庫(kù)原型，再根據(jù)文獻(xiàn)

35、資料。初步選擇建造立體車庫(kù)所需鋼構(gòu)、電機(jī)、鏈輪等組成。（4）依據(jù)以上的車庫(kù)組成部件選型，利用AUTOCAD建立立體車庫(kù)二維圖形。在繪制CAD圖形過程中，再對(duì)部件選型中不合適的進(jìn)行替換，以達(dá)到最佳效果。（5）對(duì)建立的車庫(kù)模型進(jìn)行安全和疲勞校核，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)知否合理。再根據(jù)人體工學(xué)對(duì)車庫(kù)模型優(yōu)化設(shè)計(jì)。（6）歸納、總結(jié)并完善報(bào)告。結(jié)合以上5項(xiàng)計(jì)劃任務(wù)，最后完善論文的總結(jié)部分。第 2 章 升降橫式立體車庫(kù)機(jī)械部分設(shè)計(jì)2.1 升降橫移式立體車庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)2.1.1 升降橫移式立體車庫(kù)簡(jiǎn)介1、立體車庫(kù)的工作原理升降橫移式立體車庫(kù)是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。升降橫移式立體車庫(kù)每個(gè)

36、車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫(kù)，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫(kù)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(jìn)入車庫(kù)內(nèi)將汽車開進(jìn)或開出車庫(kù)。圖2.0 為一個(gè)地上7車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是：三層三個(gè)車位可以升降，二層兩個(gè)車位可以升降和平移，一層的兩個(gè)車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時(shí)借用。1 、2號(hào)車位可以直接存放車輛;7 號(hào)車位需下降后再存放車輛;3 號(hào)車位，則需先將1 號(hào)和2號(hào)載車板右移，再將3號(hào)載車板下降; 4 號(hào)車位，則需先將2 號(hào)載車板右移，

37、再將4號(hào)存車板下降；5號(hào)車位需要先將1、2、3、4號(hào)四個(gè)載車板右移，再將5號(hào)載車板下降；6號(hào)車位則需要先將2、4號(hào)載車板右移，再將6號(hào)載車板降下。由于升降橫移式停車設(shè)備對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng)，介紹系統(tǒng)各機(jī)械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 可根據(jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意的組合、排列，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)土建的要求比較低，因此，應(yīng)用非常廣泛。圖 2.0 七車位升降橫移式立體車庫(kù)工作原理圖2、立體車庫(kù)機(jī)械部分部件結(jié)構(gòu)和功能以三層三列式立體車庫(kù)為模型建立研究對(duì)象。升降橫移式立體車庫(kù)主要由結(jié)構(gòu)框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)六大部分組成。下面我們重點(diǎn)對(duì)車庫(kù)的主要組成(圖2.1所示)進(jìn)行分析。圖

38、 2.1 升降橫移式立體車庫(kù)主要組成結(jié)構(gòu)框架立體車庫(kù)一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫(kù)中我們選用鋼架結(jié)構(gòu)(如圖2.0所示)。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點(diǎn)：a.可靠性高鋼材在生產(chǎn)時(shí)，整個(gè)過程可嚴(yán)格控制，質(zhì)量比較穩(wěn)定，性能可靠。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體;鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對(duì)材料性能所作的基本假定符合較好;鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果可靠，所以說鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高b.材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強(qiáng)度和彈性模量較高，而且強(qiáng)度與重力密度之比也高得多。鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而便于運(yùn)輸與安裝

39、，可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低地基和基礎(chǔ)部分的造價(jià)。c.材料的塑性和韌性好鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會(huì)因超載等而突然斷裂。破壞前一般都會(huì)產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。d.鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工工期短鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度高，質(zhì)量易于保證，是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時(shí)還可在地面拼裝成較大的單元，再進(jìn)行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。由于鋼結(jié)構(gòu)具有連接的特性，

40、故易于加固、改建和拆遷。e.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。f.鋼材的耐銹蝕性差在沒有腐蝕介質(zhì)的一般環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格的防銹涂料，銹蝕問題并不嚴(yán)重。立體車庫(kù)多在沒有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身的維護(hù)費(fèi)用低。結(jié)構(gòu)主體采用熱制H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強(qiáng)度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運(yùn)輸方便。上載車板及其提升系統(tǒng)每塊上載車板都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。其工作原理如圖2.0 ，電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板上升，電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需

41、的傳動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)力及載車板的移動(dòng)速度確定電機(jī)功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個(gè)距離確定鏈條的長(zhǎng)度，最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。下載車板及其橫移系統(tǒng)由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節(jié)省材料，下載車板比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，藏于載車板內(nèi)。在下載車板底部裝有四只鋼輪，可以在導(dǎo)軌上行走，其中兩只為主動(dòng)輪，裝于長(zhǎng)傳動(dòng)軸兩端，另兩只為獨(dú)立安裝的從動(dòng)輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，長(zhǎng)傳動(dòng)軸上的主動(dòng)鋼輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)行走從而使下載車板作橫向平移運(yùn)動(dòng)。根據(jù)載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。安全

42、裝置上載車板上裝有上下行程極限開關(guān)和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測(cè)各裝兩只掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置處各裝兩只耳環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動(dòng)套入四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機(jī)常閉制動(dòng)器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動(dòng)器一旦失靈，上載車板從上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關(guān)和防碰撞板。行程極限開關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動(dòng)停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時(shí)，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時(shí)，切斷橫移電機(jī)電源，橫移停止?？刂葡到y(tǒng)升降橫移式立體停車設(shè)

43、備的控制系統(tǒng)采用PLC 可編程序控制器控制，主要有手動(dòng)、自動(dòng)、復(fù)位、急停四種控制方法。自動(dòng)控制應(yīng)用于平時(shí)的正常工作狀態(tài)，手動(dòng)控制應(yīng)用于調(diào)試、維修狀態(tài)，復(fù)位應(yīng)用于排除故障場(chǎng)合，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場(chǎng)合。對(duì)于本文中所列的7車位升降橫移式立體停車設(shè)備，PLC 主要要控制二、三層五個(gè)升降電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和一、二層四個(gè)橫移電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報(bào)警顯示裝置等。2.1.2 立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在升降橫移式立體車庫(kù)中其主要結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，運(yùn)用了“H”型鋼、角鋼、槽鋼等數(shù)種型鋼形式，就其連接形式而言比較單一，即焊接和

44、螺栓連接兩種形式。載車板部分的鋼結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，其框架部分為數(shù)段矩形方鋼對(duì)焊而成，其它輔助結(jié)構(gòu)則以角焊代之。焊接和螺栓連接是車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)部分的兩種主要的連接方式，其連接方式的質(zhì)量?jī)?yōu)劣將直接影響車庫(kù)整體結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)良與否，所以在車庫(kù)的設(shè)計(jì)和建造中具有很重要的位置。立體車庫(kù)在連接過程中主要運(yùn)用對(duì)焊、角焊和螺栓連接。一、焊縫連接要求 1.焊縫金屬宜于基本金屬相適應(yīng)，當(dāng)不同強(qiáng)度的鋼材連接時(shí)，可采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊接材料。 2.在設(shè)計(jì)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(shí)，焊縫的布置應(yīng)盡可能對(duì)稱于構(gòu)件的重心。 3.對(duì)接焊縫的坡口形式，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)手工電弧焊焊

45、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(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊接的寬度不同或厚度相差4mm以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向，從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1/4的斜角，當(dāng)厚度不同時(shí)，焊縫坡口形式應(yīng)根據(jù)較薄焊件厚度選定基本形式與尺寸。 5.當(dāng)采用不焊透的對(duì)接焊縫時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖中注明坡口的形式和尺寸，其有效厚度不得小于，t為坡口所在焊件的較大厚度。在承受動(dòng)力載荷的結(jié)構(gòu)中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對(duì)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a>120度或a<60度的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。 7.角

46、焊縫的尺寸應(yīng)符合下列要求： （1）角焊縫的焊角尺寸h不得小于，t為較厚焊件厚度。但對(duì)自動(dòng)焊，最小焊角尺寸可減小1mm;對(duì)于T形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加1mm。當(dāng)焊件厚度等于或小于4mm時(shí)，則最小焊角尺寸應(yīng)與焊件尺寸相同。 （2）角焊縫的焊角尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。但板件(厚度為t)邊緣的角焊縫最大焊角尺寸，當(dāng)時(shí)，;當(dāng)t>6mm時(shí)，。圓孔或槽孔內(nèi)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(dāng)焊件的厚度相差較大，且焊腳尺寸不能符合上列要求時(shí)，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(yīng)分別符合上

47、列要求。 （4）側(cè)面腳焊縫或正面腳焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于和4mm。 （5）側(cè)面腳焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不宜大于60h(承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力載荷時(shí))或40h(承受動(dòng)力載荷時(shí));當(dāng)大于上述數(shù)值時(shí)，其超過部分在計(jì)算中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)面焊縫全長(zhǎng)分布時(shí)，其計(jì)算長(zhǎng)度不受此限。 8.在直接承受動(dòng)力載荷的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形。焊腳尺寸的比例：對(duì)正面腳焊縫宜為1：1.5(長(zhǎng)邊順應(yīng)力方向);對(duì)側(cè)面腳焊縫應(yīng)為1：1。 9.在次要構(gòu)件或次要焊件連接中，可采用斷續(xù)焊接。斷續(xù)焊接之間的凈距，不應(yīng)大于巧t(對(duì)受壓焊件)或30t(對(duì)受拉構(gòu)件)，t為較薄焊件厚度。 10.當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處作長(zhǎng)度為的繞

48、腳焊時(shí)，轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。二、螺栓連接要求在立體車庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)中，主立柱與橫移導(dǎo)軌“H”型鋼的連接是整體結(jié)構(gòu)中的主連接，高強(qiáng)度螺栓連接則是主連接中常用的連接形式。高強(qiáng)度螺栓連接按其受力的性能可分為：摩擦型和承壓型。摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接完全依靠被連接的構(gòu)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(gòu)件摩擦面上的壓力(螺栓的預(yù)緊力)，同時(shí)也與被連接構(gòu)件的材料及表面處理情況有關(guān)。施工時(shí)不得在摩擦面上誤涂丹紅、油漆、淋雨、受潮等。承壓型高強(qiáng)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(duì)于同時(shí)承受剪力和螺栓桿

49、軸方向拉力的承壓型高強(qiáng)度螺栓，應(yīng)符合下式要求：其中式中，每個(gè)承受型高強(qiáng)度螺栓所受的剪力和拉力； 每個(gè)承壓型高強(qiáng)度螺栓的受剪、受拉、承壓承載力設(shè)計(jì)值。立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)受力主要包括：鋼結(jié)構(gòu)本身自重，結(jié)構(gòu)架上各停車位的車輛及載車板重力，提升系統(tǒng)起制動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力，驅(qū)動(dòng)裝置的重力，頂部梁架受滑輪組、轎箱和配重的重力，整體結(jié)構(gòu)所受的風(fēng)力、地震載荷以及結(jié)構(gòu)由于外界環(huán)境溫度變化而引起的溫度應(yīng)力等，它們均以集中或分布方式作用。由于該立體車庫(kù)為三層三列式，屬于低層鋼結(jié)構(gòu)建筑。因此，我們對(duì)該車庫(kù)模型進(jìn)行受力分析時(shí)作如下假設(shè)：1、車庫(kù)單獨(dú)建立，不與其它建筑物相連接，屬于最常見狀況;2、不計(jì)由于結(jié)構(gòu)陰面與陽(yáng)面溫差引起

50、的熱應(yīng)力;3、整體結(jié)構(gòu)無初始變形和缺陷;4、在靜態(tài)環(huán)境里，地震載荷與風(fēng)載荷作用忽略不計(jì)。三、立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)分析校核在車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，包括軸心受力構(gòu)件、梁、拉彎和壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)。進(jìn)行軸心受力構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，軸心受拉構(gòu)件應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度要求，軸心受壓構(gòu)件除應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度要求外，還應(yīng)滿足整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求。在梁的設(shè)計(jì)中，梁的剛度和強(qiáng)度對(duì)截面設(shè)計(jì)起控制作用，因此應(yīng)先進(jìn)行這二者的計(jì)算。由于車庫(kù)系統(tǒng)對(duì)于系統(tǒng)的安全要求特別高，所以還應(yīng)對(duì)其整體穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算，此外，梁的接點(diǎn)處均應(yīng)采取構(gòu)造措施，以防止其端截面發(fā)生扭轉(zhuǎn)。在進(jìn)行梁的截面設(shè)計(jì)時(shí)，考慮強(qiáng)度，腹板宜既高又薄，考慮整體穩(wěn)定，翼緣宜既寬又薄，所以在荷載作用

51、下，受壓翼緣與腹板有可能發(fā)生波形屈曲，即梁發(fā)生局部失穩(wěn)。發(fā)生局部失穩(wěn)后，梁的部分區(qū)域退出工作，將使梁的有效截面積減小，強(qiáng)度承載力和整體穩(wěn)定性降低，這時(shí)可以采取增大板厚度或設(shè)置加強(qiáng)肋等措施。對(duì)于壓變構(gòu)件，需要進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性計(jì)算。對(duì)于拉彎構(gòu)件，一般只需要進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。在對(duì)立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的分析中，我們先從單根梁的受力進(jìn)行分析，適當(dāng)簡(jiǎn)化力學(xué)模型，在正確分析各梁的約束和受力的基礎(chǔ)上，先對(duì)各梁和立柱的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行分析，找出系統(tǒng)薄弱處所在，然后在整體分析之中給予特別關(guān)注。圖 2.2 立體車庫(kù)簡(jiǎn)化模型立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架由立柱、橫梁、縱梁和支承動(dòng)力及附屬裝置的上、下支承梁等組

52、成，其立柱通過螺栓與基礎(chǔ)相連，其余鋼梁靠焊接或者螺栓相互連接。立柱主要承受壓力和其他因素造成的扭矩，即壓應(yīng)力和部分剪應(yīng)力；前后兩個(gè)面的縱梁主要承受拉伸和彎矩造成的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力;側(cè)面的橫梁承受較小的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。為了減小振動(dòng)和提高穩(wěn)定性，各部分都必須保證足夠的強(qiáng)度和剛度。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在鋼結(jié)構(gòu)骨架上，由傳動(dòng)部件和張緊裝置組成。停車托架與傳動(dòng)鏈條相連，驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)托架循環(huán)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)車輛的存取和停放。設(shè)計(jì)時(shí)采用Q235碳素鋼，其屈服極限為235Mpa，抗拉強(qiáng)度為375-500Mpa。整體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)許用位移為10mm。本車庫(kù)所限車型為小型車和中型車，最大容車重為2000kg，載車

53、板重約700kg，所以每個(gè)車位所承受的最大重量為2000+700=2700kg，在每個(gè)載車板上模擬汽車前后車輪位置，按照額定載荷6：4的比例均勻放置集中載荷。1、支撐柱受力分析鋼結(jié)構(gòu)的支撐住是由H型鋼制成，前面有兩根立柱均勻分布，后面有兩根立柱，均勻分布。由于每一個(gè)立柱承受的力都是均布載荷，所以可以簡(jiǎn)化為一個(gè)集中載荷附加一個(gè)彎矩。在各種受力的工況中，立柱均為受力桿，在豎直方向上，車庫(kù)骨架承受的力作用到地基，不足以引起立柱的壓潰變形，所以可以暫時(shí)忽略不計(jì)，主要分析在兩個(gè)彎矩作用下立柱的最大偏移位移量。立柱的彎矩與由作用的均布載荷決定，因此支撐住的最大偏移發(fā)生在最大受力狀態(tài)下，即為車庫(kù)滿載時(shí)。前立

54、柱為三根，后立柱為三根，當(dāng)車庫(kù)空載時(shí)，每一根前立柱所受載荷總大于后立柱所受載荷，因此我們重點(diǎn)分析前支撐住受力情況。圖2.3所示為前立柱的力學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖 2.3 前支撐住的力學(xué)分析圖 己知A點(diǎn)為全約束，施加在B點(diǎn)的彎矩，施加在C點(diǎn)的彎矩，且根據(jù)下列公式進(jìn)行分析撓曲方程為：端截面轉(zhuǎn)角：，最大撓度：，所以，由梁的迭加原理得出立柱頂端D端為最大撓度點(diǎn)2、立柱穩(wěn)定性校核前立柱為等截面立柱，受壓靜力，前立柱受力狀態(tài)簡(jiǎn)化如圖2.3所示。兩中心壓桿的穩(wěn)定條件為：其中：臨界載荷P工作載荷n安全系數(shù)許用安全系數(shù)圖 2.4 立柱受垂直力簡(jiǎn)圖（1）立柱的截面力學(xué)特性查簡(jiǎn)明材料力學(xué)附錄A型鋼表可得HW 300X300

55、型H型鋼面積： 慣性矩：慣性半徑：（2）確定壓桿柔度其中：壓桿全長(zhǎng)為l=500cm壓桿長(zhǎng)度系數(shù)u=2，見機(jī)械手冊(cè)l，1-153頁(yè)表1-1-104求壓桿柔度范圍值：其中：彈性模量比例極限 求壓桿柔度范圍值其中：屈服極限常數(shù)查機(jī)械手冊(cè)1，l-1-07，則前立柱屬于細(xì)長(zhǎng)桿，應(yīng)按歐拉公式計(jì)算臨界載荷。（3）強(qiáng)度校核設(shè)立柱空載時(shí)受載車板和上層鋼結(jié)構(gòu)載荷滿載時(shí)前立柱承受最大載荷則立柱的工作載荷由歐拉公式得臨界載荷由機(jī)械手冊(cè)1，1-152頁(yè)表1-1-100查得，金屬結(jié)構(gòu)中的壓桿安全系數(shù)，取n，=3。代入得前立柱的穩(wěn)定安全系數(shù)，由上式可知安全。若按插減系數(shù)法計(jì)算：其中A受力面積P工作載荷安全系數(shù)許用安全系數(shù)一

56、中心壓桿折減系數(shù)，安全裕度較大。3、導(dǎo)軌支撐梁強(qiáng)度校核前后導(dǎo)軌支撐梁均為兩點(diǎn)點(diǎn)支撐，承受作用力相同，故我們分析前導(dǎo)軌支撐梁，如果前導(dǎo)軌支撐梁在允許范圍之內(nèi)，則后導(dǎo)軌梁也必然符合設(shè)計(jì)要求。如圖2.5所示，簡(jiǎn)支梁AB為兩點(diǎn)支撐，受均布載荷的作用，兩端全約束，且同樣為均布載荷。圖 2.5導(dǎo)軌支撐梁受力分析簡(jiǎn)圖我們先來分析一下圖2.5中的梁的受力。已知A、B兩點(diǎn)全約束均布載荷為：撓曲方程為：最大撓度為：計(jì)算得：面積梁所承受的彎矩為則導(dǎo)軌支撐梁所承受的最大彎矩為最大應(yīng)力為根據(jù)材料力學(xué)“失效、安全系數(shù)和強(qiáng)度”理論，由于鋼結(jié)構(gòu)選用材料為Q235，屈服強(qiáng)度為235MPa，取安全系數(shù)下n=2，所以許用應(yīng)力?？傻?，由強(qiáng)度理論可知：導(dǎo)軌支撐梁穩(wěn)定。4、三層橫梁強(qiáng)度校核 三層橫梁可以簡(jiǎn)化為固定梁，受力狀態(tài)如圖2.6所示。橫梁兩端固定，A、B兩點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的支反力和。圖 2.6 三層橫梁受力簡(jiǎn)圖及彎矩圖所承受的主要是拉壓受力，所以我們只對(duì)其正應(yīng)力進(jìn)行分析。梁所承受的彎矩為：最大彎矩為：其中代入得：最大正應(yīng)力為：其中為抗彎截面系數(shù)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以得