【正文】 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第一章 機械式立體車庫的概況 1 一、 機械式立體車庫的概況 機械式立體停車庫的定義 機械式停車庫就是利用機械來存取、停放車輛的整個停車設(shè)施，以立體化存放的機械式停車庫叫做機械式立體停車庫。 本課題的提出與意義 改革開放 20 年來，作為我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè) —— 汽車工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，汽車的增多給經(jīng)濟帶來繁榮的同時，也帶來了一系列的社會問題 [1~2]。城市交通擁擠已成為各地政府關(guān)心的社會問題，城區(qū)內(nèi)交通及車輛停泊管理越來越成為難題，特別是在城區(qū)的高級賓館、飯店、大型商場的車輛密集區(qū)，由于受到原有占地面積限制而無法擴大泊車位，停泊困難和交通阻塞 已成為一個突出難題。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計：在上海，每天有 40多萬輛汽車停泊在馬路兩邊；而在北京每天又有 90 萬多輛汽車 “ 無家可歸 ” ，這些問題必將阻礙汽車工業(yè)的發(fā)展。當以往的路邊停車、人行道停車、地下或地面停車設(shè)備等均解決不了問題時，機械式立體停車設(shè)備應(yīng)運而生，并很快得到廣泛應(yīng)用。 機械式停車設(shè)備可以用較小的基地面積停放較多數(shù)量的車位，免去了坡道式車庫的坡道設(shè)計等空間問題 [3~4]。將車庫設(shè)計中的建筑空間問題轉(zhuǎn)化為機械方式的研究，并可采用新技術(shù)、新材料來解決停車的問題；采用計算機控制，庫區(qū)無人進入，可以有效地防止盜竊 和損壞；正是由于機械式停車設(shè)備的占地面積省，停車靈活，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、地下停車庫和停車樓組合實施的優(yōu)點，已成為解決城市停車難最有效的手段，是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路 [5~6]。 機械式立體停車庫發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景分析 機械式立體停車庫現(xiàn)狀 —— 現(xiàn)有停車位缺口嚴重 隨著城市化水平加快，城市建設(shè)的迅速發(fā)展，城市空地和巷道越來越少；而汽車工業(yè)卻不斷發(fā)展，汽車價格持續(xù)下降，擁有私家汽車的人越來越多，所以停車位缺口越來越大。根據(jù) 1997 年的統(tǒng)計，在北京市機動車保有量 130 萬輛，每天進北京市的機動車輛約 10 萬輛。停車場不到 800 處，停車泊位只有 7萬多個；廣州市機動車保有量 90 萬輛，外地進市有 10 萬輛，各種停車場只有 928 處，停車泊位僅 8萬個；福州市機動車保有量 8 萬輛，停車場 69處，停車泊位僅 2200 個；深圳市機動車保有量 36萬輛，停車場 734 處，停車泊位僅 3萬多個；南京市機動車保有量約 10萬輛，停車泊位僅 1 萬多個；其他如天津、重慶、成都、杭州、武漢、長沙等城市的情況也是如此。由于停車位的嚴重不足，迫使大量汽車占道停焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第一章 機械式立體車庫的概況 2 放，已成為影響城市交通和市容環(huán)境的一大問題。 機械停車設(shè)備需求預(yù)測 大中 城市地價不斷上漲，使得自走式固定停車場成本不斷增加；而汽車增長速度，卻遠遠超過停車場的新建。所以，占地面積小，停車數(shù)量大的機械式立體停車設(shè)備受到很多大中城市的歡迎，機械停車設(shè)備產(chǎn)業(yè)已被譽為新世紀的陽光產(chǎn)業(yè)。目前香港、澳門及新加坡、印尼、馬來西亞、泰國和東南亞的一些國家的停車設(shè)備主要是靠進口，因此從現(xiàn)有停車位情況和今后市場需求可以看出，機械式停車設(shè)備的國際、國內(nèi)市場前景十分良好。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第二章 機械式立體停車庫的類型和選型 3 二、 機械式立體停車庫的類型和選型 機械式立體停車庫的類型 升降橫移類（代號 SH） 采用以載 車板升降或橫移存取車輛的機械式（停車設(shè)備的）立體停車庫叫做升降橫移類停車庫。其工作原理為 :一層車位只能橫移，中間車位即可橫移又可升降，上層車位只能升降，該類車庫通過各層車位的移動來實現(xiàn)車輛的存取。 垂直循環(huán)類（代號 CH） 垂直循環(huán)類機械式停車庫是采用垂直方向作循環(huán)運動的停車系統(tǒng)來存取車輛的停車設(shè)備。這種停車設(shè)備的工作原理是電機通過減速機帶動傳動機構(gòu)，在牽引機構(gòu) —— 鏈條上，每隔一定距離安裝一個存車托架，當電機啟動時，存車托架隨鏈條起做循環(huán)運動，達到存取車的目的。 水平循環(huán)類（代號 SX） 采用一個水平循環(huán)運動的 車位系統(tǒng)來存取停放車輛（機械式停車設(shè)備）的停車庫叫水平循環(huán)類停車庫。其工作原理是存取停放車輛的車位系統(tǒng)在水平面上作循環(huán)運動，將所需存取車輛的載車板移到出入口處，駕駛員再將汽車存入或取出。 多層循環(huán)類（代號 DX） 多層循環(huán)類停車庫是通過使載車板作上下循環(huán)運動，而實現(xiàn)車輛多層存放的多層循環(huán)式停車設(shè)備，減少了占地面積，提高了存取車的自動化程度。 平面移動類（代號 PY） 采用在同一層上用搬運臺車或起重機平面移動車輛，或使載車板平面橫移實現(xiàn)存取車輛，亦可用搬運臺車和升降機配合實現(xiàn)多層平面移動來存取停放車輛的機械式停車 設(shè)備叫平面移動類停車庫。 巷道堆垛類（代號 XD） 采用以巷道堆垛機或橋式起重機將進到搬運器的車輛水平且垂直移動到一存車位，并用存取機構(gòu)存取車輛的機械式停車設(shè)備叫巷道堆垛類停車庫。 垂直升降類代號 CS 垂直升降類立體停車庫也稱為塔式立體停車庫，它是通過提升機的升降和裝在提升機上的橫移機構(gòu)將車輛或載車板橫移，實現(xiàn)存取車輛的機械式停車庫。垂直升降類停車焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第二章 機械式立體停車庫的類型和選型 4 設(shè)備的工作原理是 :用提升機構(gòu)將車輛或載車板升降到指定層，然后用安裝在提升機構(gòu)上的橫移機構(gòu)將車輛或載車板送入存車位；或是相反，通過橫移機構(gòu)將指定存車位上的車輛或載車板 送入提升機構(gòu)，提升機構(gòu)降到車輛出口處，打開車庫門，駕駛員將車輛開走。 簡易升降類代號 JS 把停車位分成上、下二層或二層以上，借助升降機構(gòu)或俯仰機構(gòu)使汽車存入或取出的簡易機械式停車庫叫做簡易升降類機械式停車庫。簡易升降類機械式停車設(shè)備一般為準無人方式，即人離開后移動汽車的方式。 機械式立體停車庫的選型 機械式停車設(shè)備很多，各有各的適用形式，其中升降橫移式立體停車庫是中小型車庫的一種典型機電一體化產(chǎn)品，由于占地面積小，型式比較多，規(guī)?？纱罂尚。瑢龅氐倪m應(yīng)性強，這種車庫在國外應(yīng)用十分廣泛，所以是公司及單位在建造 立體停車庫時的理想選擇。本文就三層十車位的升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計做一詳細闡述和討論 。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第三章 升降橫移式立體停車庫工作原理 5 三、升降橫移式立體停車庫工作原理 升降橫移式立體停車庫由于適應(yīng)性強而備受青睞，該類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。停泊在這類車庫內(nèi)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，駕駛員才可以進入車庫內(nèi)將汽車開進或開出車庫，升降由一臺電機驅(qū)動，通過鋼絲繩拖動搬運器垂直 升降，橫向移動借助導(dǎo)軌，也是利用一臺電機便可實現(xiàn)該車位的移動，它的主要優(yōu)點在于同一層的車位移動獨立，可以自由動作，并且動作時間短，縮短了存取車的時間。 圖 11是全地上布置型式的升降橫移式立體停車庫。車位在庫內(nèi)運行的情況是這樣的：圖中 1, 2, 3 號車直接存取車； 10 號車下降到地面層后存取車； 4， 5， 6號車位須通過 1, 2, 3 號車位橫移出空位后下降到地面層存取車。 7， 8， 9， 10號車位通過 4， 5，6號車位和 1， 2， 3 號車位的橫移讓出空位后，再下降到地面層存取車。如需在 7號車位存取車，則將 4， 5， 6號車位和 1， 2， 3號車位向右移動， 7號車位下降即可，如需在 5 號車位存取車，則 2， 3 號車位向右橫移， 5號車位下降即可。同樣 n層 m排的存取車原理都是相同。除最上層外，每層均留有一個空車位，允許搬運器左右移動一個車位位置，為上層托板下移留出通道。立體車庫電氣系統(tǒng)主要完成對車位及托板位置及運行狀態(tài)的檢測和存取車的操作。用各種光電開關(guān)、行程開關(guān)檢測位置狀態(tài)，用接觸器、繼電器執(zhí)行對傳動電機的起?？刂?。停車操作要完成如下過程： (1)檢測空車位位置，起動平移電機將指定空車位同列下方的托板移開。（ 2）起動指定車位升降電機將托板下降到 底層。（ 3）停放汽車，用光電開關(guān)檢測確認汽車停放到位。（ 4）接收復(fù)位指令，托板回到原來位置。取車操作與之類似。為了保證存取車可靠安全，系統(tǒng)要精確定位，開關(guān)邏輯要嚴格互鎖。 圖 11 由于升降橫移式立體停車庫對場地的適應(yīng)性較強，可根據(jù)不同的地形和空間進行任焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第三章 升降橫移式立體停車庫工作原理 6 意組合、排列，規(guī)模可大可小，對土建的要求比較低，因此，升降橫移式立體停車庫應(yīng)用十分廣泛普遍。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第四章 升降橫移式立體停車庫 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 四、升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)設(shè) 計 升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計在整個車庫中非常重要，主框架部分、載車板部分和傳動系統(tǒng)是升降橫移式立體停車庫的主要組成部分。主框架部分承擔著整個升降橫移式立體停車庫的總量，而且它的輕重、穩(wěn)定性和可靠性以及載車板部分還影響著整個立體停車庫的重量、材料和成本的多少以及安全性；傳動系統(tǒng)決定著升降橫移式立體停車庫運行的好壞，所以如何設(shè)計選擇主框架部分、載車板部分和傳動系統(tǒng)成為影響整個立體停車庫的關(guān)鍵因素。 現(xiàn)代停車設(shè)備的主框架部分大多采用鋼結(jié)構(gòu)，所謂 鋼結(jié)構(gòu) 就 是采用鋼板、型鋼連接而成的 結(jié)構(gòu) 。 鋼結(jié)構(gòu)的 特點 1)、 強度高，塑性和韌性好 2)、 鋼結(jié)構(gòu)的重量輕 3)、 材質(zhì)均勻，和力學(xué)計算的假定比較符合 4)、 鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，施工工期短 5)、 鋼結(jié)構(gòu)密閉性較好 6)、 鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 本車庫允許存儲車輛的外形尺寸為長 X 寬 X 高為 5000X1850X1550mm 所以設(shè)計每一格的規(guī)格為 6000X2500X1800mm,總體規(guī)格為 6000X10000X5600mm（底層高為 2021mm ） 。 停車設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)主要采用熱軋 H型鋼、槽鋼、角鋼、鋼板焊接成型，用高強度螺栓連接 成框架結(jié)構(gòu)，具有較好的剛度和強度。 停車設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)受力主要包括：鋼結(jié)構(gòu)本身自重，各個停車位所停車輛及載車板重力，起動時產(chǎn)生的慣性力，驅(qū)動附屬裝置重力，地震載荷及結(jié)構(gòu)由于外界環(huán)境變化而引起的溫度應(yīng)力等，以集中或均布方式作用。 停車設(shè)備對系統(tǒng)的安全要求特別高，所以在除了對軸心受拉構(gòu)件滿足強度、剛度條件；軸心受壓構(gòu)件滿足強度、剛度、穩(wěn)定性條件；梁的截面尺寸滿足剛度、強度條件外，還應(yīng)對整體的穩(wěn)定性進行計算。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第四章 升降橫移式立體停車庫 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 SM Solver 軟件簡介及其在鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用 結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器（ SM Solver for Windows）是一個面向教師、學(xué)生以及工程技術(shù)人員的計算機輔助分析計算軟（課）件，其求解內(nèi)容包括了二維平面結(jié)構(gòu)（體系）的幾何組成、靜定、超靜定、位移、內(nèi)力、影響線、自由振動、彈性穩(wěn)定、極限荷載等經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中所涉及的一系列問題，全部采用精確算法給出精確解答 [3]。該軟件精致、先進、方便、