垂直提升式立体车库的结构设计方案.docx
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垂直提升式立体车库的结构设计方案
垂直提升式立体车库的结构设计
摘要
许多老旧小区在当初建造时没有建造配套的地下停车场,这在私家车很少的时代没有出现什么问题,可是最近几年,随着社会的发展,人们的收入不断提高,私家车得到了普及。
现在几乎每一个家庭都拥有一部私家车。
许许多多的老旧小区,甚至一些新建小区出现了停车难的问题。
停车难已成为困扰小区居民们很久的问题,针对这个问题,此次设计的题目就是设计一个居民住宅小区的使用的垂直提升式立体车库。
考虑到城市居民的私家车以普通家用轿车为主,综合考虑市场上主流家用轿车车型的尺寸与重量,结合安全因素,此次设计的垂直提升式立体车库的参数按重量为1.7吨,按尺寸长5500mm,宽2050mm,高1800mm来设计。
整个立体停车库占地面积大约为64m2,立体车库的高度约为17m,共5层,每层可停放两辆汽车,一台立体车库可停放10辆家用轿车,可将土地的利用率提高5倍。
设置1台这样的立体车库,10户居民的停车需求可以基本得到满足。
关键词老旧小区;垂直升降;车库;结构设计;土地利用率
Structuredesignofverticalliftingtypestereoscopicgarage
Abstract
Manyoftheolddistrictnotsupportingtheconstructionintheoriginalconstructionoftheundergroundparkinglot,thecarafewtimesinwhatnoproblem,butinrecentyears,withthedevelopmentofsociety,people'sincomeisincreasing,privatecarshavebeenpopularized.Almosteveryfamilynowownsaprivatecar.Lotsofolddistricts,evensomenewones,havedifficultyinparking.Parkinghasbecomeaproblemfortheresidentsofthecommunityforalongtime.Inviewofthisproblem,thethemeofthisdesignistodesignaverticalliftingstereogarageforresidentialquarters.Consideringthecityresidentsofprivatecarstoordinaryfamilycar,thesizeandweightofcomprehensiveconsiderationonthemarketmainstreamdomesticcarmodels,combinedwiththesafetyfactors,theparametersofverticalgaragedesignaccordingtotheweightof1.7tons,accordingtothesizeandlengthof5500mm,width2050mm,high1800mmdesign.Theparkingareaisabout64m2,thegarageheightisabout17m,atotalof5layers,eachlayercanparktwocars,astereogarage10familycar,thelandutilizationrateincreasedby5times.Setup1suchathree-dimensionalgarage,10householdsparkingdemandcanbebasicallymet.
KeywordsVerticallifting;three-dimensionalgarage;structuraldesign;Landuseefficiency
第一章绪论
1.1引言
随着经济的发展,我国的汽车保有量越来越大。
调查数据显示,到2016年底,中国共有机动车2.9亿辆,这其中汽车的数目达到1.94亿辆;机动车驾驶人达到了3.6亿人,这其中汽车驾驶人更是超过了3.1亿人。
据有关部门统计,我国机动车和驾驶人数在2016年全年保持了快速的增长,2016年全年新登记汽车2752万辆,新增驾驶人3314万人。
与2015年相比,私家车增加2208万辆,增长15.08%。
上海,深圳等发达地区平均每四个人就有一辆私家车。
许多老旧小区在建设时,并没有建造配套停车设施。
最近几年汽车数量的不断增长,停车难已经成长久困扰老城小区居民的问题,给普通居民的生活带来极大的不便,随意停放的车辆也造成加剧了交通拥堵。
地面停车场必须设置供车辆驶进驶出的通道,每辆车平均占地超过35平方米,而使用三维立体式车库,同样的面积设置5层,每层停放2辆汽车,一共可以停放10辆车。
立体车库通常情况下是单台集装而成,可随机设置在住宅楼下。
也可以将多个车库结合,设置在一大块空地上。
1.2世界各国主要机械式立体停车库的分类和发展概况
立体停车库经过多年的发展,主要发展出以下四种形式:
1.2.1目前立体车库主要种类
(1).升降横移式
结构简单、操作简便、能耗造价低、设置灵活、自动化程度较低、因受力链绳及存取时间的限制,可建停车规模有限,一般层高不超过5层,占地面积大。
图1-1为升降横移式车库
(2).巷道堆垛式立体停库
巷道堆垛式的特点是低噪声,低能耗,自动化技术高,等待时间长,进出口少。
图1-2为巷道堆垛式立体车库
(4).垂直循环式
垂直循环式立体车库可与建筑物连在一起也,规模小一点的也可以在室外单独进行设置独立。
它具有面积小,方便灵活,拆装方便,运行平稳,可靠性高等优点。
但它的缺点也十分突出,存取车速度慢,产生噪音,震动大,能耗高,工作机动性较差,结构易变形,存取室狭小,存取车不方便,目前较少使用。
图1—3垂直循环式立体车库
(4).垂直提升式立体车库
垂直提升立体车库以钢材为主体框架,车库的第一层不停放车辆,用于车辆的进入与离开和驾驶人员的出入,从第二层开始,每层布置两个车位,一左一右,中间部分是空的,用于升降台的上升和下降,存车时,车辆驶进车库,当升降台下降到与地面平齐时,将车辆正确停放在载车板的正确位置上,提升电机牵引,升降台带着载车板提升到还有空车位的那一层,载车板可通过升降台上的导轨出入正确的停车位。
取车过程与停车过程相反,取车时,升降台带着载车板提升到存放车辆的那一层,载车板带着汽车通过升降台上的导轨离开停车位进入升降台,升降台带着汽车和载车板下降到与地面平齐时,车主进入车库,开走汽车。
图1-3为升降横移式立体车库
1.2.1中外立体停车设备的发展
相比于我国,国外早在30前就开始研发和使用三维立体停车设备了[1],就目前使用情况来看德国,英国,法国等西方发达资本主义国家的立体停车设备起步早,功能完善。
在东亚,目前我国台湾,日本,韩国在立体停车设备的研发和使用处于领先地位。
我国的立体停车设备起步较晚,但发展很快,未来的前景广阔。
上个世纪80年代[2],我们中国的三维立体车库研发开始起步,从那时起,我国开始从国外引进立体停车设备。
90年代以后,随着私家车的普及,停车设备得到了广泛的推广。
进入21世纪,经过30多年的引进吸收和研发创新,我国在立体停车设备领域取得了很大的进步。
目前我们国家的立体停车设备产品的本地化率超过50%。
同时还在不停的推出新产品,一些新技术如计算机控制技术,远程控制技术,人工智能技术,人机工程学等也不断的被运用到立体车库的设计过程中。
1.3工作内容
在大量查阅和分析国内外相关产品的资料后,结合我们所面对目前的实际问题,发现相比于升降横移车库,它所占的面积更小,自动化程度更高;相比于巷道堆垛式,它的存取车速度更快;相比于垂直循环式,它的噪音更小,能耗小,这在提倡节能环保今天,具有十分重要的意义。
我们发现垂直提升式车库相比于其他形式的立体车库具有平面和空间的利用率最高,运行平稳,适应性好,成本低廉等突出的优点。
综合分析来看垂直提升式立体车库比其他类型的立体车库更加适合小区的使用,因此我将垂直提升立体车库作为本次设计的对象。
此次设计的工作内容就是设计一个供居民住宅小区的使用的垂直提升式立体车库。
该车库按单车重量1.7吨,尺寸长5500mm,宽2050mm,高1800mm来设计。
每台车库占地大约64m2,高约17m,一共分为5层,每层停放2辆汽车,一共可停放10辆家用轿车。
具体设计内容由总体布局设计,主框架设计,起重系统设计,横移系统设计和其他车库配置设计五大部分组成。
第二章垂直提升式立体停车设备的原理和总体设计
2.1工作原理
垂直提升立体车库以钢材为主体框架,升降电动机布置在车库的顶端,横移电动机布置在载车板上,每个车位都要配备一个载车板,整个车库一共要配备10个载车板。
载车板的作用就是将汽车对应的送入车位。
车库的第一层不停放车辆,用于车辆的进入与离开和驾驶人员的出入,从第二层开始,每层布置两个车位,一左一右,中间部分是空的,用于升降台的上升和下降,存车时,车辆驶进车库,当升降台下降到与地面平齐时,将车辆正确停放在载车板的正确位置上,提升电机牵引,升降台带着载车板提升到还有空车位的那一层,载车板可通过升降台上的导轨出入正确的停车位。
取车过程与停车过程相反,取车时,升降台带着载车板提升到存放车辆的那一层,载车板带着汽车通过升降台上的导轨离开停车位进入升降台,升降台带着汽车和载车板下降到与地面平齐时,车主进入车库,开走汽车。
垂直起重式立体车库的主要特点是在有限的空间停放更多的汽车,在狭窄的空间内,充分利用空间。
加上PLC和相关的传感器控制系统配置,带来一个高效,安全,可视化的三维立体车库。
2.2整体设计
此次设计的垂直提升立体车库可以大致分为四个小部分的设计。
钢结构系统的设计,垂直起重系统的设计,载车板水平横移系统的设计,消防,照明等其他系统的设计。
具体工作的步骤如下:
一.每台车库占地大约64m2,高约17m,可停放10辆家,选取合适的材料,校核整个框架强度性能。
二.根据传动结构分析和受力分析,选择合适的升降方式穿行。
查阅相关手册,选择合适的电动机和减速器,设计滚筒和选择吊索。
三.设计横移机构的设计,根据汽车和载车板的重量,结合考虑横向移动的速度,选择合适的电动机,传动链,设计载车板的滚轮,轨道。
四.其他系统的设计,包括电控系统,安全系统,照明系统,消防系统综合的考虑。
车库整体设计如下图所示。
图2—1垂直提升式立体车库的整体设计
第三章主框架部分的设计
3.1钢结构设计与材料选择
不同于其他设备,停车设备的对象是人们使用的汽车,汽车体积大,重量重,一旦发生意外后果将不堪设想。
考虑到以上的各项原因,停车设备的钢结构不同于普通设备的钢结构,必须具有比普通钢结构更好的良好的力学性能。
它对钢材的强度和刚度都具有很高的要求。
H型钢等钢材都是目前用来制作立体车库钢结构的理想材料,通过焊接将所有钢材连接成想要的形状,再用高强度螺栓将这些零件连接起来,组成主体框架结构。
这样得到的框架结构具有良好的力学性能,完全可以满足性能要求。
在多种不同的结构形式中,单柱形式的安装拆卸最为方便、运输搬运也最为方便,所以确定单柱形式为本次垂直提升式立体车库的设计钢结构部分
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