车库的总体结构参数与计算

无避让定轨道立体车库的结构参数和计算

1、 本车库的适用车型

本车库是针对目前国内普遍使用的轿车和家庭乘用车而研发的，适合在楼前、屋后、地下室的零星场地上建造，例如超市、商场、机关、大型酒店、企事业单位、居民小区等停车位不足的场所。

本车库设计容许停车的车辆最大外形尺寸长X宽X高为5000mm X 2000mm X 1800mm，容许最大重量不超过2000kg，车库的总体规格尺寸长X宽X高为5800mm X 2700mm X 40mm

分两层，下层高度为2000mm。

一、车库钢结构构架

钢结构是整个车库的支撑部分。目前立体车库多采用钢结构或混凝土结构。针对钢结构可靠性高、制造简便、施工工期短等优点,车库整体采用钢结构建造。在设计中,首先要保证车库有足够的安全性,即使系统有足够的刚度与强度,同时考虑车库建造的经济性,需对钢结构部分进行优化设计。车库是一个受力比较复杂的系统,针对车库规模的不同,可以对其受力情况做适当的简化。本文所设计为一小型车库,所以在设计过程中,在不影响其安全性的前提下,对其受力情况与模型进行了适当的简化。

1. 上载车板强度、刚度计算

其三维立体图为

先对载车板受力模型简化得下图：

上载车板受力

简化图

上载车板是用普通碳素钢Q235,其比例极限σp≈200MPa, 弹性模量E≈200Gpa, 屈服应力σs≈235MPa，强度极限σb≈380MPa。

图中力F1、F2是汽车本身的重量通过轮胎对载车板施加的力(考虑两轮胎作用点距离？)，力FA、Fc是圆柱滚子对载车板的支撑力，力FB是转盘对载车板的支撑力。

对载车板建立剪力、弯矩方程：

又平衡方程∑MA =0、∑MB =0、∑MC =0得到A、B与C端的支反力分别为：

FA =1500×F1/1600=15F1/16

FB1 =100×F1/1600=F1/16

FB2 =100×F2/1600=F2/16

FB = FBy1 + FBy2 =（F1+F2）/16

FC=1500×F2/1600=15F2/16

取D处截面，作用有载荷F1,故应按梁段AD与DB，分段建立剪力、弯矩方程。

对于AD段，选A点位原点，并用坐标X1表示横截面位置，则该梁段的剪力与弯矩方程分别为

Fs1 = FA =15F1/16

M1 = FAX1=15F1X1/16

对于DB段，为计算简单选B点位原点，并用坐标X2表示横截面的位置，则该梁段的剪力与弯方程分别为

Fs2 = -FB=-（F1+ F2）/16

M1 = FB X1=（F1+ F2）X2/16

同理，对BC段进行的计算可得BE段的剪力与弯矩方程分别为

Fs3 = FB =（F1+ F2）/16

M1 = FB X2=（F1+ F2）X2/16

对于EC段，为计算简单选C点位原点，并用坐标X1表示横截面的位置，则该梁段的剪力与弯方程分别为

Fs4 = FC =15F2/16

M1 = FC X1=15F2X1/16

画出剪力、弯矩图得：

上载车板剪力图

上载车板弯矩图

则，在每个载车板上模拟汽车前后车轮位置,按照汽车重量6:4的比例均匀放置集中载荷。

由于本车库设计的汽车重量最大容许值为2000kg，取重力加速度g=9.8m/s^2，则得：（两个轮胎）

F1=2000×9.8×6/(6+4)=11760N

F2=2000×9.8×4/(6+4)=7840N

所以，F1＞F2

则，可知横截面D出的弯矩最大，其值为

Mmax= FAX1=1500F1/16=1500×11760÷16=1102500N·m

AD段的剪力最大，其值为

Fs,max=15F1/16=15×11760÷16=29400N