【正文】 為工程設(shè)計(jì)中不可缺少的一種重要方法，在大型工程中扮演越來越重要的角色。 4. 可以處理數(shù)量不受限制的和各種類型的邊界條件。 螺栓桿與孔壁擠壓面最小高度 ，初選。 圖 支撐座與與縱梁 由于此處的螺栓連接承受的剪力和彎矩很小，所以不對(duì)螺栓的強(qiáng)度進(jìn) 行校核。b點(diǎn)承受最大壓應(yīng)力為： 滿足條件。材料為 Q235 碳素鋼，焊條型號(hào)為 E43XX，采用手工焊，不用引弧板，焊縫質(zhì)量為三級(jí)。 搭接板與柱的焊接連接設(shè)計(jì) (1)設(shè)計(jì)條件 搭接板與柱的材料均為 Q235 鋼，焊條型號(hào)為 E43XX 型，采用角焊縫手工焊接，焊縫質(zhì)量為三級(jí)。根據(jù)立柱與橫梁的尺寸確定搭接板的尺寸為b 。 二 .螺栓連接 要求 ： 在立體車庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)中 高強(qiáng)度螺栓連接 是主連接中常用的連接形式。 四層升降橫移式立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析 22 第四章 連接設(shè)計(jì) 要求 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法由焊接、普通螺栓連接、高強(qiáng)度連接和鉚接。 二、載荷計(jì)算 吉林建筑大學(xué) 19 圖 及彎矩 簡(jiǎn)圖 載荷設(shè)計(jì)值 梁上軸向壓力設(shè)計(jì)值 式中： K—— 鏈條長(zhǎng)期受拉力作用產(chǎn)生軸向力系數(shù)值 經(jīng) 分析產(chǎn)生 最大彎矩 位置為受力處。由《 起重 機(jī) 鋼結(jié)構(gòu)》附表 41 和 42查得繞截面強(qiáng)軸和弱軸的截面穩(wěn)定系 數(shù) 和 ，取最大值。柱承受的主要載荷是軸心壓力，還有少量的彎矩載荷 ，因此對(duì)柱的截面形式選擇可按照軸心受力構(gòu) 件的截面形式進(jìn)行選擇。 查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用 H型鋼型號(hào)為 HN150 75，其截面特性為： H B 3 截面驗(yàn)算： ⑴ 強(qiáng)度驗(yàn)算： 單位長(zhǎng)度梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值 其中 k= 為考慮焊縫、螺栓等附加構(gòu)件的重量后梁的自重增加系數(shù)。 導(dǎo)軌支撐梁的設(shè)計(jì)與 校核 一、材料和截面形式確定 在立體車庫(kù)設(shè)計(jì)中，梁的主要作用是保持整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承擔(dān)所停車輛與其它構(gòu)件自重對(duì)梁產(chǎn)生的彎矩和剪力。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。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大多為軋制型材， 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，運(yùn)輸方便， 可直接用來加工成結(jié)構(gòu)物，且安裝方便，可將工廠加工好的構(gòu)件運(yùn)到施工場(chǎng)地，在工地拼 裝 。該車庫(kù)結(jié)構(gòu)類型具有典型性，對(duì)于后期進(jìn)行大型車庫(kù)的設(shè)計(jì)和制造具有很好的擴(kuò)展性，因此具有很好的借鑒意義。另外在工作過程中，為保證各機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)或緊急處理運(yùn)行事故，機(jī)械停車庫(kù)必須采用安全裝置，以保證設(shè)備的安全和有效運(yùn)行。 (9)汽車升降機(jī)類 代號(hào) QS 汽車升降機(jī)是專門用作不同平層的汽車搬運(yùn)的升降機(jī)，它只起搬運(yùn)作用，無直接存取功能；常常用于地下或屋頂存放汽車的搬運(yùn)，也可與智能小車配合使用。 堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高 ， 單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高 ， 所以巷道堆垛式立體車庫(kù)適用于車位數(shù)要較多的客戶使用。 四層升降橫移式立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析 6 存車時(shí)司機(jī)將車開至車庫(kù)存車托架準(zhǔn)確位置后 ,關(guān)好車門退出車庫(kù)。 吉林建筑大學(xué) 5 第二章 四層橫移式立體車庫(kù)總體方案 設(shè)計(jì) 機(jī)械式立體車庫(kù) 機(jī)械式立體車庫(kù)及其組成 使用車輛之外的搬運(yùn)裝置來完成車輛停放、存儲(chǔ)的機(jī)械設(shè)施稱為機(jī)械停車庫(kù)，以立 體化形式存放車輛的機(jī)械式停車庫(kù)叫做機(jī)械式立體車庫(kù) 。 立體車庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)是車庫(kù)重量的主要部分，鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)型號(hào)及 其連接方式對(duì)車庫(kù)的安全性起著至關(guān)重要的作用。立體停車設(shè)備的普遍應(yīng)用的大勢(shì)是不可改變的，這一市場(chǎng)有著廣闊的前景。 目前上海、北京、深圳、廣州、天津、成都、大連、南京、濟(jì)南、福州、沈陽 等城市都相繼出現(xiàn)了立體車庫(kù)。又如計(jì)算機(jī)管理、 IC卡識(shí)別、計(jì)時(shí)收費(fèi)系統(tǒng)一出現(xiàn)，立即應(yīng)用于 立體 停車庫(kù)， 使車庫(kù)融于城市樓宇自動(dòng)化管理系統(tǒng)中，無論是公共停車還是 住宅停車變得更容易、更方便。 國(guó)內(nèi)外關(guān)于 立體車庫(kù) 研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外狀況 機(jī)械式立體車庫(kù)發(fā)源于上世紀(jì) 20年代的美國(guó)， 是在繁華擁擠的都市里為解決停車難而采取的一種措施。私人汽車保有量達(dá) 8613萬輛，目前停車問題日益明顯，每年預(yù)計(jì)需新增停車位 400萬個(gè)。s overall size。 畢業(yè)論文 四層 升降 橫移 式 立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限 元 分析 吉 林 建 筑 大 學(xué) 2020年 6 月 20日 畢業(yè)論文 四層 升降 橫移 式 立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限 元 分析 FOUR LAYERS OF STEEL STRUCTURE LIFTING AND MOVING SOLID CARPORT DESIGN AND FINITE ELEMENT ANALYSIS 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) ： 02709225 答 辯 日 期： 2020 年 6 月 20 日 吉林建筑大學(xué) I 摘 要 隨著城市的人口不斷的增加，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車的數(shù)量更是增長(zhǎng)迅速，由于城市空間有限，停車難問題已經(jīng)成為大中型城市的一個(gè)普遍現(xiàn)象。 關(guān)鍵詞： 立體車庫(kù) ； 升降橫移式 ； 有限元分析 ； CAITA 建模 四層升降橫移式立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析 II Abstract With the increase of urban population, the rapid development of national economy, the number of vehicles is increasing rapidly, due to the limited urban space, the parking problem has bee one of mon phenomenon in large and mediumsized cities. Can make full use of land resources of mechanical parking equipment, flexible layout, high efficiency and energy saving, is now one of the important ways to solve the problem of parking difficulty, among them threedimensional garage for lifting and moving type most widely used. This topic was typical to lift move transversely type parking equipment as the research object, and steel structure of garage design and finite element analysis. Combining with the actual engineering projects, the four layers of threedimensional garage for lifting and moving type steel structure design. Stereo garage steel structure design including the garage overall scheme, the selection of the overall size to determine, column, beam and girder design, connectiondesign, etc. First of all, according to the construction site garage space limitation and the lower the design requirement and main body framework39。全國(guó)機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)诉_(dá) ，其中汽車駕駛?cè)?，全?guó) 17個(gè)城市的汽車保有量超過 100萬輛，其中北京、成都、天津、深圳、上海等 5個(gè)城市的汽車保有量超過 200萬輛。 由此 可以預(yù)見立體車庫(kù)具有廣闊的市場(chǎng)前景。比如高速曳引機(jī)和 VVVF調(diào)速控制技術(shù) (即高速電梯技術(shù) )很快應(yīng)用到垂直升降式車庫(kù)產(chǎn) 品， 使這種電梯式車庫(kù)存取速度更快，存車量更大，從而逐步替代老式的垂直循環(huán)式塔型車庫(kù)。 城市停車難的問題日益突出，在此情況下 ， 我國(guó)的機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè)行到了一個(gè)高速發(fā)展的機(jī)遇從近兩年立吉林建筑大學(xué) 3 體停車設(shè)備停車位的增長(zhǎng)速度一直保持在 50%以上就能看出來 。 我國(guó) 停車位的空 缺還很大，并且現(xiàn)在存在車庫(kù)挪用等一系列現(xiàn)象，也是停車位比實(shí)際統(tǒng)計(jì)的還要少。本課題以 四層 升降橫移式立體車庫(kù)為主要研究對(duì)象， 對(duì)立體車庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu) 進(jìn)行設(shè)計(jì)及其有限元分析研究。使用有限元技術(shù)對(duì)車庫(kù)立柱、橫梁進(jìn)行靜力分析，以獲得車庫(kù)主體框架結(jié)構(gòu)在不同載荷工況下的變形位移與應(yīng)力分布規(guī)律， 并確定最優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸 。這種停車設(shè)備的工作原理是電機(jī)通過減速機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ， 在牽引機(jī)構(gòu) — 鏈條上 ， 每隔一定距離安裝一個(gè)存車托架 ， 當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí) ,存車托架隨鏈條一起做循環(huán)運(yùn)動(dòng) ,達(dá)到存取車的目的。 (6)巷道堆垛類 代號(hào) XD 采 用以巷道堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)將進(jìn) 搬運(yùn)器的車輛水平且垂直移動(dòng)到存車位，并用存取機(jī)構(gòu)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備的車庫(kù)叫巷道堆垛類停車。該類車庫(kù)多適用于多用于私人住宅、企事業(yè)單位、地下室等場(chǎng)所，在面積一定時(shí)至少增加二倍以上的停車位。其結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理為：各車位由鋼絲繩或鏈條固定在停車托盤的四角于此程序相反，在此不再贅述。該類 型立體庫(kù)每層設(shè)置五 個(gè)車位，車輛入庫(kù)的方式變得更加復(fù)雜，可以實(shí)現(xiàn)多路徑的入庫(kù)到位，因此有利于對(duì)汽車的入庫(kù)和出庫(kù)進(jìn) 行控制優(yōu)化，提高立體車庫(kù)存取 車的效率，減少等待時(shí)間。 機(jī)械式立體車庫(kù)的主體框架主要采用各種型材焊接加工成型作為承重結(jié)構(gòu)。 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， 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，然后再整體分析之中給予特變關(guān)注。按載荷作用的基本情況，在進(jìn)行立體車庫(kù) 鋼結(jié)構(gòu)骨架分析考慮空載、對(duì)稱載荷、非對(duì)稱載荷和最大偏載四種工況 。則 均布載荷 四層升降橫移式立體車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析 14 AB 段導(dǎo)軌支撐梁為簡(jiǎn)支梁， 因此縱梁所承受的最大彎矩為： 2 初選截面 由于縱梁選用熱軋 H 型鋼，梁所需的凈截面模量為： 式中： —— 截面塑性 發(fā)展系數(shù)， H型鋼 ； —— 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ， 。 圖 簡(jiǎn)圖 及受力圖 簡(jiǎn)圖 立 柱的截面形式要根據(jù)柱的受力大小和特點(diǎn)而確定。 先假定長(zhǎng)細(xì)比 。考慮選材的統(tǒng)一和制造加工的方便性，選用熱軋 H型鋼，材料為 Q235 鋼。 托架縱梁只承受拉力 以及很小的彎矩，考慮到托架的連接、導(dǎo)輪的安裝， 與其導(dǎo)軌支持梁比較，選取 其材料和截面形式 HN 150 75，其進(jìn)行強(qiáng)度 與導(dǎo)軌支持梁 比較要求小， 因此其強(qiáng)度滿足 要求 。焊腳尺寸的比例：對(duì)正面腳焊縫宜為 1： ； 對(duì)側(cè)面腳焊縫應(yīng)為 1： 1。 由于立柱為 H型鋼，型號(hào)為 HW200 200， ， ，橫梁為 HW150 150， 。由于橫梁承受的載荷較小且對(duì)其無法進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，所以在此對(duì)橫梁與柱的連接不進(jìn)行校核 。 搭接板與懸伸支撐托座的焊接連接設(shè)計(jì) (1)設(shè)計(jì)條件 懸伸支撐托座采用組合 T 形截面，其與搭接板之間為對(duì)接與交接組合焊縫連接。 ○ 1 焊縫截面特性 截面形心軸 xx? 的位置 ? ? ? ?? ? ? ?11 2 2 111 1 2 12222t hb t h t t ty b t t h t t??? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?1 0 2 0 02 0 0 2 1 0 2 0 0 2 8 8 1 0222 0 0 2 1 0 1 0 2 0 0 2 8 8??? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 1 1 2 0 0 1 0 5 2 .2 1 5 7 .8y h t y m m? ? ? ? ? ? ? 焊縫對(duì) x 軸的慣性矩 ? ? ? ? ? ? ? ?33 221 1 2 2 21 1 2 2 2 122 221 2 2 1 2 2x t h t t b t