关键词不能为空

当前您在: 主页 > 英语 >

最新四层升降横移式立体车库钢结构设计及有限元分析

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-28 19:01
tags:

-

2021年2月28日发(作者:tender是什么意思)





















< br>计










精品好文档,推荐学习交流





毕业论文





四层升降横移式立体车库钢结构设计及有

限元分析
























201 3



6



20











毕业论文




仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流




四层升降横移式立体车库钢结构设计及有


限元分析



FOUR LAYERS OF STEEL STRUCTURE LIFTING AND MOVING


SOLID CARPORT DESIGN AND FINITE ELEMENT ANALYSIS








业:



机械工程及自动化





号:


02709225








期:


2013



6



20






仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流









随着城市的人口不断的增加,国民经济的快速发展,汽车的数 量更是增长


迅速,由于城市空间有限,停车难问题已经成为大中型城市的一个普遍现象。


机械式立体停车库可充分利用土地资源,布局灵活、高效节能,成为目前解决

< p>
停车难问题的重要方式之一,其中以升降横移式立体车库应用最为广泛。本课


题以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象,



对车库的 钢结构进行设计


及有限元分析。



本文 结合实际工程项目,对四层升降横移式立体车库进行钢结构设计。立体


车库的钢结构结构 设计包括车库总体方案的确定、总体尺寸的选择确定、立


柱、横梁、纵梁的设计、连接设 计等。首先,根据车库施工现场场地限制与车


库设计要求确定车库方案及主体框架总体尺 寸;之后对立柱、横梁、纵梁、连


接进行设计与其强度校核。



设计完成后,采用基于



CATIA< /p>


有限元技术对车库主体钢结构进行静力


分析、稳定性分析,求解车 库主体整体钢结构、单根横梁、单根纵梁在载荷下


的的应力场分布、变形位移规律,为车 库梁柱结构设计提供理论依据。




关键词:



立体车库;升降横移式;有 限元分析;


CAITA


建模













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


become


one


of


common phenomenon in large and medium-sized 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


仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



to


solve


the


problem


of


parking


difficulty,


among


them


three-


dimensional 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


three-dimensional


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 framework's overall size;


After


the


column,


beam,


longitudinal


beam,


connection


design


and


strength check.


Based


on


CATIA,


after


the


completion


of


design,


finite


element


static


analysis


technology


for


the


steel


structure


of


garage,


stability


analysis,


solve


the


whole


steel


structure,


single


beam,


single


garage


subject


longitudinal


beam


under


the


load


of


the


regularity


of


stress


distribution,


deformation,


as


to


provide


theoretical basis for garage beam- column structure design.




Keywords



Stereo garage; lift



sliding type; finite element analysis(FEA);CAITA


modeling









摘要


…… ………………………………………………………………………………


I


Abstract


……………………………………………………………………… ……




第一章



绪论


.................................................. ...


-


1 -



1.1


立体车库设计选题的目的和意义


.................................................. ...........- 1 -



1.2

< br>国内外关于立体车库研究状况及发展趋势


.............................................- 1 -



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



1.2.1


国外状况


....... .................................................. .................................- 1 -



1.2.2


国内状况


....... .................................................. .................................- 2 -



1.2.3


发展趋势


....... .................................................. .................................- 3 -



1.3


课题的主攻方向与内容


... .................................................. ........................- 3 -



第二章



四层横移式立体车库总体方案 设计


...........................


-


5 -



2.1


机械式立体车库


< p>
.


................................ .................................................. .......- 5 -



2.1.1


机械式立体车库及其组成


.................................................. ............- 5 -



2.1.2

< p>
目前机械式立体车库种类及特点


.................. ................................- 5 -



2.2


横移式立体车库工作原理


.. .................................................. .....................- 7 -



2.3


结构方案设计选择


..... .................................................. ..............................- 8 -



2.3.1


产品结构的设计选型


.. .................................................. ..................- 8 -



2.3.2


立体车库的型号及基本参数


.................................................. ........- 8 -



2.3.3


总体结构尺寸确定


... .................................................. .....................- 9 -



2.4


车库主体结构确定


..... .................................................. ..............................- 9 -



第三章



立体车库结构设计

< p>
........................................


-


11 -



3.1


结构设计概述


....... .................................................. ................................. - 11 -



3.1.1


结构设计的重要性


... .................................................. .................. - 11 -



3.1.2


立体车库受力情况分析


. .................................................. ............ - 11 -



3.2

< p>
立体车库钢结构分析设计与校核


................... ....................................... - 12 -



3.2.1


导轨支撑梁的设计与校核


.................................................. ......... - 12 -



3.2.2


立柱的设计与校核


... .................................................. .................. - 15 -



3.2.3


横梁设计与校核


.... .................................................. ..................... - 17 -



3.2.4


纵梁设计与校核


.... .................................................. ..................... - 20 -



第四章



连接设计

................................................


-


21 -



4.1


钢结构的连接种类和要求


............. .................................................. ....... - 21 -



4.1.1


钢结构的连接方法


... .................................................. .................. - 21 -



4.1.2


焊接与螺栓连接要求


.. .................................................. ............... - 21 -



4.2


横梁与柱的连接设计


.... .................................................. ........................ - 22 -



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



4.2.1


连接形式设计


..... .................................................. ........................ - 22 -



4.2.2


设计计算


....... .................................................. .............................. - 22 -


< /p>


4.3


纵梁与柱的连接设计


...... .................................................. ...................... - 24 -



4.3.1


搭接板与柱的焊接连接设计


.................................................. ..... - 24 -



4.3.2


搭接板与悬伸支撑托座的焊接连接设计


................................... - 26 -



4.3.3


纵梁与悬伸支撑托座的 螺栓连接设计


....................................... - 28 -



4.4


梁的拼接连接设计


..... .................................................. ........................... - 29 -



第五章



基于


CATIA


的立体车库钢结构分析


............ .............


-


31 -



5.1


有限元分析概述


...... .................................................. .............................. - 31 -



5.1.1


有限元分析一般基本步骤


.................................................. ......... - 32 -



5.1.2


有限元结构的离散化


.. .................................................. ............... - 33 -



5.2


关于


CATIA


.


................................. .................................................. ............ - 34 -



5.2.1 CATIA


软件简介



.


............................................. ............................... - 34 -



5.2.2 CATIA


有限元分析特点



.


.......................................... ...................... - 35 -



5.2.3 CATIA V5


有限元分析过程



.


............................................. .............. - 35 -



5.3


立体车库结构静态分析


... .................................................. ..................... - 37 -



5.3.1


基于


CATIA


参数化实 体建模



.


............ ........................................... - 37 -



5.3.2


单根横梁有限元分析


.. .................................................. ............... - 38 -



5.3.3


单根纵梁有限元分析


.. .................................................. ............... - 40 -



5.4


车库整体稳定性分析


.... .................................................. ........................ - 41 -



5.4.1


钢架结构稳定性问题


.. .................................................. ............... - 41 -



5.4.2


立体车库钢结构稳定性的特点


.............. ..................................... - 41 -



5.4.3


机械式立体车库整体稳 定性分析(屈曲分析)


....................... - 42 -



3.5.4


立体车库钢框架模态分析


.................................................. ......... - 43 -



第六章



总结与展望

< br>..............................................


-


45 -



致谢


.................................... .......................


-


47 -



参考文献


........... ............................................


-


48 -




仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



















仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



第一章



绪论



1.1


立体车库设计选题的目的和意义



在我国,许多大中城市交通设施落后,道路堵塞严重,停车难、乱停车与


不断增长的机动车保有量间的矛盾同益突出,早己是社会普遍关注的焦点问


题。



我国城市全国机动车和驾驶人众多,城市土地资源有限,各种 基础设施建


设用地不断增长,停车难问题成为首要解决的问题。


2012


年上半年全国机动车


和驾驶人保持快速增长趋势,截至


6


月底,全国机动车总保有量达


2.3 3


亿辆,其


中汽车


1.14

< p>
亿辆,摩托车


1.03


亿辆。全国机动车驾驶人达


2.47


亿人,其中汽车


驾驶人


1.86


亿人,全国


17

个城市的汽车保有量超过


100


万辆,其中北京、成都、< /p>


天津、深圳、上海等


5


个城市的汽车保有 量超过


200


万辆。私人汽车保有量达


8613


万辆,目前停车问题日益明显,每年预计需新增停车位


400


万个。由于我国


停车场建设的严重滞后导致机动车违章停 靠,侵占道路和绿地,致使道路通行


能力下降,影响了社会总体效率。

< br>


停车设备建设是汽车工业和城市发展的基本条件之一,停车设备本身也是


城市交通战略和城市道路产业政策不可缺少的组成部分,对于确保安全、流畅

< br>的交通环境,整洁优美的生活环境以及保持社会的安定起着重要的作用。立体


车库 ,以其占地面积少、停车率高、布置灵活等优点,越来越受到人们的青


睐。



智能立体车库以其操作方便、安全可靠、高效低耗等优点,并且可最大限< /p>


度地利用空间,安全方便,是解决城市用地紧张、缓解停车难的一个有效手


仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



段。从现 有停车位的缺口情况和今后市场的需求可以看出,立体车库的市场前


景十分良好。它的发 展对于促进国民经济快速增长,尤其在缓和汽车与车位相


对紧张之间的矛盾方面具有广泛 的社会意义。由此可以预见立体车库具有广阔


的市场前景。


< /p>


1.2


国内外关于立体车库研究状况及发展趋势

< br>


1.2.1


国外状况



机械式立体车库发源于上世纪


20


年代的美国 ,是在繁华拥挤的都市里为解


决停车难而采取的一种措施。


20


世纪


80


年代中期,德国的

< p>
Krupp


制造公司在


当地安装了两台较大的机 械式立体停车设备,一个是在萨尔布吕肯,另一个是


在慕尼黑,这两台设备目前都仍在运 营。意大利从事停车设备开发和生产也比


较早,较好的公司有:意大利

< br>Sotefin



Interpark


等。由于欧洲国家土地资


源比较富余,停车问题表现不很突出,停车设备应用量 不是很大。日本公司有


新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等欧洲有意大利就开发并使 用可最大限


度地利用空间的机械式停车设备,经过几十年的不断发展,机械停车库从造< /p>


型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不断地更新换代,日趋完


美。



总体来看,国外立体停车设备的技术以日本和德 国领先,其发展主要有两


个特点:一是高技术含量高。同本和德国的车库行业将机、电子 工业的高新技


术成果随时转化和移植到车库产品中,使车库技术进步和产品更新很快。比 如


高速曳引机和


VVVF


调速控制技术


(


即高速电梯技术


)

< br>很快应用到垂直升降式车库


产品,使这种电梯式车库存取速度更快,存车量更大, 从而逐步替代老式的垂


仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



直循环式 塔型车库。又如计算机管理、


IC


卡识别、计时收费系统一出现 ,立即


应用于立体停车库,



使车库融 于城市楼宇自动化管理系统中,无论是公共停车


还是住宅停车变得更容易、更方便。二是 车库产品朝着性能价格比更高的方向


发展。即不但重视停车密度和高性能,更讲究产品的 经济实用性。日本经济经


历了几次高潮和低谷,车库行业亦几起几落,在竞争中,产品越 趋成熟越注重


经济实用,性能价格比更高。



1.2.2


国内状况



我国立体车库的发展,始于上世纪八十年代但由于市场需求原因,十多年


来缓慢 。发展立体车库产业在上世纪九十年代迅速兴起,步入了引进、开发、


制造和使用的快车 道,


1998



1

< br>月


1


日起执行的《国家计委


6< /p>


号令》把机械式停


车库和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产 业、产品和技术目录”国家海关


总署对机械式停车产品规定“国内投资项目给予免征进口 税”。为适应立体车库


行业迅猛发展的需要,保证产品质量和可靠性,以规范立体车库的 生产和建


设,国家已出台了《机械式停车设备类别、型式与基本参数》—


JB/T87130-


1998


6


个标准,对推动我国立体车库事业起到了极大的促进作用。城市停车难

< p>
的问题日益突出,在此情况下,我国的机械式停车设备行业行到了一个高速发


展的机遇从近两年立体停车设备停车位的增长速度一直保持在


50%

< br>以上就能看出


来。目前上海、北京、深圳、广州、天津、成都、大连、南京、济南 、福州、


沈阳等城市都相继出现了立体车库。车库型以小型车库为主,

< br>100


个车位以下的



64


%,


100



50 0


个车位的占


33


%,


500


个车位以上的大型车库占


3

%,但已有


增长的势头。使用地以商业住宅小区为主,用于小区配套的占

< p>
50


%,单位自用


停车库占


30


%,公共停车库占


20


%。目前 国内立体停车设备是以升降横移类为


仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



主,约占 总量的


84


%。此外还有垂直升降类和平面移动类。在技术方面 ,由最


初的机械传动式车库逐步在发展液压传动式、机械液压传动式、电传动式。控


制方式也由单纯的手动控制发展到电气控制、


PLC


控制和现场总线控制。



我国停车位的空缺还很大,并 且现在存在车库挪用等一系列现象,也是停


车位比实际统计的还要少。立体停车设备的普 遍应用的大势是不可改变的,这


一市场有着广阔的前景。然而,城市停车设施的增长却长 期落后于车辆的增


长。目前我国各大城市停车设施的建设仍远远落后道路建设和汽车工业 的发


展。



1.2.3


发展趋势



随着当今社会各种高新技术的引入,立体车库正在向专业化、复杂化、智


能化和 高自动化方向发展。未来的车库系统管理更开放、更灵活,整个管理系


统能够实现控制与 管理一体化,系统操作更加简便,功能更加强大。整个车库


的管理可以纳入楼宇自动化系 统,联入网络,形成一个综合的计算机管理网络


信息系统,真正实现立体车库的无人管理 。



1.3


课题的主攻方向与内容



随着土地资源的不断开发,城市人均占地面积不断缩小,智能立体车库将


是商业宾馆、酒店、办公娱乐场所及居民小区的主要停车方式。本课题以四层


升降横移 式立体车库为主要研究对象,对立体车库的钢结构进行设计及其有限


元分析研究。



立体车库的钢结构是车库重量的主要部分,钢结构的材质型号及其连 接方


式对车库的安全性起着至关重要的作用。由于车库在停放车辆的时候,需要将


仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



汽车进行 横移或升降,汽车的重量本身会对车库产生一定的作用力,存取车时


的动力势能也会加重 这种作用,因此车库整体的刚度和强度要严格要求,加强


立体车库的安全性。课题研究了 以下几个内容:




1


)立体车库方案选型与确定



综合考虑各方面因素,在 参照和对比国内外同类停车设备的基础上,确定


车库方案,完成了本车库的总体方案的设 计。




2


) 立体车库钢结构设计计算



对两层升降横移式立体车库的主体框 架结构设计和梁与柱的连接进行设


计。包括立柱、横梁、纵梁的设计。进行立柱、横梁计 时,应满足强度和刚度


要求并校核。




3


)立体车库立柱、横梁有限元分析,确定最优化结构尺寸< /p>



建立立体车库钢结构的有限元模型,对立体车库钢结构进行系统 理论分


析。使用有限元技术对车库立柱、横梁进行静力分析,以获得车库主体框架结


构在不同载荷工况下的变形位移与应力分布规律,并确定最优化结构尺寸。

< br>













仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流





第二章



四层横移式立体车库总体方案设计



2.1


机械式立体车库



2.1.1


机械式立体车库及其组成



使用车辆之外的搬运装置来完成车辆停放、存储的机械设施称为机械停车


库,以立体化形式存放车辆的机械式停车库叫做机械式立体车库。机械式立体


车 库属于机电一体化产品,综合了机械、电子、计算机、液压、光学、磁控等


领域的先进技 术,是一种技术密集型产品。



机械立体车库主要由主体框架、 载车板装置、传动装置、安全保护装置、电气


控制等几部分组成。不同形式的机械式立体 车库由于运行原理差异,其主要区


别在于主体框架、载车板装置、传动装置等,而安全保 护装置、电气控制与运


行原理关联不大,因此基本类似。



2.1.2


目前机械式立体车库种类及特点



立体车库的类别根据


JB


< p>
T8713-1998


机械行业标准,按其工作原理区分主


要包括以下九种:


(1)


升降横移类

< br>SH



(2)


垂直循环类


CX



(3)


水平循 环类


SX



(4)

多层循环类


DX



(5)


平面移动类


PY



(6 )


巷道堆垛类


XD


< br>(7)


垂直升降类


CS



(8)


简易升降类


JS



(9)


汽车升降机类


QS


(1)


升降横移类



代号


SH


采用以载车板升降或横移存 取车辆的机械式停车设备的立体停车库叫做升


降横移停车库。一层车位只能横移,中间车 位即可横移又可升降,上层车位只


能升降,该类车库通过各层车位的移动来实现车辆的存 取采用模块化设计,车


仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



位数从几 个到上百个均可,可以在地面及地下停车场使用,也可设计成半地下


形式,使用形式灵活 ,造价较低,因此这类停车库比较普遍。



(2)


垂直循环类



代号


CH


垂直循环类机械式停车库采 用了垂直方向作循环运动的停车系统存取车辆


的停车设备。这种停车设备的工作原理是电 机通过减速机带动传动机构,在牵


引机构—链条上,每隔一定距离安装一个存车托架,当 电机启动时


,


存车托架随


链条一起做循 环运动


,


达到存取车的目的。



存车时司机将车开至车库存车托架准确位置后


,


关好车门退出车库。操作员


按动操作按键


,

< br>电机启动


,


存车托架随之运动,另一存车托架转动到进口 位置即


停,则可进行下一个存车操作。取车时按动操作台存车编号按键,电机启动,


在可编程序控制器作用下使其按最短路程到出口,司机进入存车托架,将车开


出。



(3)


水平循环类



代号


SX


采用一个水平循环运动的车 位系统存取停放车辆机械式停车设备的存车库


叫水平循环类车库。其工作原理是存取停放 车辆的车位系统在水平面上作循环


运动


,


将所需存取车辆的载车板移到出入口处


,


驾驶员再将汽车存入 或取出。




4)

多层循环类



代号


DX


多层循环停车库是采用了通过使载车板作上下循环运动,而实现车辆多层


存放的多层循环式停车设备,从而实现减少占的面积


,


提高存 取车自动化程度的


机械式停车库。




5)


平面移动类



代号


PY


采用在同一层上用搬运台车 或起重机平面移动车辆


,


或使载车板平面横移实


现存取车,已可用搬运台车和升降机配合实现多层平面移动存取停放车辆的机


械 式停车设备的停车库叫平面移动停车库。



(6)


巷道堆垛类



代号


XD


采用以巷道堆垛机或桥式起 重机将进搬运器的车辆水平且垂直移动到存车


位,并用存取机构存取车辆的机械式停车设 备的车库叫巷道堆垛类停车。堆垛


仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除

< p>


谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



机的技术 要求较高,单台堆垛机成本较高,所以巷道堆垛式立体车库适用于车


位数要较多的客户使 用。



(7)


垂直升降类



代号


CS


垂直升降类汽车停车库也称 为塔式立体停车库,它是通过提升机的升降和


装载提升机上的横移机构将车辆或载车板横 移,实现存取车辆的机械式停车


库。垂直升降类停车设备的工作原理是:用提升机构将车 辆或载车板升降到指


定层,然后用安装在提升机构上的横移机构将车辆或载车板送入存车 位或是相



,


通过横移机构将指定存车 位上的车辆或载车板送入提升机构,提升机构降到


车辆出口处,打开车库门,驾驶员将车 辆开走。



这种车库的高度较高(几十米


)


,对设备的安全性、加工安装精度等要求都


很高,造价较高 ,但外型美观大方,可以与建筑物并设,也可单独设置,与环


境融洽结合,高效利用土地 。



(8)


简易升降类



代号


JS


把停车位分成上、下二层或 二层以上


,


借助升降机构或俯仰机构使汽车存入


或取出的简易机械式停车库叫做简易升降类机械式停车库。简易升降类机械式


停 车设备一般为准无人方式,即人离开后移动汽车的方式。类车库一般为准无


人方式,结构 十分简单、建造成本较为经济,安装周期也很短,性能可靠、操


作也十分容易。该类车库 多适用于多用于私人住宅、企事业单位、地下室等场


所,在面积一定时至少增加二倍以上 的停车位。



(9)


汽车升降机类



代号


QS


汽车升降机是专门用作不同 平层的汽车搬运的升降机,它只起搬运作用,


无直接存取功能;常常用于地下或屋顶存放 汽车的搬运,也可与智能小车配合


使用。在立体停车库的建设中,往往会遇到因场地狭小 无法采用自走式坡道的


仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



情况,为 将汽车搬运到不同平层中存取车辆,就需要采用垂直升降的汽车专用


升降机。这样可以代 替汽车进出车库的斜坡道,大大节省空间,提高车库利用


率。这种汽车专用升降机常用于 地下或屋顶或建筑自走式车库存取汽车的搬


运。



2.2


横移式立体车库工作原理



横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式

停车设备。升降横移式立体车库每个车位均有载车板,所需存取车辆的载车板


通过升 、降、横移运动到达地面层,驾驶员进入车库,存取车辆,完成存取过


程。停泊在这类车 库地面的车只作横移,不必升降,上层车位或下层车位需通


过中间层横移出空位,将载车 板升或降到地面层,驾驶员才可进入车库内将汽


车开进或开出车库。其结构与运行原理为 :各车位由钢丝绳或链条固定在停车


托盘的四角于此程序相反,在此不再赘述。另外在工 作过程中,为保证各机构


运行平稳或紧急处理运行事故,机械停车库必须采用安全装置, 以保证设备的


安全和有效运行。




四层横移式立体车库的运行原理:



该 停车设备的出入口在第一层,最高层的停车板只可做升降动作,最底层


的停车板只可做横 移运动。中间两层停车可作升降动作又可做横移动作。下上


层均设有空位,停车板是通过 横移动作变换空位,降下空位上方的汽车,取出


汽车,最底层汽车无需倒车,便可直接开 出。



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



2.3


结构方案设计选择



2.3.1


产品结构的设计选型



经过实用性与经济性分析,选定四层六列升降横移式立体车库。



四层六列式立体车库共


21


个车位


(


有三个车位空出,以便进行升降与横移运



)


,可以从底层的五个车位入库。升降横移式立体车库可以根 据场地和空间的


大小设计车库的整体规模,四层六列式立体车库具有一定实用性。该类型 立体


库每层设置五个车位,车辆入库的方式变得更加复杂,可以实现多路径的入库


到位,因此有利于对汽车的入库和出库进行控制优化,提高立体车库存取车的

< br>效率,减少等待时间。该车库结构类型具有典型性,对于后期进行大型车库的


设计 和制造具有很好的扩展性,因此具有很好的借鉴意义。



2.3.2


立体车库的型号及基本参数




中华人民共和国机械工业部


1 998



7



1


日正式实施的


JB/T8713-1998

< br>机械行


业标准中确定了机械停车设备具体表示方法,如图


2.1




2.1

< br>立体车库的型号表示方法



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



停车辆的尺寸及质量如下:



对适合于 机械式停车设备中停放的车辆,按其尺寸及质量(整车加


50


千 克


物品的质量),分为


X(



)



Z(


< p>
)



D


(大)、


T


(特大)、


C


(超大 )五个轿车


组和一个


K(


客车


)


一个客车组,共六个组,分组范围见表


1




组别代号



X


Z


D


T


C


K


汽车长


/mm x


车宽


/mm x


车高


/mm


≤4400x1750x14


50



≤4700x1800x1450




≤5000x1850x1550




≤5300x1900x1550




≤5600x2050x1550




≤5000x1850x2050





1.


停车辆尺寸及质量



质量


/kg


≤1300




≤1500




≤1700




≤2350




≤2550




≤1850




本设计所设计的车库停车辆为中型以下轿车,最大停车数量为


17

辆,不能


停放客车。



故该车库的 型号标记为:


PSH17Z




2.3.3


总体结构尺寸确定



由于车库容许的车辆为小型、中型小轿车,因此车辆的最大尺寸为长


高 为


4700mm


1800mm



1450mm


,考虑到车库存取车方便性和安全性,同时


根据中华人民共和国机械行业标准《升降横移类机械式停车设备》,我们选择


一个车位的规格为


5400mm


5400


14400


2400mm


1700mm


,总规格为


L


W


H

< br>为


7200mm


。其中为给第一层留足够空间取高为


2500mm




仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



2.4


车库主体结构确定


< p>
立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主,本文研究的四层升降横移


式 立体车库主体框架结构全部为钢结构。




钢架结构与其它建筑结构相比具有:质量稳定,性能可靠;钢材组织均


匀,接 近于各向同性均质体;钢结构自重小,材料的塑性和韧性好钢结构密闭


性好;但钢材的耐 锈蚀性较差,需要涂上合格的防锈涂料。



机械式立体车库的主 体框架主要采用各种型材焊接加工成型作为承重结


构。钢结构构件大多为轧制型材,主体 采用热制


H


型钢、槽钢、角钢和钢板等


型材制造,具有较好的强度和刚度,轻巧、美观,运输方便,可直接用来加工


成结构物 ,且安装方便,可将工厂加工好的构件运到施工场地,在工地拼装。


















仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流




第三章



立体车库结构设计



3.1


结构设计概述



3.1.1


结构设计的重要性



升降横移式立体停车库的结构设计在整个车库中非常重要,主框架部分、


载车板部分和传动系统是升降横移式立体停车库的主要组成部分,主框架部分


承担着整 个升降横移式立体停车库的总量,它是传动设计和控制系统设计的平


台,而且它的轻重、 稳定性和可靠性以及载车板部分还影响着整个立体停车库


的重量、材料和成本的多少以及 安全性,传动系统的性能决定着升降横移式立


体停车库运行的好坏


,


所以如何设计主框架部分成为影响整个立体停车库的关键


因 素。



3.1.2


立体车库受力情况分析


< /p>


在车库钢结构设计中,包括轴心受力构件、梁、拉弯和压弯构件的设计。

< br>进行轴心受力杆件设计时,轴心受拉构件应满足强度和刚度要求,轴心受压构


件除 应满足强度、刚度要求外,还应满足整体稳定和局部稳定要求。



在梁的设计中,梁的刚度和强度对截面设计起控制作用,因此应先进行这


二者的计算。 由于车库系统对于系统的安全要求特别高,所以还应对其整体稳


定进行计算。

< p>


对于压弯件,需要进行强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性的计算;对


于拉弯构件,一般只需要进行强度和刚度计算。



在对立体车库钢结构骨架的分析中,我们先从单根梁的受力进行分析,适


当简 化力学模型,正确分析各梁的约束和受力的基础上,先对各梁和立柱的刚


仅供学习与交流 ,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



度和强度进行分析,找出系统薄弱处所在,然后再整体分析之中给予特变关


注。立体车 库钢结构骨架由立柱、横梁、纵梁和支承动力及附属装置的上、下


支承梁等组成,其立柱 通过螺栓与基础相连,其余钢梁靠焊接或者螺栓相互连


接。立柱主要承受压力和其他因素 造成的扭矩,即压应力和部分剪应力:前后


两个面地纵梁主要承受拉伸和弯矩造成的拉应 力和弯曲应力;侧面的横梁承受


较小的拉应力和剪应力。为了减小振动和提高稳定性,各 部分必须保证足够的


强度和刚度。





3.1


立体车库简图



设计时采用

< p>
Q235


碳素钢,其屈服极限为


235MPa


,抗拉强度为


375-


500MPa


。整体车库钢结构许用位移为


10mm




本车库所限车位为小型和中型,最大容车重为

1500kg


,载车板重约


500kg

,所以每个车位最大重量为


1500+500=2000kg




仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



由于停车 的随机性,载荷作用也就不同。按载荷作用的基本情况,在进行


立体车库钢结构骨架分析 考虑空载、对称载荷、非对称载荷和最大偏载四种工


况。



3.2


立体车库钢结构分析设计与校核



3.2.1


导轨支撑梁的设计与校核



一、材料和截面形式确定



在立体车库 设计中,梁的主要作用是保持整个结构的稳定性和承担所停车


辆与其它构件自重对梁产生 的弯矩和剪力。纵梁材料选取


H


型钢,材料为

< br>Q235


碳素钢。



二、导轨支撑梁的计算



1


载荷及内力计算



由于前后导轨支撑梁 承受作用力相同,跨度也相同,选取前导轨左端支撑


梁进行设计。如图

< br>3.1


所示,简支梁


AB


受力如 图。




3.1


前导轨支撑梁总体尺寸简图




仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流





3.2 AB


段导轨支撑梁受力与弯矩简图



已 知


A



B


两点 为全约束,




力可视为均布载荷。最大受力为两个车位满载,假设电动机重量为


250kg





车辆在 上升和下降的时候速度较小,在梁的载荷计算式,只作恒载计算,


不考虑动载的影响,取 恒载分项系数



均布载荷




AB


段导轨支撑梁为简支梁,因此纵 梁所承受的最大弯矩为:




2


初选截面



由于纵梁选用热轧


H


型钢,梁所需的净截面模量为:




式中:


——


截面塑性发展系数,


H


型钢


——


钢材的强度设计值,



75


,其截面特性




。则




查《 钢结构设计手册》,选用


H


型钢型号为


HN150


为:



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流




H


3


截面验算:




强度验算:



单位长度梁的自重标准值




其中


k=1.2


为考虑焊缝、螺栓等附加构件的 重量后梁的自重增加系数。



单位长度梁的自重设计值,恒载分项系数



梁自重引起的跨中最大弯矩为:




梁跨中总的最大弯矩为:




最大应力为:




因此满足条件。




刚度验算:



载荷产生的跨中最大挠度(考虑梁的自重):




---


载荷产生最大弯矩



----


截面惯性矩



两跨中最大容许挠度为:




B



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流





显然,梁的刚度不满足条件。



为了保证梁的刚度满足条件,在梁的中间增加斜支撑,此时取梁的跨中自

由度为原来的一半,即


,在进行刚度验算。




满足条件。



3.2.2


立柱的设计与校核



一、材料和截面形式确定



本设计中, 立柱主要承受的静载荷,工作温度为常温,柱与其它构件之间的


连接是通过焊接和螺栓连 接的。选择


Q235


钢即可满足条件。




3.3


立柱简图及受力图简图




立柱的截面形式要根据柱的受力大小和特 点而确定。柱承受的主要载荷是


轴心压力,还有少量的弯矩载荷,因此对柱的截面形式选 择可按照轴心受力构



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



件的截面 形式进行选择。选择柱的截面形式为


H


型截面。



二、柱的计算



立柱为等截 面立柱,受压静力。由于梁的跨度都相同,前后立柱受力也相


同,因此对右端两个立柱进 行计算,如果其满足条件,则其它立柱也满足刚


度、稳定性要求。



1


载荷计算:已知单位长度梁的自重设计值


宽。



第一根柱


第二根柱< /p>


显然另一侧受力对称,其承受的压力设计值为:




考虑到屋架结构和其它构件的重量,还有风载、雪载、地震等 不确定载荷


的影响,为了保证设计的安全性,取柱的压力设计值为


2


初选截面



已知立柱长度









为一个车位的


查表得:柱的实轴为


a


类截面,虚轴为


b


类截面。



先假定长细比


轴和弱轴的截 面稳定系数


柱所需的截面面积为:




---


钢材的强度设计值



---


轴心受压件计算载荷



。由《起重机钢结构》附表


4-1


< p>
4-2


查得绕截面强



, 取最大值。



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



---


截面稳定系数



所需回转半径:





查型钢表,选择柱的型号为


HW20 0




200


,从附表


5


中查得截面特性为:






3


验算立柱的整体稳定和刚度



计算长细比:



由附表


4-1



4-2

< p>
得:




比较这两个值后取:





柱的自重设计值



< br>式中:


——


立柱的线密度;


< /p>


a


——


考虑焊材、柱头和助教等钢材的重 量后立柱自重增加系数。




显然,截 面符合对柱的整体稳定和容许长细比的要求。因为轧制型钢和腹板一


般都较厚,都能满足 局部稳定要求。



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



3.2.3


横梁设计与校核



一、材料和截面形式确定



横梁的受力 特点是在承吊车辆时,梁承受着垂直向下的载荷,从而对梁产


生弯矩和剪力,同时在车辆 处于上升和弦挂两种状态时,由于链条长期受拉力


作用,反过来对梁产生轴向压力。即横 梁同时承受着弯矩和轴向压力,属于压


弯构件。考虑选材的统一和制造加工的方便性,选 用热轧


H


型钢,材料为


Q235


钢。



二、载荷计算







3.4


横梁受力及弯矩简图



载荷设计值




梁上轴向压力设计值




式中:


K


——


链条长期受拉 力作用产生轴向力系数值



经分析产生最大弯矩位置为受力处。 已知


车车轮距离,即


,取两受力点间距为小

,则两跨中最大弯矩设计值(未考虑梁的自重):



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流




三、初选截面



根据经验,还有参照实 物,此处选择梁型号为


HW150


特性为:


H




四、截面验算



1


先验算梁的强度:




查表得:


H


型钢截面塑性发展系数


实轴方向强度验算:




因此,满足条件。




虚轴方向强度验算:












150


,查表得其截面



因此,也满足条件。



2


整体稳定性计算



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -


精品好文档,推荐学习交流



由《钢结 构使用设计手册》中关于实腹式单向压弯构件弯矩作用平面内的


整体稳定性计算公式为:




式中:


N


——


所计算构件段范围内的轴心压力;






——


所计算构件段范围内的最大弯矩;



——


欧拉临界应力,




——


弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数;




——



W


相应的截面塑性发展系数;




——


计算弯矩作用平面内 稳定性时的等效弯矩系数。





a


类截面查附表


4 -1


得:




查机械设计手册得:




满足条件。



3.2.4


纵梁设计与校核



纵梁在结构中的作用是连接和固定托架横梁,保证整个托架的整体性和必


要的刚度和强度。



仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除



谢谢


- 49 -

-


-


-


-


-


-


-


-



本文更新与2021-02-28 19:01,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/683133.html

最新四层升降横移式立体车库钢结构设计及有限元分析的相关文章

最新四层升降横移式立体车库钢结构设计及有限元分析随机文章