【正文】 0 第 1 章 升降橫移式立體車庫機械部分設(shè)計 升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu) 升降橫移式立體車庫簡介 立體車庫的工作原理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(shè)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(nèi)將汽車開進或開出車庫。圖 為一個地上 7 車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是：三層三個車位可以升降，二層兩個車位可以升降和平移，一層的兩個車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時借用。1 、2 號車位可以直接存放車輛。7 號車位需下降后再存放車輛。3 號車位，則需先將 1 號和 2 號載車板右移，再將 3 號載車板下降。 4 號車位，則需先將 2 號載車板右移，再將 4 號存車板下降；5 號車位需要先將 4 號四個載車板右移，再將 5 號載車板下降；6 號車位則需要先將 4 號載車板右移，再將 6 號載車板降下。由于升降橫移式停車設(shè)備對場地的適應(yīng)性強，介紹系統(tǒng)各機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 可根據(jù)不同的地形和空間進行任意的組合、排列，規(guī)模可大可小，對土建的要求比較低，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)、安全防護系統(tǒng)六大部分組成。下面我們重點對車庫的主要組成()進行分析。1 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)(如圖 )。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點：鋼材在生產(chǎn)時，整個過程可嚴(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)對材料性能所作的基本假定符合較好。鋼結(jié)構(gòu)的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結(jié)果，計算結(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，但它的強度和彈性模量較高，而且強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。鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會因超載等而突然斷裂。破壞前一般都會產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時采取補救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)性強，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，易實現(xiàn)機械化，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，有時還可在地面拼裝成較大的單元，再進行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟效益。由于鋼結(jié)構(gòu)具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。2 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，所以對鋼結(jié)構(gòu)本身的維護費用低。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，具有較好的強度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運輸方便。②上載車板及其提升系統(tǒng)每塊上載車板都配有一套獨立的電機減速機與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。其工 ，電機順時針旋轉(zhuǎn)時，載車板上升，電機逆時針旋轉(zhuǎn)時，載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動力。根據(jù)傳動力及載車板的移動速度確定電機功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個距離確定鏈條的長度，最后根據(jù)傳動力確定鏈輪大小，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立的電機減速機傳動系統(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，其中兩只為主動輪，裝于長傳動軸兩端，另兩只為獨立安裝的從動輪。電機減速機驅(qū)動長傳動軸運轉(zhuǎn)，長傳動軸上的主動鋼輪在導(dǎo)軌上滾動行走從而使下載車板作橫向平移運動。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)確定橫移電機的驅(qū)動功率。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套入四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機常閉制動器慢釋放后，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停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時，切斷橫移電機電源，橫移停止。⑤控制系統(tǒng)3 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、自動、復(fù)位、急停四種控制方法。自動控制應(yīng)用于平時的正常工作狀態(tài)，手動控制應(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、三層五個升降電機的正反轉(zhuǎn)和一、二層四個橫移電機的正反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報警顯示裝置等。 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計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。一、焊縫連接要求 ，當(dāng)不同強度的鋼材連接時，可采用與低強度鋼材相適應(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，焊縫的布置應(yīng)盡可能對稱于構(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，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，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。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)。 ：4 （1）角焊縫的焊角尺寸h不得小于 ，t為較厚焊件厚度。但對自動焊，最小焊角尺寸可減小1mm。對于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，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， 。mt6?thf?當(dāng) t6mm時， 。圓孔或槽孔內(nèi)的焊縫焊角尺寸不宜mthf)2~1(??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，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算長度不得小于 和 4mm。fh8 （5）側(cè)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(dāng)大于上述數(shù)值時，其超過部分在計算中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)面焊縫全長分布時，其計算長度不受此限。 ，角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形。焊腳 尺寸的比例：對正面腳焊縫宜為 1：(長邊順應(yīng)力方向)。對側(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(對受壓焊件)或 30t(對受拉構(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)角處作長度為 的繞腳焊時，轉(zhuǎn)角處必須連fh2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。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(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)，同時也與被連接構(gòu)件的材料及表面處理情況有關(guān)。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(yīng)符合下式要求：5 122??????????????bttbVN其中 2.hc式中 ， ——每個承受型高強度螺栓所受的剪力和拉力；vNt ——每個承壓型高強度螺栓的受剪、受拉、承壓承載力設(shè)計值。bcb,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)起制動所產(chǎn)生的慣性力，驅(qū)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(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，我們對該車庫模型進行受力分析時作如下假設(shè)：車庫單獨建立，不與其它建筑物相連接，屬于最常見狀況。不計由于結(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。三、立體車庫鋼結(jié)構(gòu)分析校核在車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，包括軸心受力構(gòu)件、梁、拉彎和壓彎構(gòu)件的設(shè)計。進行軸心受力構(gòu)件設(shè)計時，軸心受拉構(gòu)件應(yīng)滿足強度和剛度要求，軸心受壓構(gòu)件除應(yīng)滿足強度、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)計中，梁的剛度和強度對截面設(shè)計起控制作用，因此應(yīng)先進行這二者的計算。由于車庫系統(tǒng)對于系統(tǒng)的安全要求特別高，所以還應(yīng)對其整體穩(wěn)定進行計算，此外，梁的接點處均應(yīng)采取構(gòu)造措施，以防止其端截面發(fā)生扭轉(zhuǎn)。在進行梁的截面設(shè)