论述无避让立体车库的整体设计丁丹枫

论述无避让立体车库的整体设计丁丹枫

丁丹枫

深圳华达川自动化科技有限公司

摘要：随着我国经济实力的不断提升，人们的生活质量得到明显的提升，私家车数量与日俱增。私家车数量的增加虽然在一定程度上保障人们生活的便利性，但是同样带来了诸多问题，例如“如何在高峰期快速存车”等问题。无避让立体车库整体设计方法的运用，主要目的在于设计出无需排队、无需避让的立体车库，以满足人们的车辆存储需求。基于此，本文从立体车库发展现状出发，重点提出了无避让立体车库整体设计方法，以供参考。

关键词：无避让；立体车库；发展现状；整体设计

随着人们生活质量的提升，私家车数量已经从以往的几家一台变成了一家几台，私家车数量的增加数量在未来还会有持续增长的趋势，但是，由于我国城市化发展进程的加快，城市建筑物数量的增加，减少了城市土地可利用面积，停车位数量严重缺乏，无法满足私家车停放的需求。据相关调查数据显示，我国私家车保有量与停车位数量比为5:1，远远超出了河里比例。为了缓解私家车停车困难的问题，各大社区均在扩大地下车库规模，在地下车库建设中增加了投资成本，但是经济效益却并不明显。近年来，立体空间思维的提出以及在车库设计中的运用，已经逐渐成熟，设计理念以及技术专业性不断成熟，但是与其他发达国家相比，立体车库设计依旧存在诸多不在，因此需要加大研究力度。

1立体车库发展现状

早在多年以前，国外就已经开展了立体车库的研究，以美国在该方面的发展最早，美国作为发达国家，为了解决车库设计中遇到的诸多问题，提出了无避让立体设计的方法。随着国内外社会经济的发展以及汽车行业的发展，汽车成为了人们生活中的常见交通工具，在欧美地区出现了不种类型的立体车库。自二十世纪六十年代，以德国、韩国为代表的国家在立体车库研究中占据了领先地位。为了缓解城市早晚高峰期停车问题，解决长期困扰人们的“停车难”问题，在立体车库设计中引入无避让设计理念，通过深入的研究，无避让立体车库设计数量也越来越多，通过无避让立体车库整体设计在不同场所中的应用，实现在最小空间中停放最多的车辆，减少场地面积与资源、能源消耗，具有重要的意义。

现阶段应用较多的主要有以下3种：一是升降横移式立体车库。主要采用模块化设计，每个单元还可以设计成两层、多层、半地下等形式，用搬运托盘的纵向升降和横向平移来实现车辆存取，适合地面和地下大型停车场，配置灵活，造价较低，缺点是车库前必须有车道，每层须有空位，不能同时存取多台车。二是巷道堆垛式立体车库。采用堆垛机作为存取车辆的工具，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以此车库适用于车位需求数量大的大型密集区域。三是垂直循环式立体车库。该车库顶部安装有大型转动的棘轮，通过链条与底部链轮形成闭合回路，链条每隔一定距离设置一个载车托盘，有棘轮带动链条及承载车辆的托盘一起转动工作。该种立体车库占地面积少，两个车位约可停放30辆汽车，且设备简单，造价低，缺点是一次取车必须带动所有车辆转动，耗电多，噪声大。

2无避让立体车库的整体设计方法

2.1无避让立体车库总体设计

立体车库是近几年新兴起来的，国内外关于立体车库的技术还不太成熟，这为无避让立体车库的设计带来了很大的困难。本文主要针对使用量较多的大中型轿车的基本尺寸：车长4.6~4.9m，车宽1.7~1.9m，车高1.3~1.6m，轴距2.7~2.9m，对无避让立体车库的总体尺寸进行设计。通过对轿车各种基本参数以及其他方面的考虑，本文所设计的无避让立体车库拟定尺寸参数如下：

上层容车位尺寸的4.8m*2.2m*1.7m，（车库不包含后视镜宽度）；下层容车位尺寸为5m*2.2m*2m，（车库不包含后视镜宽度）；占地安装尺寸为5.5m*2.6m；整体安装高度尺寸为3.85m；上层停车承载限重≤2000kg。

通过对以上参数以及各种机械式立体车库的优缺点的分析与比较，得出无避让立体车库的整体设计图如图1所示，本文所设计的无避让立体车库的优点：占地面积不太大，安置很方便，上层和下层取车不需要避让，可以安装多台并且多台车辆可以同时存取，最大的优点就是不需要进行避让。所设计的无避让立体车库解决了人们在上下班高峰期“如何才能便捷式快速存取车”迫切问题，降低了存取车所需时间，提高了办事效率。提升系统主要是实现通过滑座由载车板所搭载的车辆的升降运动。当车辆到达载车板上后，通过提升系统把车辆由地面提升到空中指定位置。回转系统的主要功能就是实现载有车辆的载车板的回转，使得载车板由当前存取车的状态恢复为原来的位置状态。行走系统则是由驱动电机提供动力，然后带动链条实现载有小车的整体无避让立体车库的前后移动。电气控制系统以及安全防护系统主要是进行整体无避让立体车库的电气控制以及安全控制。

图1

2.2无避让立体车库关键构件设计计算及其强度校核

本文选用了综合性能较好的Q235低碳钢。在根据强度、刚度、经济性等要求下，初步设计出关键构件的结构及主要用料。本节将主要对载车板及立柱进行设计以及有限元分析，得出受力以及变形图，验证结构件的强度需求。

2.2.1载车板设计计算及其强度校核

本文是通过ABAQUS软件对关键构件进行强度校核，根据忽略次要矛盾，抓住主要矛盾的原则，进行对载车板的简化，忽略了圆角、小凸台等不影响受力的结构设计。定义材料属性和截面属性。划分网格，本文采用四面体free网格划分，且本文选择计算精度比较高的C3D10（10节点二次四面体单元）网格划分。网格划分完成后，对载车板进行载荷以及约束的加载。载荷以及约束条件建立后，进行提交分析作业步骤，之后进入了Visualization模块。图2是载车板变形前与变形后的对比图。

图2

如图2可看出载车板的应力云图显示等效应力的最大值为53.23Mpa，位置为载车板与滑座连接处。上文所述载车板所选材料为Q235低碳钢，其屈服极限为235Mpa，许用应力为180.77Mpa，载车板等效应力的最大值远小于其材料的屈服极限，所以载车板的强度满足使用要求，且有一定的余量。

（2）立柱设计计算及其强度校核。首先定义材料属性、截面属性，然后将定义好的截面属性赋予整个立柱，详细步骤与载车板分析步骤相同。如图3可看出立柱的应力云图显示最大等效应力为68.82MPa，且位置为立柱最底端，立柱使用的材料为Q235碳素钢，其屈服极限为235Mpa，许用应力为180.77Mpa，远大于68.82MPa。所以立柱的强度足够，且有一定的余量。

图3

结论：随着私家车数量的逐年增加并且在未来仍会居高不下，解决当前社会所面临的停车难以及存取车费时的难题刻不容缓，本文所设计的无避让立体车库可以有效的解决这些问题，提高人们的生活质量，所以无避让立体车库的发展是符合当前需求的，肯定会得到社会认可的，能够给社会以及公司带来巨大的利益。

参考文献：

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