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自動(dòng)化立體車庫設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-展示頁

2025-07-07 06:06本頁面
  

【正文】 論文(設(shè)計(jì))用紙第 1 章 緒 論 課題的背景和意義隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,擁有私家車的家庭越來越多,而與此相對應(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827處,%,停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。據(jù)建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心對全國15個(gè)大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查,:1,這一比值對于渴望“車者有其位”的車主來說,形式不容樂觀。上世紀(jì)80年代初期,北京市權(quán)威部門對2000年北京汽車發(fā)展數(shù)的預(yù)測僅僅是70萬-80萬輛,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100萬輛,其中私人小客車的數(shù)量就高達(dá)45萬輛。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20-30%。數(shù)據(jù)顯示,最近幾年我國城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長速度在15%20%,而同時(shí)期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長速度只有2%3%,特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度,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。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)車對停車場的需求。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,政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。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),汽車的住宅停車場也有了長足的發(fā)展,由平面停車向立體停車,由簡單的機(jī)械車庫向計(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。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)。機(jī)械式立體車庫既可以大面積使用,也可以見縫插針設(shè)置,還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實(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。機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比,在許多方面都顯示出優(yōu)越性。以往的地下車庫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,可使地面的使用率提高80%—90%,如果采用地上多層(21層)立體式車庫的話,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。應(yīng)該說,機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。機(jī)械車庫一般不做成套系統(tǒng),而是以單臺(tái)集裝而成。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。截至2003年底,我國個(gè)人汽車保有量為12427672輛。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時(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。國家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè),1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計(jì)委6號令》把機(jī)械式停車序和立體停車場列入“國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”,國家海關(guān)總署對機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”、上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機(jī)會(huì)。 課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀早在50多年前,立體停車就在國外有所發(fā)展,先后出現(xiàn)了針對家庭使用的雙層停車設(shè)備;利用住宅空地建起24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、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平,韓國和我國的港、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。機(jī)械方面,應(yīng)用了許多新材料、新工藝。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??刂菩问接校粹o式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫的國家之一,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。從80年代開始,日本開始向亞洲地區(qū)的韓國、中國及臺(tái)灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。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)過消化生產(chǎn)和本土化,90年代開始為供應(yīng)使用階段。目前韓國停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(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。在我國的停車產(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;市場競爭無序,個(gè)別企業(yè)為搶占市場,采取低價(jià)競爭;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,對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(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,確定車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策,使其有利可圖。鼓勵(lì)按市場規(guī)則經(jīng)營車庫,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。在對國內(nèi)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形式比較多,規(guī)??纱罂尚?,而且對場地的適應(yīng)性較強(qiáng),同時(shí)采用這類設(shè)備的車庫十分普遍。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)。(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,選定曳引驅(qū)動(dòng)方式作為整個(gè)車庫的升降方式。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)參閱了國內(nèi)外的幾種升降橫移式立體車庫的相關(guān)資料,對當(dāng)前的車庫技術(shù)發(fā)展前沿有了大概的了解,從而把握國內(nèi)外車庫技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向;通過網(wǎng)上檢索,了解立體車庫最新發(fā)展概況,以及國外立體車庫建設(shè)情況等。(3)據(jù)甌江大酒店立體車庫原型,再根據(jù)文獻(xiàn)資料。(4)依據(jù)以上的車庫組成部件選型,利用AUTOCAD建立立體車庫二維圖形。(5)對建立的車庫模型進(jìn)行安全和疲勞校核,檢驗(yàn)設(shè)計(jì)知否合理。(6)歸納、總結(jié)并完善報(bào)告。第 2 章 升降橫式立體車庫機(jī)械部分設(shè)計(jì) 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(jī)械式停車設(shè)備。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(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或開出車庫。1 、2號車位可以直接存放車輛。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。由于升降橫移式停車設(shè)備對場地的適應(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)??纱罂尚?,對土建的要求比較低,因此,應(yīng)用非常廣泛。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。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)()。鋼材組織均勻,接近于各向同性勻質(zhì)體。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。鋼材的韌性好,鋼結(jié)構(gòu)對動(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。構(gòu)件制造完成后,運(yùn)至施工現(xiàn)場拼裝成結(jié)構(gòu)。施工工期短,可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。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。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(hù)費(fèi)用低。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)。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動(dòng)力。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。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)。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)。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。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。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。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。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(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)。 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。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。立體車庫在連接過程中主要運(yùn)用對焊、角焊和螺栓連接。 ,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)盡可能對稱于構(gòu)件的重心。 ,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。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接焊縫。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)。但對自動(dòng)焊,最小焊角尺寸可減小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。但板件(厚度為t)邊緣的角焊縫最大焊角尺寸,當(dāng)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。 (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。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。 ,角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形。對側(cè)面腳焊縫應(yīng)為1:1。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。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。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。施工時(shí)不得在摩擦面上誤涂丹紅、油漆、淋雨、受潮等。對于同時(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。由于該立體車庫為三層三列式,屬于低層鋼結(jié)構(gòu)建筑。不計(jì)由于結(jié)構(gòu)陰面與陽面溫差引起的熱應(yīng)力。在靜態(tài)環(huán)境里,地震載荷與風(fēng)載荷作用忽略不計(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。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(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)。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。對于拉彎構(gòu)件,一般只需要進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。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。側(cè)面的橫梁承受較小的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。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。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。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。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。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)。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。(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。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。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。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。三層橫梁強(qiáng)度校核 三層橫梁可以簡化為固定梁。圖 三
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