【正文】 載車板下降；6號(hào)車位則需要先將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)模可大可小，對(duì)土建的要求比較低，因此，應(yīng)用非常廣泛。圖 七車位升降橫移式立體車庫工作原理圖立體車庫機(jī)械部分部件結(jié)構(gòu)和功能以三層三列式立體車庫為模型建立研究對(duì)象。升降橫移式立體車庫主要由結(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)車庫的主要組成()進(jìn)行分析。圖 升降橫移式立體車庫主要組成①結(jié)構(gòu)框架立體車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中我們選用鋼架結(jié)構(gòu)()。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點(diǎn)：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，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，可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低地基和基礎(chǔ)部分的造價(jià)。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。，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，故易于加固、改建和拆遷。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。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。②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)。 ，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)距離確定鏈條的長度，最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。③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)長傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，長傳動(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。④安全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。⑤控制系統(tǒng)升降橫移式立體停車設(shè)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)用于排除故障場合，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場合。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。 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在升降橫移式立體車庫中其主要結(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，即焊接和螺栓連接兩種形式。載車板部分的鋼結(jié)構(gòu)比較簡單，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)量優(yōu)劣將直接影響車庫整體結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)良與否，所以在車庫的設(shè)計(jì)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(yùn)用對(duì)焊、角焊和螺栓連接。一、焊縫連接要求 ，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。 ，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。 ，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。 ，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。 ，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。 (直角角焊縫)。夾角a120度或a60度的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。 ： （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）(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)t6mm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)分別符合上列要求。 （4）側(cè)面腳焊縫或正面腳焊縫的計(jì)算長度不得小于和4mm。 （5）側(cè)面腳焊縫的計(jì)算長度不宜大于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)面焊縫全長分布時(shí)，其計(jì)算長度不受此限。 ，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：(長邊順應(yīng)力方向)。對(duì)側(cè)面腳焊縫應(yīng)為1：1。 ，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。 ，轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。二、螺栓連接要求在立體車庫的鋼結(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)該車庫模型進(jìn)行受力分析時(shí)作如下假設(shè)：車庫單獨(dú)建立，不與其它建筑物相連接，屬于最常見狀況。不計(jì)由于結(jié)構(gòu)陰面與陽面溫差引起的熱應(yīng)力。整體結(jié)構(gòu)無初始變形和缺陷。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、立體車庫鋼結(jié)構(gòu)分析校核在車庫鋼結(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 立體車庫簡化模型立體車庫鋼結(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375500Mpa。整體車庫鋼結(jié)構(gòu)許用位移為10mm。本車庫所限車型為小型車和中型車，最大容車重為2000kg，載車板重約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。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，即為車庫滿載時(shí)。前立柱為三根，后立柱為三根，當(dāng)車庫空載時(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 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)立柱穩(wěn)定性校核前立柱為等截面立柱，受壓靜力。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 立柱受垂直力簡圖（1）立柱的截面力學(xué)特性查簡明材料力學(xué)附錄A型鋼表可得HW 300X300型H型鋼面積： 慣性矩：慣性半徑：（2）確定壓桿柔度其中：壓桿全長為l=500cm壓桿長度系數(shù)u=2，見機(jī)械手冊(cè)l，1153頁表11104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，l107，則前立柱屬于細(xì)長桿，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)1，1152頁表11100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)一中心壓桿折減系數(shù)，安全裕度較大。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。，簡支梁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 。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)