升降横移六层车库设计论文.docx

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毕业设计设计题目学生姓名学号专业班级指导教师院系名称 20 年月日目录中文摘要 1 英文摘要 2 1 绪论 4 1.1 立体车库概述 4 1.2 主要设计内容 5 2升降横移立体车库的主体结构 6 2.1 主要组成 6 2.2 工作原理 8 3 机械系统设计 8 3.1 载车板质量估算 8 3.2 中间层升降机械系统设计 8 3.3 顶层升降机械系统设计 18 3.4横移机械系统设计 20 3.5 中间层横移机械系统设计 23 4 钢构设计 28 4.1 工程概况 28 4.2 建筑结构的安全等级及设计使用年限 28 4.3 设计荷载 28 4.4 本工程设计所采用的程序 29 4.5 主要结构材料 33 4.6 钢结构的加工制作要求 34 4.7 钢结构安装要求 35 4.8 其它 35 5 控制系统设计 36 5.1 系统设计 36 5.2 控制硬件选型 36 5.3 电气元件的选择 37 5.4 安全装置和PLC处理 37 5.5 系统软件设计 38 结论 41 谢辞 42 参考文献 43 升降横移式六层车库设计摘要:本文设计的升降横移式立体车库是通过智能化控制利用升降机构将车辆送至目的层，之后利用横移机构将车辆移动到指定车位的机械式停车设备。它拥有占地少，容车量大，等待时间短，智能化程度高等优势。首先，介绍了升降横移式立体车库的主要机构组成，同时详细分析了其主要工作原理。其次，根据不同层数机械系统设计要求和实际工况，设计了升降和横移机械系统。再者，结合不同位置承受的载荷和安装维护要求，完成了整体的钢结构设计。最后，根据升降横移式立体车库的工作原理和控制要求，完成了控制系统的软件设计。通过对六层升降横移式立体车库的设计，实现了快速智能存取车辆，提高了自动化程度，保证了系统的安全性和稳定性。目前，所设计的立体车库已完成调试使用，运行良好，得到了公司上下一致好评。关键词：升降横移式；立体车库；机械系统；控制系统 The Design on Six Layers of Lift-Sliding Solid Carport Abstract: The design of lift-sliding solid carport in this paper, which the car is sent to the purpose layer by lifting mechanism through intelligent control system, then moved to the designated parking space using sliding mechanism through intelligent control system. It has less occupied area, storage of large amount of car, short waiting time, intelligent degree higher advantages, and so on. Firstly, this paper introduces the main body of lift-sliding solid carport, and analyzes its main working principle in detail. Secondly, according to the different layers of mechanical system design requirement and actual working condition, lifting and sliding mechanical system is designed. Moreover, according to the different positions under load and need to installation and maintenance, complete the whole steel structure design. Moreover, in accordance with undertaking load of the different position and installation and maintenance requirements, the design of whole steel structure is completed. Finally, on the basis of its working principle and control requirements, the software design of control system is accomplished. Based on the design on six layers of lift-sliding solid carport, accessing to vehicles rapidly and intelligently has been finished, improving the degree of automation. And it ensures the security and stability of the system. At present, the adjustment and use of solid carport in the paper has been achieved, running well, getting the company consistent high praise. Key words：Lift-sliding; Solid Carport; Mechanical System; Control System 1 绪论 1.1 立体车库概述 1.1.1 国内外立体车库发展现状随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，世界各大中城市汽车的拥有量急剧增加[1]，中国汽车市场未来发展趋势预测报告中显示，从世界汽车市场排名前7位的国家来看，唯独中国市场需求量逐年增长，以每年5％的速率增长，曲线斜率很高；其他6个国家的需求量都是平行的，基本不增长。车辆的增加，交通拥挤所造成的商场、酒店车位限制，使得车主为停车而发愁，扩展停车场引起人们的广泛关注。普通露天停车场和建筑物下的停车库虽然停放方便，但占地面积广，且停车数量有限，尤其是土地价格突飞猛进增长的今天，投资商不得不考虑土地占用的成本，为了充分利用立体空间，规范和科学管理汽车的停放，建造智能立体车库已刻不容缓[2]。立体停车设备在国外己有40多年的发展历史，有近百个品种的立体停车设备，日本停车设备制造企业已有400多家；韩国停车设备企业也有400多家；台湾拥有260多家车库设备制造企业；车库设备每年以35%的增长速度发展。中国停车设备市场还是刚刚起步，时间虽短，但已经取得了很大进步。像杭州西子石川岛、莱钢泰达、广州广日、深圳怡丰、杭州友佳、江苏双良等企业生产的停车设备技术已达到国际水平。中国目前小汽车拥有量仅次于日本和美国两个汽车大国，最终中国小汽车拥有量会赶超日本，美国。在2007年第三届“城市智能停车国际论坛”会议上，日本停车协会的野口健夫认为，在未来几年，中国立体车库的建设数量及停车泊位有望超越日本成为第一[3]。按轿车进家庭规划的要求，2010年我国将需要数百万个停车位，而平面停放所需新增停车面积惊人，以城市建设与发展的角度来看，必须考虑其中一部分要立体化停放。因此，全自动立体化停车将是今后停车建设的一个重要方向。巨大的潜在市场为机械停车设备制造业的发展展示了美好的前景。可以说，停车设备制造业将成为21世纪最热门的行业之一。 1.1.2 升降横移式车库特点目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式口[4]。在停车设备行业向社会提供的设备中，升降横移式车库设备居于首位，占了66．9％。升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或平移存取停放车辆的机械式停车设备[5]。适用：连续平面车位的扩增，提高平面停车率。特点：1) 市场占有率大约占81%、故障率高。 2) 由于型式比较多，规模可大可小，对地的适应性较强。 3) 有效利用空间，提高空间利用率达数倍。　　 4) 存取车快捷便利，独特跨梁设计，车辆出入无障碍。　　 5) 采用PLC控制，自动化程度高。　　 6) 环保节能，低噪音。 7) 人机界面好，多种操作方式可选配，操作简便。不足：每组设备必须留有至少一个空车位；为链条牵动运行过程不具有防止斜坠落功能。坠落功能。 1.2 主要设计内容 1.2.1 基本参数表1-1 设计基本参数[6-7] 1.2.2 设计任务研究主要目的是通过升降横移智能化立体车库的分析，研究智能化立体车库的设计方案。本研究有利于降低设计成本，提高车库作业效率，进而有利于智能化立体车库的推广使用，同时促进智能立体车库随汽车行业同步发展。2升降横移立体车库的主体结构 2.1 主要组成升降横移式智能立体车库的采用钢结构，它依靠一定的输送装置或提升或横移，将车辆运送到设定车位，存、取车过程简单灵活。采用模块式，可根据地形灵活配置，安装相对简便。在车库的入口处采用触摸屏显示库内车位的使用情况，使车库在存取出车时达到安全、快捷[8]。 1-主体结构 2-横移升降系统 3-控制系统图2-1车库结构升降横移式立体车库主要组成为五部分，分别为控制部分、升降和横移传动部分、框架结构部分、载车板部分和安全防护部分。（1）钢结构框架。钢结构框架主要由横梁、纵梁、导轨、停车架、托盘等部件组成。主要作用是承重和内置多个停车位，并安装机械传动、电气控制、消防系统、排水等相关设备。框架结构是整个车库的支撑部分，主框架体系由水平方向的梁和垂直方向的柱通过钢性结点连接而成，该结构体系通过结构构件的抗弯刚度来抵抗侧向力。（2）升降和横移传动部分。升降传动是车库传动系统的主要部分，负责托盘与车辆的升降运动。它利用电动机、链条等拖动装置将车板从底层车位提升到上层车位，或将车板从上层车位下降至底层车位，实现升降存取车，升降传动部分由电动机、变频器、链轮、链条等组成，运行时，电动机带动链轮转动，链轮带动链条，通过电动机的正反转控制实现托盘的上下升降运动。在存取车操作时，升降系统将所要存取的车辆通过停车托盘提升到指定位置，或将载有车辆的托盘从指定位置落下。横移传动系统负责停车托盘在横梁上的横移运动。横移传动机构一般由电机、变频器、驱动轮和从动轮、导轨组成。底层横移传动系统与载车板做成一体，其它层的横移传动系统均置于车位架上，传动轴工作性能好坏将直接影响到整个车库的工作状况，由升降横移式立体停车库的工作原理可知，除了顶层的载车板不需横移外，其余层的载车板均需要通过每层的横移导轨左右移动，为上层的载车板升降提供空位。（3）控制部分。升降横移式立体停车库的控制系统是存取车的指挥中心，是实现智能化的前提。主要由主回路和控制回路组成。其中主回路主要控制载车板的升降和横移，其设备主要是横移小电机和升降大电机，为了实现电机的平稳运行、无噪声、低能耗，高速准确，横移小电机主要采用减速机，升降大电机主要采用专用带刹车减速机，调速系统采用交流变频调速；控制回路主要是针对人、车的安全而设计的各种控制回路。（4）载车板。载车板是用来承载车辆的装置，按结构形式有框架式和拼板式两种。框架式载车板多数采用中间突起结构，用型钢和钢板焊接承载框架，在两侧的车通道和中间凸起的顶面用不同厚度的钢板铺设。优点是具有较好的导入功能，可按需要设置行车通道宽度，适合车型变化较多的小批量生产。拼板式载车板用镀锌钢板一次冲压或滚压成组装件，通过电镀、烤漆等对组件进行相关的表面处理后队组件咬合拼装，并用螺栓紧固连接，使载车板牢固、轻巧、美观，横移机构设置在行走小车长框架两头的横梁。（5）安全防护部分。系统由安全挂钩、光电传感器、反馈元件、上下限位开关、横移限位开关等组成。由反馈元件输出监测信号至PLC，安全挂钩的收放动作由PLC控制继电器予以执行。该部分充分利用各种限位开关、接近开关、行程开关、光电开关检测托盘、车体的位置与运行状态，采用接触器、继电器执行对电动机的启停控制，系统要求开关逻辑严格互锁，保障存取车的安全可靠。 2.2 工作原理其工作原理是：通过升降横移动作，将所需存取的载车板送达地面层。停车分为六层，车辆停放在停车台上。1F层和车台只可横向移动，2F-5F层车台可横向移动和垂直升降，6F层只可垂直升降。存取车辆时，首先通过操作器发出指令。车辆进出1F层车台时，在不影响取车的情况下即使车不在原位即可直接存取车；当存取2F-6F层车位时，下层停车台横向移动，在待取车位下形成一个空位时，待取车位停车台下降至1F层，到位后，驾驶员可进入车库，存取车辆。 3 机械系统设计 3.1 载车板质量估算载车板估算：汽车重估算： 3.2 中间层升降机械系统设计 3.2.1 升降电机的选择立体车库升降电机通过链传动将力矩传递给滚筒，再由滚筒传递给钢丝绳，由钢丝绳带动载车板实现升降运动。马达减速机马达减速机链轮组卷筒卷筒大主轴车台板图3-1 传动原理传动中各部件的效率如下：链传动效率轴承效率滚筒效率总效率升降需要的拉力取，二至五层升降速度考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增大20%，则所需电机输出功率。选用东力电机IPL50-3700-100停车设备专用电机，额定功率：；输出转速。 3.2.2 钢丝绳与滑轮的选型计算（1）钢丝绳的选择钢丝绳根据不同的工作条件，必须保证一定的安全系数，依据JB/T8910-1999《升降横移类机械式停车设备》[4]有关文献，推荐机械式立体车库的安全系数S要大于7，即式中—— 所选用的钢丝绳最小破断拉力，； —— 钢丝绳最大静拉力，； —— 安全系数。由，有式中 —— 钢丝绳最小直径，mm； C —— 选择系数，。式中 —— 安全系数，取； —— 钢丝绳捻制折减系数[9]，取； —— 钢丝绳充满系数，取； —— 钢丝的公称抗拉强度，。求得同时代入可得根据选择的钢丝绳为第二组6×19(a)天然纤维芯钢丝绳，，钢丝绳近似重量，钢丝绳公称抗拉强度1770Mpa，钢丝绳最小破断拉力84.10KN，均远大于所要求的条件，因而选择满足要求。取D为接触物(卷筒、滑轮)直径，a为钢丝绳直径，从理论上说，D/a的值越大，钢丝绳寿命越长，在GB/T 17907-2010《机械式停车设备通用安全要求》[10]上规定，机械式立体车库的设计中限定D/a不小于20。（取）（取）满足条件。（2）滑轮的设计滑轮一般用来导向和支承，以改变绳索及其传递拉力的方向或平衡绳索分支的拉力。考虑槽深更利于钢丝绳不跳槽现象的发生，在钢丝绳直径一定的情况下，选用深槽滑轮。承受载荷不大的小尺寸滑轮（）一般制成实体轮，用Q235-A或铸铁（如HT150），承受载荷大的滑轮一般采用球铁（如QT420-10）或铸钢（如ZG230-450、ZG270-500或ZG、35Mn等）铸成带筋和孔或轮辐的结构[11]。大型滑轮（）一般用型钢和钢板的焊接结构。因而使用HT150。滑轮直径式中 h—与工作级别和钢丝绳结构有关的系数； d—钢丝绳的直径。取值。 3.2.3 滚筒的设计（1）参数计算材料的选择根据国家标准，卷筒的材料一般采用不低于GB/T 9439中规定的HT200铸铁，或GB/T 11352中规定的ZG270-500铸钢。本次设计采用成品钢管加工。卷筒直径式中 —— 钢丝绳直径，mm； —— 与机构工作级别和钢丝绳有关的系数。根据已有的钢管成品选择。卷筒上有螺旋槽部分的长度式中 —— 最大起升高度，二、三层起升最大高度，四、五层最大起升高度； —— 滑轮组倍率； —— 卷筒计算直径，； —— 固定钢丝绳的安全圈数，取2[10]； —— 绳槽节距； —— 卷筒名义直径，。卷筒长度单层单联卷筒单层双联卷筒多层卷绕卷筒式中 —— 无绳槽卷筒端部尺寸，由结构需要决定； —— 固定钢丝绳所需长度，； —— 中间光滑部分长度，根据钢丝绳允许偏角决定； —— 多层卷绕钢丝绳总长度，； —— 多层卷绕圈数。根据需要和空间限制，选择单层双联卷筒。二、三层滚筒一个规格根据实际需要取值为。四、五层滚筒一个规格根据实际需要取值为。（2）强度校核计算若忽略卷筒自重，卷筒在钢丝绳最大拉应力的作用下，使卷筒产生压、弯曲和扭应力。其中压应力最大。当时，弯曲和扭应力合成应力不超过10%压应力。所以，当时只计算压应力即可。当时还要考虑弯曲应力[12]。因为二、三层，四、五层，只计算压应力即可.因卷筒选择的是单层卷绕形式,压应力按以下进行计算。式中 —— 单层卷绕卷筒应压力，Mpa； —— 钢丝绳最大拉力，N； —— 应力减小系数，一般取； —— 卷筒壁厚； —— 绳槽节距。对于铸钢式中 —— 许用压应力，MPa； —— 铸钢屈服点。所以滚筒的强度足够。按强度计算的卷筒，还要对卷筒进行稳定性计算。稳定性计算主要计算稳定性系数式中 —— 失去稳定时临界压力，MPa； —— 卷筒壁单位压力，MPa。对钢卷筒式中 —— 卷筒壁厚，mm； —— 卷筒直径，mm。式中 —— 钢丝绳最大拉力，N； —— 绳槽节距，mm； —— 卷筒直径，mm。综上所述，滚筒的强度和稳定性都满足所需条件。 3.2.4 升降链传动的设计（1）链传动的设计计算滚筒转速升降减速比链传动比式中 —— 小链轮转速，； —— 大链轮转速，； —— 小链轮齿数； —— 大链轮齿数。小链轮齿数，所以试取，大链轮齿数。根据经验和借鉴其它厂家的产品，采用双排20A滚子链，中心距为350mm，小链轮齿数，大链轮齿数。链条参数为节距：滚子直径：内链节内宽：销轴直径：内链板高度：排距：抗拉载荷：链条节数式中 —— 中心距，mm； p —— 节距，mm； —— 小链轮齿数； —— 大链轮齿数。将数据带入可得取链长节数节。故其标记为：20A-2-42 GB/T 1243-1997 （2）滚子链的强度计算链条的静强度计算：式中 n —— 静强度安全系数； Q —— 链条极限拉伸载荷，N； —— 工况系数； —— 有效拉力，即有效圆周力，N； —— 离心力引起的拉力，N,其计算公式；q为链条每米的质量，kg/m；v为链速，m/s；当时，可忽略不计； —— 悬垂拉力，N，在和中选用大者； —— 许用安全系数。，链速v 满载有效圆周力式中P为传递功率，取2.5kW 实际有效拉力式中G —— 车与载车板的重量，取故由以上，查表得查表得 F由前面算得由前面计算知，故可忽略不计查图[13]，取，则故所以链条安全。（3）链轮的设计计算 a、大链轮的参数计算分度圆的直径齿顶圆直径式中 —— 滚子直径，查表得19.05mm； —— 滚子节距，查表得31.75mm。可在和范围内选择，但当选用时，因注意用展成法加工时有可能发生顶切。综上所述齿根圆直径确定的最大轴凸缘直径取。 b、小链轮的参数计算分度圆的直径齿顶圆直径式中 —— 滚子直径，查表得19.05mm； —— 滚子节距，查表得31.75mm。可在和范围内选择，但当选用时，因注意用展成法加工时有可能发生顶切。综上所述齿根圆直径确定的最大轴凸缘直径取。 3.3 顶层升降机械系统设计 3.3.1 升降电机的选择第六层升降速度考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增大20%，则所需电机输出功率所以选用东力IPL60-5500-75停车设备专用电机，额定功率：；输出转速。 3.3.2 钢丝绳与滑轮的选择第六层提升重量和二至五层相同，所以钢丝绳和滑轮的设计和二至五层一样，即钢丝绳直径，滑轮直径，其强度是满足需要的。 3.3.3 滚筒的设计和二至五层的滚筒选择类似，除滚筒长度不一样，材料、直径、强度校核等都一致。卷筒上有螺旋槽部分长根据实际需要取值为545mm。 3.3.4 升降链传动的设计（1）链传动的设计计算滚筒转速升降减速比链传动比式中 —— 小链轮转速，； —— 大链轮转速，； —— 小链轮齿数； —— 大链轮齿数。小链轮齿数，所以试取，大链轮齿数。采用双排20A滚子链，中心距为375mm，小链轮齿数，大链轮齿数。链条节数式中 —— 中心距，mm； p —— 节距，mm； —— 小链轮齿数； —— 大链轮齿数。将数据带入可得取链长节数节。故其标记为：20A-2-44 GB/T 1243-1997 （2）滚子链的强度计算链条的链节号和二至五层的一样，校核各参数也一致，链条的静强度计算同二至五层，链条安全。 3.4横移机械系统设计 3.4.1 底层横移电机的选择立体车库横移运动电机直驱横移行走轮，实现横移运动。横移电动机同样选用东力停车设备专用系列电动机。传动中各部件的效率如下：轴承效率总效率载车板总重量，取容车规格为，可得所横移的重量取，所以取导轨面与圆柱形车轮摩擦系数，则框架平移时所受阻力为一层横移速度考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增大20%，则所需电机输出功率。所以选用东力IPL22-0200-50S3B停车设备专用电机，额定功率：；输出转速。 3.4.2 横移行走轮的设计（1）横移行走轮参数计算行走轮直径D取为90mm，车轮与轨道有效接触长度为30mm。（2）驱动轮打滑检验横移机构的运行是由于电动机所发出的驱动力矩传给驱动轮轴后，使车轮转动。如果此时车轮圆周切向力不大于车轮与轨道的最大粘着力，则车轮能滚动向前；否则将出现车轮在轨道上打滑的现象(既有滚动，又有滑动)。因为起动时驱动轮圆周切向力最大，容易发生打滑，所以在起动时需要进行验算。考虑最可能打滑的情况应按机构无载工作(此时轮压小)及驱动轮缘不摩擦轨道边缘时的情况进行计算。为了保证不打滑，因此设计时常使粘着力与圆周切向力之比不小于规定的安全系数，即式中 —— 防止打滑的安全系数，常取1.05—1.2； —— 粘着力； —— 圆周切向力。式中 —— 驱动轮的轮压，； —— 粘着系数，即滑动摩擦系数，在室外工作时，取。式中 —— 从动轮的轮压，； —— 车轮轴承的摩擦系数，滚珠式滚动轴承取0.015； —— 轴承内径为0.03，m； —— 滚动摩擦系数，它与车轮和轨道的材料性质、几何尺寸及接触表面情况有关，当钢车轮直径为0.09m时，对于平顶钢轨，k取0.0003； —— 附加阻力系数，对驱动轮取1，从动轮取1.5； —— 车轮直径，m。故横移机构的驱动轮可以保证不打滑。（3）横移行走轮强度校核根据经验，车轮在使用中，多为疲劳损伤，应按赫兹公式计算车轮与轨道接触疲劳强度。车轮踏面疲劳计算载荷式中 —— 车轮踏面疲劳计算载荷，N； —— 设备正常工作时的最大轮压，N； —— 设备正常工作时的最小轮压，N。其中带入可得车轮踏面疲劳强度计算式中 —— 与材料有关的许用线接触应力常数，MPa，取； —— 车轮直径，mm； —— 车轮与轨道有效接触长度，mm； —— 转速系数，取； —— 工作级别系数，取。车轮满足接触强度的要求。所以直径取90mm，车轮与轨道有效接触长度为30mm，足够使用。 3.5 中间层横移机械系统设计 3.5.1 横移电机的选择立体车库横移运动电机，通过链传动驱动横移行走轮，实现横移运动。横移电动机同样选用东力停车设备专用系列电动机。传动中各部件的效率如下：轴承效率链传动效率总效率载车板总重量，框架总重量，取容车规格为，可得所横移的重量取，所以取导轨面与圆柱形车轮摩擦系数，则框架平移时所受阻力为二至四层横移速度，即考虑传动中的各种摩擦阻力，使载荷阻力增大20%，则所需电机输出功率。所以选用IPL20-0400-50S3B停车设备专用电机，额定功率：；输出转速。 3.5.2 横移行走轮的设计计算（1）横移行走轮参数计算根据实际应用选择45钢。行走轮直径D设为90mm，车轮与轨道有效接触长度为30mm。（2）驱动轮打滑检验为了保证不打滑，因此设计时常使粘着力与圆周切向力之比不小于规定的安全系数，即式中 —— 防止打滑的安全系数，常取1.05—1.2； —— 粘着力； —— 圆周切向力。式中 —— 驱动轮的轮压，； —— 粘着系数，即滑动摩擦系数，在室外工作时，取。式中 —— 从动轮的轮压，； —— 车轮轴承的摩擦系数，滚珠式滚动轴承取0.015； —— 轴承内径为0.04，m； —— 滚动摩擦系数，它与车轮和轨道的材料性质、几何尺寸及接触表面情况有关，当钢车轮直径为0.09m时，对于平顶钢轨，k取0.0003； —— 附加阻力系数，对驱动轮取1，从动轮取1.5； —— 车轮直径，m。故横移机构的驱动轮可以保证不打滑。（3）横移行走轮强度校核车轮踏面疲劳计算载荷式中 —— 车轮踏面疲劳计算载荷，N； —— 设备正常工作时的最大轮压，N； —— 设备正常工作时的最小轮压，N。其中带入可得车轮踏面疲劳强度计算式中 —— 与材料有关的许用线接触应力常数，MPa，取； —— 车轮直径，取为90mm； —— 车轮与轨道有效接触长度，取为30mm； —— 转速系数，取； —— 工作级别系数，取。车轮满足接触强度的要求。 3.5.3 横移链传动的设计（1）链传动的设计计算行走轮转速横移减速比链传动比式中 —— 小链轮转速，； —— 大链轮转速，； —— 小链轮齿数； —— 大链轮齿数。小链轮齿数，所以取。根据经验和借鉴其它厂家的产品，采用单排10A滚子链，中心距为195mm，链轮齿数。链条参数为：节距：滚子直径：内链节内宽：销轴直径：内链板高度：排距：抗拉载荷：链条节数式中 —— 中心距，mm； p —— 节距，mm； —— 小链轮齿数； —— 大链轮齿数。将数据带入可得取链长节数节。故其标记为：10A-1-42 GB/T 1243-1997 （2）链轮的设计计算链轮的参数计算分度圆的直径齿顶圆直径式中 —— 滚子直径，查表得10.16mm； —— 滚子节距，查表得15.875mm。可在和范围内选择，但当选用时，因注意用展成法加工时有可能发生顶切。综上所述齿根圆直径确定的最大轴凸缘直径取。 4 钢构设计 4.1 工程概况钢构跨度为6.25m，总长度为7.7m 檐口高度为12m,屋面坡度为0.05 结构体系：轻钢框架结构 4.2 建筑结构的安全等级及设计使用年限建筑物安全等级：二级设计使用年限：50年建筑抗震设防类别：乙类 4.3 设计荷载[14-17] 屋面恒载：0.30kN/m2 计算钢架活载：0.40kN/m2 计算檩条活载：0.50kN/m2 雪荷载：0.60kN/m2 积灰荷载：0.00kN/m2 基本风压：0.45kN/m2 4.4 本工程设计所采用的程序采用中国建筑科学研究院编制的《钢结构CAD软件-STS》(2011年3月版) 计算数据如下所示：图4.1 配筋包络和钢结构应力比图（）不知道这个图想表达什么钢结构应力比图说明：柱左：强度计算应力比；右上：平面内稳定应力比（对应长细比）；右下：平面外稳定应力比（对应长细比）；梁左上：上翼缘受拉时截面最大应力比；右上：梁整体稳定应力比（0表示没有计算）；左下：下翼缘受拉时截面最大应力比；右下：剪应力比。图4.2 恒载图（D-L.T）图4.3 恒载弯矩图（）图4.4 恒载轴力图（）图4.5 恒载剪力图（）图4.6 活载图（L-L.T）图4.7 活载弯矩包络图（）图4.8 活载轴力包络图（）图4.9 左风载（L-W.T）图4.10 右风载（R-W.T）图4.11右风载弯矩图（）图4.12 吊车荷载图（C-H.T）图4.13 框架立面图（KLM.T）这些图是按什么制图标准来画的 4.5 主要结构材料 (1)钢材：钢架梁、柱除另有注明外，均采用Q235钢，檩条及支撑采用Q235钢。全部钢材应按现行国家标准和规范保证抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯实验和碳、硫、磷含量的限值。钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.2；应有明显的屈服台阶，且伸长率应大于20%；钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性[15]。 (2)螺栓： a.高强螺栓除另有注明外，均采用10.9级摩擦型连接高强度螺栓。高强度螺栓的设计预拉力值按《钢结构设计规范》[18] (GB50017-2003)的规定采用。高强螺栓连接钢材的摩擦面处理采用钢丝刷清除浮锈，抗滑移系数μ≥0.30，并应符合《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》[19] (JGJ82)的规定。 b.普通螺栓为C级，强度级别为4.6级。 (3)锚栓：锚栓除另有注明外，均采用Q235钢，应符合《碳素结构钢》GB/T 700的规定。 (4)焊接材料： a.手工焊的焊条应符合GB/T 5117《碳钢焊条》或GB/T 5118《低合金钢焊条》规定。 b.埋弧焊用的碳钢焊丝与焊剂应符合GB/T 5293《埋弧焊用碳》及GB/T 14957《熔化焊用钢丝》的规定。 4.6 钢结构的加工制作要求 (1)钢结构的制作和安装需按照《钢结构工程施工及验收规范》[18]JGJ 181-2002，《建筑钢结构焊接规程》[20] (GB50205)的有关规定进行施工。 (2)所用钢结构及连接材料必须具有材料力学(机械)性能化学成分合格证明。 (3)工地安装焊接焊缝两侧30～50mm范围暂不涂刷油漆，施焊完毕后应进行质量检查，经检验合格、认可并填写质检证明后，方可进行涂装。 (4)钢构件出厂时，厂方应提交产品合格证明，包含：a)变更施工图的文件，b)钢材、连接材料及涂装材料质量证明书和试验报告；c)梁柱制作质量检查验收记录；d)预拼装记录；e) 构件及零配件发运清单等。 (5)对接焊缝应采用全熔透焊缝，其焊缝质量等级按二级检验。 (6)焊接H型钢的翼缘板和腹板的拼接焊缝应相互错开，翼缘板只允许在长度方向拼接。 (7)门式钢架除锈等级为Sa2 1/2级[21]，防腐蚀涂料应与除锈等级相匹配。 (8)涂层分为底漆、中间漆和面漆。第一道防锈漆必须在钢构件除锈后4小时内进行。涂层干漆膜总厚度室内为125μm[22]。 (9)冷弯薄壁型钢檩条和墙梁宜采用热浸镀锌的带钢加工而成。其镀锌量为250g-275g/m2。 (10)高强度螺栓设计要求的强度级别进厂后在施工前应对高强螺栓连接副（含螺栓、螺母和垫圈）实物进行检验和复验，合格后才能进行安装。10.9级的高强螺栓硬度不允许超过上限。必须按批保证扭矩系数供货，同时连接副的扭矩系数标准偏差应小于或0.010。应检验摩擦面抗滑移系数能否达到设计要求。对试验值低于设计值时，摩擦面需重新处理，使达到设计要求。对扭剪型高强度螺栓连接副重点检验紧固轴力是否符合设计要求。 4.7 钢结构安装要求 (1)安装顺序应从靠近山墙的有柱间支撑的两榀钢架开始，在钢架安装完毕后，应将其间的檩条、支撑、拉条、隅撑等全部装好，并检查垂直度和方正度，然后以这两榀钢架为起点，向房屋另一端安装。螺栓应在校准后再行拧紧。钢架调整完毕后，全部高强度螺栓应终拧毕。 (2)门式钢架钢结构安装后，应对所有配有张紧装置的支撑进行张紧，支撑的拧紧程度以不将构件拉弯为原则。 (3)钢结构单元及逐次安装过程中，应及时调整消除累计偏差，使总安装偏差最小以符合设计要求。任何安装孔均不得随意割扩，不得更改螺栓直径。 (4)钢柱安装前，应对全部柱基位置、标高、轴线、地脚锚栓位置、伸出长度进行检查并验收合格。 (5)未注明定位的柱、梁均为轴线居中。 (6)柱子在安装完毕后必须将锚栓垫板与柱底板焊牢，锚栓垫板及螺母必须进行点焊，点焊不得损伤锚栓母材。 4.8 其它 (1)钢结构的防火要求按建筑说明注。 (2)未特殊注明时，施工图尺寸以mm为单位，标高以m为单位。 (3)总说明和施工图不一致时，以施工图为准。 5 控制系统设计立体车库采用智能化的控制系统提高了调车的速度，自动化程度高。采用西门子的S7-200系列可编程序控制器（PLC）搭载POP文本显示器进行控制，同时，为了实现提高工作效率节省高层取车时间，使用变频器对升降电机进行调速。 5.1 系统设计由于PLC具有可靠性强、性价比高、设计紧凑、扩展性好，操作方便、实用于频繁启动和恶劣的环境，因此采用PLC控制立体车库。控制系统图如图5.1。

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