四层立体停车库（链条式）总体设计

图3.2立柱受垂直力简图

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λ=90。由《钢结构》附表17-1和17-2查得绕截面强轴和弱轴的截面稳定系数φx=0.714和φy=0.621。

柱所需的截面面积为：

N’180×103

A===1348.16mm2

φyf0.621×215所需回转半径：

lx7700==85.6mm λx90ly3950iy===43.9mm

λy90ix=

查型钢表，选择柱的型号为HW200×200，从附表5中查得截面特性为： A=64.28cm2，Ix=4770cm4，ix=8.61cm，Iy=1600cm4，iy=4.99cm

3 验算立柱的整体稳定和刚度 计算长细比：

λx=

由附表17-1和17-2得：

φx=0.702，φy=0.690

比较这两个值后取：

φmin=0.690。

柱的自重设计值

w=2ρglγGa=2×50.5×9.8×7.7×1.2×1.3=11.89kN

式中：ρ——立柱的线密度；

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770395=89.43，λy==79.16 8.614.99

四层立体停车库（链条式）总体设计

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。

N’+w180+11.89

==43.3N mm2

托架横梁设计与校核

一、材料和截面形式确定

通过受力分析，托架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。即托架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，选用热轧中翼H型钢，材料为Q235钢。

二、载荷计算

图3.3托架横梁受力简图

11

P= G车+G载车板 =× 2.2+0.45 ×10=6.63kN

44载荷设计值

F=γGP=1.2×6.63=7.96kN

梁上轴向压力设计值

N=KγGP=1.5×1.2×6.63=11.934kN

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lAB=6.6m，取两受力点间距为小车车轮距离，即l车轮=4.8m，则两跨中最大弯矩设计值（未考虑梁的自重）：

Mmax

三、初选截面

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lAB?l车轮6.6?4.8=P =6.63×=5.97kN?m

22

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根据经验，还有参照实物，此处选择梁型号为HW150×150，查表得其截面特性为：

H×B×t1×t2=150×150×7×10

A=40.55cm2，Wx=221cm3，Wy=75.1cm3，ρ=31.9kg m Ix=1660cm4，Iy=564cm4，ix=6.39cm，iy=3.73cm

四、截面验算 1 先验算梁的强度：

M′max

1.2γGmgl21.22×31.9×10?2×6.42

=Mmax+=5.97+=8.38kN?m

88查表得：H型钢截面塑性发展系数γx=1.05，γy=1.2。 ⑴实轴方向强度验算：

NM′max11.93×1038.38×106

+=+=41.64N/mm2

⑵虚轴方向强度验算：

NM′max11.93×1038.38×106?=?=?35.76N/mm2>??=?215??/mm2 5AγxWx40551.05×2.21×10因此，也满足条件。

2 整体稳定性计算

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：

βmxMmaxN

+≤f φxAγWx 1?0.8N N′EX

x

式中：N——所计算构件段范围内的轴心压力； Mmax——所计算构件段范围内的最大弯矩； N′EX——欧拉临界应力，N′EX=π2EA 1.1λx2； φx——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数； γx——与W相应的截面塑性发展系数，按表5-25取用； βmx——计算弯矩作用平面内稳定性时的等效弯矩系数。

λx=lx ix=6400 63.9=100

按a类截面查附表17-1得：φx=0.638 =1.1λx2查机械设计手册得：βmx=1.0

N′EX

=π2EA

π2×2.06×105×4055

1.1×1002=748.7kN

βmxM′maxN11.93×1031.0×13.68×106

+=+

φxAγWx 1?0.8N N′EX 0.638×40551.05×2.21×105 1?0.8×11.93 748.7

x

=62.81N mm2

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四层立体停车库（链条式）总体设计

满足条件。 3.2.4

托架纵梁设计与校核

托架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。

托架纵梁只承受拉力以及很小的弯矩，考虑到托架的连接、导轮的安装，其材料和截面形式为HN150?75，不必对其进行强度校核，因此其强度满足。

3.3 安全防护机构的设计

车库的安全防护措施非常重要，在众多的车库中车辆的高价性与车库自身的价值相差很大，并与客户对车库的信任度有着密切的联系。对于升降横移式立体车库，它的安全防护措施要做到以下几点，并配备有相应的防护装置。

1.防火措施：在车库中安装有温烟传感器，可对车库的火情实行实时监控，并把监控信号传给中央控制系统。

2急停措施：在发生异常情况时能使停车设备立即停止运转，在操作盒上安装有紧急停止开关，并设为红色，以示醒目。

3.阻车装置：在很多情况下停车时，司机必须要把车停在载车板合适的位置上，一般在载车板的后端一侧安装上一高25mm以上的阻车挡铁。防止超限运行装置：停车设备在升降过程中，在定位开关上方装有限位开关，当定位开关出现故障时，由限位开关使设备停止工作，起超程保护作用。

5.人车误入检出装置：设备运行时，必须装有防止人车误入装置，以确保安全，一般采用红外装置。一旦检测到在车库运作时，有人或其它物体进入车库，系统就会使这个车库停止运作。

6.防止载车板坠落装置：当载车板升至定位点后，需设置防坠装置，以防止载车板因故突然落下，伤害人车，一般防坠装置采用挂钩形式。挂钩防坠方式为电磁铁驱动。

载车板的防坠落装置是立体车库中的一个关键部件，在泊车安全方面起着决定性的作用。防坠落装置中解锁动作由电磁铁完成。解锁动作要求，当电磁铁通电时以推杆触动安全钩解锁;当电磁铁断电时推杆自动缩回。

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四层立体停车库（链条式）总体设计

第4章 连接设计

4.1 钢结构的连接种类和特点

4.1.1

钢结构的连接方法

钢结构的连接方法由焊接、普通螺栓连接、高强度连接和铆接。 4.1.2

焊接连接的特点

焊接对集合形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，功效高不需打孔，气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。但是焊接对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大。焊接残余应力使结构易发生脆性破坏，残余变形使结构形状、尺寸发生变化；焊接裂缝一经发生，便容易扩展。 4.1.3

螺栓连接的特点

螺栓连接施工简单，装拆方便，对安装工的要求高，摩擦型高强度螺栓连接动力性能好，耐疲劳，易阻止裂纹扩展。但是螺栓连接肥料、开孔截面削弱，螺栓孔加工精度要求高。 4.1.4

铆钉连接的特点

铆接连接工艺设备简单、抗振、耐冲击、传力均匀和牢固可靠等优点，但结构一般较为笨重，被连接件（或被铆接）上由于制有钉孔，使强度受到较大的削弱，铆接时一般噪声很大，影响工人健康。

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