東南大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )報(bào)告 題 目 立體車(chē)庫(kù)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 機(jī)械工程 目 錄 摘要 第一章 緒論 題的來(lái)源及研究的目的和意義 械式停車(chē)庫(kù) 械優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí) 化設(shè)計(jì)概述 束優(yōu)化方法 第二章 立體車(chē)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)的研究 械立體車(chē)庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)形式 體車(chē)庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì) 體車(chē)庫(kù)的存取車(chē)方式的總體設(shè)計(jì) 體車(chē)庫(kù)主體建筑結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 第三章 固定叉梳的優(yōu)化設(shè)計(jì) 移叉梳和固定叉梳結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì) 定叉梳的優(yōu)化設(shè) 計(jì) 第四章 立體車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的優(yōu)化設(shè)計(jì) 體停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 體停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的模型化 結(jié)構(gòu)骨架的受力情況 行受力分析的基本假設(shè) 結(jié)構(gòu)骨架的受力分析 結(jié)構(gòu)骨架的變形分析 構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的建立 化結(jié)果及分析 結(jié)論 致謝 參考文獻(xiàn) ( 摘 要 本文以課題“立體車(chē)庫(kù)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)”為依托，對(duì)電梯升降式立體車(chē)庫(kù)的某些內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先確定了立體車(chē)庫(kù)的運(yùn)行方式和適合此運(yùn)行方式的各構(gòu)件的外形結(jié)構(gòu)，然后針對(duì)這種立體車(chē)庫(kù)的機(jī)構(gòu)特征，選擇了作為停車(chē)位的固定叉梳和作為支撐的鋼架結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，接著運(yùn)用增廣乘子法對(duì)固定叉梳和鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行優(yōu)化，最后的優(yōu)化結(jié)果使固定叉梳結(jié)構(gòu)更加合理，降低了整體重量和對(duì)鋼結(jié)構(gòu)骨架的載荷，也使鋼結(jié)構(gòu)骨架的整體重量減輕了許多。 關(guān)鍵字：立體車(chē)庫(kù) 機(jī)械結(jié)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 固定叉梳 鋼結(jié) 構(gòu) n of of in in At we of to we as as on on At of is be of of of 第一章 緒 論 題的來(lái)源及研究的目的和意義 隨著社會(huì)生活水平的不斷提高，大多數(shù)城市人已經(jīng)解決了“衣食住行”中的前三項(xiàng)，開(kāi)始著手考慮買(mǎi)車(chē)，汽車(chē)進(jìn)入尋常百姓家已是指日可待的。然而在買(mǎi)車(chē)成為一種時(shí)尚之后，停車(chē)卻愈來(lái)愈成為一大難題。一些大城市 (如北京、上海等 )的土地資源特別緊張，甚至要求 買(mǎi)車(chē)者在購(gòu)車(chē)后必須再購(gòu)買(mǎi)到一個(gè)停車(chē)位才能辦理汽車(chē)牌照 。 于是為了順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，立體停車(chē)庫(kù)的研究與開(kāi)發(fā)也就變的愈加緊迫。 近年來(lái)，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量不斷增加，汽車(chē)保有量更是急劇上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1997 年汽車(chē)產(chǎn)量為 輛，汽車(chē)保有量為 1100 萬(wàn)輛，其中轎車(chē)約 400 萬(wàn)輛 ;2000 年我國(guó)轎車(chē)保有童接近 400 萬(wàn)輛， 2002 年我國(guó)轎車(chē)保有 近 500 萬(wàn)輛，據(jù)估計(jì) 2005 年我國(guó)轎車(chē)保有量將達(dá)到1000 萬(wàn)輛，平均每年增長(zhǎng) 80 萬(wàn)輛 (據(jù)最新統(tǒng)計(jì)， 2002 年轎車(chē)實(shí)際銷(xiāo)售 120 萬(wàn)輛 )，而 2010年轎車(chē)保有量將達(dá)到 2000 萬(wàn)輛 ，平均每年增長(zhǎng) 200 萬(wàn)輛。如此數(shù)量的汽車(chē)主要集中在城市，將給城市停車(chē)泊位帶來(lái)巨大的壓力。如果全部露天平面停放， )X )，則每輛轎車(chē)所需要的最小停車(chē)位面積為 m 。目前的 500 萬(wàn)輛車(chē)將會(huì)占用 9600 萬(wàn) 2m (即 畝 )的土地。相反，如果改為立體停放，特別是高層立體車(chē)庫(kù)，每輛車(chē)的占用面積將會(huì)大為降低，例如， 10 層高的電梯式立體車(chē)庫(kù)，m 左右，將會(huì)節(jié)省 即 l 萬(wàn)畝 )的土地，即使有 10%的轎車(chē)停放在立體車(chē)庫(kù)中，這在大城市的繁華地帶也將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。然而，目前只有很少城市建立了少數(shù)立體停車(chē)庫(kù)，而大多數(shù)汽車(chē)則停放在露天停車(chē)場(chǎng)，甚至是占道停放。這樣，一方面，在寸土寸金的大城市，設(shè)立露天停車(chē)場(chǎng)，是對(duì)有限土地資源的嚴(yán)重浪費(fèi) ;另一方面，汽車(chē)占道停放又造成城市交通擁堵，汽車(chē)被盜、被撞現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，市容環(huán)境極差。因此，在大中城市建設(shè)立體停車(chē)庫(kù)是不可回避的當(dāng)務(wù)之急 。 國(guó)家計(jì)委已將發(fā)展城 市停車(chē)場(chǎng)作為支持基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)之一，國(guó)家計(jì)委第 6 號(hào)令中，己明確機(jī)械式立體車(chē)庫(kù) (設(shè)備 )及城市立體停車(chē)場(chǎng)為國(guó)家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)。目前，汽車(chē)停放已經(jīng)成為全世界大城市普遍關(guān)注的問(wèn)題，許多國(guó)家都拿出資金資助這一課題的研究。 建造大量的立體車(chē)庫(kù)，需要大量的材料，如果我們對(duì)立體車(chē)庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，就可以節(jié)省下來(lái)不少的資源。 基于以上情況，我選擇“立體車(chē)庫(kù)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)”作為我的研究課題，符合現(xiàn)實(shí)需要，順應(yīng)當(dāng)今科技發(fā)展的潮流。 械式停車(chē)庫(kù) 為了解決多層立體停車(chē)庫(kù)駕駛員駕車(chē)上下坡道的問(wèn)題 ， 20 世紀(jì) 60 年代國(guó)外出現(xiàn)了一種早期機(jī)械式停車(chē)庫(kù)，取消了曲線坡道，汽車(chē)上下由升降電梯解決，然而水平運(yùn)輸仍然由駕駛員來(lái)駕駛 。 取車(chē)時(shí)，駕駛員跟隨電梯一起上去，到了樓層后駕駛員駕車(chē)離開(kāi)電梯找車(chē)位停下，然后駕駛員坐人梯下樓 ： 相反，取車(chē)時(shí)，駕駛員先坐人梯上樓，然后開(kāi)車(chē)到電梯口等候電梯，人車(chē)隨電梯一起下樓 。 這種車(chē)庫(kù)最大的缺點(diǎn)是，駕駛員在取車(chē)等電梯時(shí)，一方面等候時(shí)間不定 ;另一方面，汽車(chē)處于怠速狀態(tài)，尾氣污染特別嚴(yán)重。這樣，雖然解決了坡道行駛問(wèn)題，卻帶來(lái)其它問(wèn)題，而且面積和體積的節(jié)省并不十分明顯。 到了 20 世紀(jì) 70 年代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn) 步，停車(chē)庫(kù)逐漸向全機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展，機(jī)械式停車(chē)庫(kù)便應(yīng)運(yùn)而生 。 機(jī)械式停車(chē)庫(kù)是利用機(jī)械設(shè)備提高單位面積停車(chē)數(shù)量的停車(chē)方式，分為運(yùn)送器和停車(chē)位兩部分。運(yùn)送器是機(jī)械停車(chē)設(shè)備中裝載并運(yùn)送汽車(chē)的部件總稱(chēng)，包括托架、托板、臺(tái)車(chē)等。停車(chē)位是車(chē)庫(kù)中為停放汽車(chē)而劃分的停車(chē)空間或機(jī)械停車(chē)設(shè)備中停放汽車(chē)的部件，它由車(chē)輛本身的尺寸加四周必須的距離組成。這樣的車(chē)庫(kù)就把每輛車(chē)的停車(chē)面積和空間盡可能壓縮到最小，車(chē)庫(kù)實(shí)際上成為一種停放車(chē)輛的容器，充分發(fā)揮了機(jī)械停車(chē)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代，隨著電腦智能化管理和自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的發(fā) 展，出現(xiàn)了智能全自動(dòng)機(jī)械停車(chē)庫(kù)，更加提高了土地利用率。 機(jī)械式停車(chē)庫(kù)按其停放形式的不同可分為機(jī)械立體停車(chē)庫(kù)和復(fù)式停車(chē)庫(kù)。復(fù)式停車(chē)庫(kù)上下只有兩三層，利用機(jī)械設(shè)備汽車(chē)在貨架上可以上下重疊放置，車(chē)庫(kù)內(nèi)有車(chē)道和人員停留。機(jī)械立體停車(chē)庫(kù)的室內(nèi)沒(méi)有人員停留，車(chē)輛的存取是全自動(dòng)的，這種車(chē)庫(kù)是最節(jié)省土地資源和自動(dòng)化程度最高的，其具體優(yōu)點(diǎn)如下 ： (1)節(jié)省面積，約為平面停車(chē)場(chǎng)的 1/25。特別適合土地緊張的大城市和一般城市的繁華區(qū) 。 (2)造價(jià)低，機(jī)械式停車(chē)設(shè)備每個(gè)車(chē)位投資約 2元，而建筑自行式停車(chē)庫(kù)每個(gè)車(chē)位造價(jià) 約為 20 萬(wàn)元以上，而且可能造成庫(kù)內(nèi)污染即使平面停車(chē)，光土地征用費(fèi)也是不菲。 (3)使用方便。存車(chē)時(shí)，駕駛員打卡后只需按指示信號(hào)把汽車(chē)開(kāi)上升降車(chē)上即可離開(kāi)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把汽車(chē)放到合適的車(chē)位 ;取車(chē)時(shí)，駕駛員打卡后系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)把要取的汽車(chē)取下來(lái)，駕駛員只等待開(kāi)車(chē)離開(kāi)就行。按設(shè)計(jì)要求，一般存取車(chē)時(shí)間不超過(guò) 120 秒，通常不出現(xiàn)存取車(chē)排隊(duì)的現(xiàn)象。 (4)減少了因路邊停車(chē)而引起的交通事故 ; (5)增加了汽車(chē)的防盜性和防護(hù)性 ; (6) 改善了市容環(huán)境。 綜上所述，本課題中的車(chē)庫(kù)形式選擇為機(jī)械立體車(chē)庫(kù)。 械優(yōu)化設(shè) 計(jì)相關(guān)知識(shí) 化設(shè)計(jì)概述 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)包括建立優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型核選擇恰當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法與程序兩方面的內(nèi)容。由于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法尋求機(jī)械設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案，所以首先要根據(jù)實(shí)際的機(jī)械問(wèn)題建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，既用數(shù)學(xué)形式來(lái)描述實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題。在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)學(xué)要應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)確定設(shè)計(jì)的限制條件和所追求的目標(biāo)，確立各設(shè)計(jì)變量之間的相互關(guān)系等。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型可以時(shí)解析式，試驗(yàn)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)公式。雖然他們給出的形式不同，但都是反映設(shè)計(jì)變量之間的數(shù)量關(guān)系的。 數(shù)學(xué)模型一旦 建立，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題就變成一個(gè)數(shù)學(xué)求解問(wèn)題。應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法的理論，根據(jù)數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，可以選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法，進(jìn)而可以選取或自行編制計(jì)算機(jī)程序，以計(jì)算機(jī)作為工具求得最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。 束優(yōu)化方法 懲罰函數(shù)法原理簡(jiǎn)單，算法易行，適用范圍廣，并且可以和各種有效的無(wú)約束最優(yōu)方法結(jié)合起來(lái)，因此得到廣泛應(yīng)用。但是，懲罰函數(shù)也存在不少問(wèn)題，從理論上講，只有當(dāng) r (外點(diǎn)法 )或 r 0(內(nèi)點(diǎn)法 )時(shí)，算法才能收斂，因此序列迭代過(guò)程收斂較慢。另外，當(dāng)懲罰因子的初值 0r 取得不合適時(shí)，懲罰函數(shù)可能變得病態(tài)，使無(wú)約束最優(yōu)化計(jì)算發(fā)生困難。 近年來(lái)提出的增廣乘子法在計(jì)算過(guò)程中數(shù)值穩(wěn)定性，計(jì)算效率上都超過(guò)懲罰函數(shù)法。目前，增廣乘子法在理論上得到了總結(jié)提高，在算法上也積累了不少經(jīng)驗(yàn)，使得這種方法日益完善。 拉格朗日乘子法 拉格朗日法是一種古典的求約束極值的間接解法。它是講具有等式約束的優(yōu)化問(wèn)題 m i n ( ). . ( ) 0t h x轉(zhuǎn)化成拉格朗日函數(shù) 1( , ) ( ) ( )l x f x h x 用解析法求解上式，既令 ( , ) 0， 可求得函數(shù) ( , )的極值。在函數(shù) ( , )， 12 稱(chēng)為拉格朗日乘子，也是變量，因此可以列出 ()個(gè)方 程 0 ( 1 , 2 , , )0 ( 1 , 2 , , ) 聯(lián)立求解后 ， 可得 個(gè)變量 ： * * * *12x x x ， * * * *12n 。其中， *x 為極值點(diǎn)， * 為相應(yīng)的拉格朗日乘子向量。 拉格朗日乘子法看起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單，實(shí)際上這種方法存在著許多問(wèn)題 ，例如對(duì)于非凸問(wèn)題容易失敗 ;對(duì)于大型的非線形優(yōu)化問(wèn)題，需求解高次聯(lián)立方程組，其數(shù)值解法幾乎和求解優(yōu)化問(wèn)題同樣困難 ;此外，還必須分離出方程組的重根。因此，拉格朗日乘子法用來(lái)求解一般的約束優(yōu)化問(wèn)題不是一種有效的方法。 等式約束的增廣乘子法 對(duì)于含等式約束的優(yōu)化問(wèn)題 m i n ( ). . ( ) 0t h x( 1, 2 , , ) 構(gòu)造拉格朗日函數(shù) 1( , ) ( ) ( )l x f x h x (1令 ( , ) 0時(shí)，得原問(wèn)題的極值點(diǎn) *x 以及相應(yīng)的拉格朗日乘子向量 * 。構(gòu)造外點(diǎn)懲罰函數(shù) 21( , ) ( ) ( ) 2 l f x h x (1當(dāng) r時(shí)，對(duì)函數(shù) ( , )x進(jìn)行序列極小化，可求得原問(wèn) 題的極值點(diǎn) *x ，且 *( ) 0 1, 2 , , ) 。 前已述及，用拉格朗日乘子法求解約束優(yōu)化問(wèn)題往往失敗，而用懲罰函數(shù)法求解，又因要求r而使計(jì)算效率低。為此，將這兩種方法結(jié)合起來(lái)，即構(gòu)造懲罰函數(shù)的拉格朗日函數(shù) 21121( , , ) ( ) ( ) ( )2( , ) ( ) 2p x r f x h x h x h x (1若令1( , , ) ( , ) ( ) ( ) 0l x r L x r h x h x 求 得約束極值點(diǎn) *x ，且使 *( ) 0 1, 2 , , ) 。所有，不論 r 取何值，式 (1原問(wèn)題有相同的極值點(diǎn) *x ，與 (1相同的拉格朗日乘子向量 * 。 式 (1增廣乘子函數(shù)，或稱(chēng)增廣懲罰函數(shù)，式中的 r 仍稱(chēng)懲罰因子。 既然式 (1 (1相同的 *x 和 * ，仍然要考慮由式 (1示增廣乘子函數(shù)的主要原因是，這兩類(lèi)函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)矩陣，即海賽矩陣的性質(zhì)不同。一般地說(shuō)，式 (1表示的拉格朗日函數(shù) ( , )的海賽矩陣 2( , ) ( , 1 , 2 , , )i j n (1并不是正定的，而式 (1表示的增廣乘子函數(shù) ( , , )M x r 的海賽矩陣 21( , , ) ( , )l j i x r G x rx x x x (1 ( , 1 , 2 , , )i j n 必定存在一個(gè) r ，對(duì)于一切滿足 的值總是正定的。 由這一性質(zhì)可知，當(dāng)懲罰因子 r 取足夠大的定值，即 ，不必趨于無(wú)窮大，且恰好取 * 時(shí)， *x 就是函數(shù) ( , , )M x r 的極小點(diǎn)。也就是說(shuō)，為了求得原問(wèn)題的約束最優(yōu)點(diǎn)，只需對(duì)增廣乘子函數(shù) ( , , )M x r 求一次無(wú)約束極值。當(dāng)然，問(wèn)題并不是如此簡(jiǎn)單，因?yàn)?* 也是未知的。為了求得 * ，采用如下方法。 假定懲罰因子 r 取為大于 r 的定值，則增廣乘子函數(shù)只是 x 、 的函數(shù)。若不停的改變 值，并對(duì)每一個(gè) 求 m , )，將得到極小點(diǎn)的點(diǎn)列： *() ( 1, 2 , )k 。顯然，當(dāng) *k 時(shí)， * * *() 將是原問(wèn)題的約束最優(yōu)解。為使*k ，采用如下公式來(lái)校正 k 的值 1k k k (1這一步驟在增廣乘子法中稱(chēng)為乘子迭代，是懲罰函數(shù)法中所沒(méi)有的。為了確定式 (1的校正量 k ，再定義 ( ) ( ( ) , )M M x (1為了求得 * ，只需求函數(shù) ()M 的極大值。求函數(shù) ()M 極大值的方法不同將會(huì)得到不同的乘子迭代公式。目前常采用近似的牛頓法求解，得到的乘子迭代公式為1 ()k k kp p pr h x ( 1, 2 , , ) (1增廣乘子法中的乘子向量 ，懲罰因子 r ，設(shè)計(jì)變量的初值都是重要參數(shù)。下面分別介紹選擇這些參數(shù)的一般方法。 1)在沒(méi)有其他信息的情況下，初始乘子向量取零向量，即 0 0 ，顯然，這時(shí)增廣乘子函數(shù)和外點(diǎn)懲罰函數(shù)的形式相同。也就是說(shuō)，第一次迭代計(jì)算是用外點(diǎn)法進(jìn)行的。從第二次迭代開(kāi)始，乘子向量按式 (1正。 2)懲罰因子的初值 0r 可按外點(diǎn)法選取。以后的迭代計(jì)算，懲罰因子按下式遞增 111, ( ) / ( ), ( ) / ( )k k k kr h x h h x h x 當(dāng)當(dāng)(1式中 懲罰因子遞增系數(shù)，取 10 判別數(shù)，取 懲罰因子的遞增公式可以這樣來(lái)理解：開(kāi)始迭代時(shí)，因 r 不可能取很大的值， 只能在迭代過(guò)程中根據(jù)每次求得的無(wú)約束極值點(diǎn) 近于約束面的情況來(lái)決定。當(dāng) 約束面很遠(yuǎn)，即 ()值很大時(shí)，則增大 r 值，以加大懲罰項(xiàng)的作用，迫使迭代點(diǎn)更快地逼近約束面。當(dāng) 接近約束面，即 ()顯減小時(shí)，則 不再增加 r 值了。 懲罰因子也可以用簡(jiǎn)單的遞增公式計(jì)算 1 (1這一公式形式上和外點(diǎn)法所用的公式相同，但實(shí)質(zhì)上不同。因?yàn)樵鰪V乘子法并不要求 r。事實(shí)上，當(dāng) r 增加到一定 值時(shí)， 已趨近于 * ，從而增廣乘子函數(shù)的極值點(diǎn)也逼近原問(wèn)題的約束最優(yōu)點(diǎn)了。用式 (1算 1時(shí)，一般取 24 ，以免因 r 增加太快，使乘子迭代不能充分發(fā)揮作用。 3)設(shè)計(jì)變量的初值 0x 也按外點(diǎn)法選取，以后的 迭代初始點(diǎn)都取上次迭代的無(wú)約束極值點(diǎn)，以提高計(jì)算效率。 1)選取設(shè)計(jì)變量的初值 0x ，懲罰因子初值 0r ，增長(zhǎng)系數(shù) ，判別數(shù) ，收斂精度 ， 并令 0 0p ( 1, 2 , , ) ，迭代次數(shù) 0k 。 2)按式 (1造增廣乘子函數(shù) ( , , )M x r ，并令 m i n ( , , )M x r ，得無(wú)約束最優(yōu)解 * ( , )k k kx x r 。 3)計(jì)算121( ) ( ) x h x。 4)按式 (1正乘子向量，求 1k 。 5)如果 () ，迭代終止。約束最優(yōu)解為 * ， *1k ；否則轉(zhuǎn)下步。 6)按式 (1式 (1算懲罰因子 1，再令 1 ，轉(zhuǎn)步驟 2)。 不等式約束的增廣乘子法 對(duì)于含不等式約束的優(yōu)化問(wèn)題 m i n ( ). . ( ) 0t g x( 1, 2 , , ) 引進(jìn)松弛變量 12z z z ，并且令 2( , ) ( )j j jg x z g x z( 1, 2 , , ) (1于是，原問(wèn)題轉(zhuǎn)化成等式約束的優(yōu)化問(wèn)題 m i n ( ). . ( ) 0t g x( 1, 2 , , ) (1這樣就可以采用等式約束的增廣乘子法來(lái)求解了。取定一個(gè)足夠大的 ()r r r 后，上式的增廣乘子函數(shù)形式為 211( , , ) ( ) ( , ) ( , ) 2j x z f x g x z g x z (1并 對(duì) 一 組 乘 子 向 量 * ( 初 始 乘 子 向 量 仍 取 零 向 量 ) 求 m i n ( , , )M x z ，得*() ， * () 。再按式 (1算新的乘子向量 1 1 2( , ) ( ) k k kj j j j j jr g x z r g x z ( 1, 2, , ) (1將 增 廣 乘 子 函 數(shù) 的 極 小 化 和 乘 子 迭 代 交 替 進(jìn) 行 ， 直 至 x 、 別 趨 近 于*x *、 z 和 。 雖然從理論上講，這個(gè)計(jì)算過(guò)程和僅含等式約束的情形沒(méi)有什么兩樣，但由于增加了松弛變量 z ，使原來(lái)的 n 維極值問(wèn)題擴(kuò)充成 維問(wèn)題，勢(shì)必增加計(jì)算量和求解的困難，優(yōu)必要將計(jì)算加以簡(jiǎn)化。 將式 (1示的增廣乘子函數(shù)改寫(xiě)成 2 2 211( , , ) ( ) ( ( ) ) ( ) 2j j j x z f x g x z g x z (1利用解析法求函數(shù) ( , , )M x z 關(guān)于 z 的極值，即令 ( , , ) 0z M x z ，可得 2 ( ( ) ) 0j j j jz r g x z ( 1, 2, , ) 若 ( ) 0x ，則 2 0; 若 ( ) 0x ，則 2 1 () j j jz g 于是，可得 2 1 m a x 0 , ( ( ) ) j j jz r g ( 1, 2, , ) (1將式 (1入式 (1得 2211( , ) ( ) m a x 0 , ( ) 2mj j x f x r g (1這就是不等式約束優(yōu)化問(wèn)題的增廣乘子函數(shù)，它與式 (1不同之處在于松弛變量 z 已經(jīng)完全消失。實(shí)際計(jì)算時(shí)，仍然只要對(duì)給定的 及 r ，求關(guān)于 x 的無(wú)約束極值 )將式 (1入式 (1得到乘子迭代公式 1 m a x 0 , ( ) j jr g x ( 1, 2, , ) (1對(duì)于同時(shí)具有等式約束和不等式約束的優(yōu)化問(wèn)題 m i n ( ). . ( ) 0( ) 0t g ( 1 , 2 , , )( 1 , 2 , , ) 構(gòu)造的增廣乘子函數(shù)的形式為 ( , )2211122111( ) m a x 0 , ( ) 2( ) ( ) 2mj j p x r g x h x (1式中 1j 不等式約束函數(shù)的乘子向量 ; 2p 等式約束函數(shù)的乘子向量。 1j和2p的校正公式為 111m a x 0 , ( ) j jr g x ( 1 , 2 , , ) 122 ()p pr h x ( 1 , 2 , , ) (1算法的收斂條件可視乘子向量是否穩(wěn)定不變來(lái)決定，如果前后兩次迭代的乘子向量之差充分小，則認(rèn)為迭代已經(jīng)收斂。 增廣乘子法的程序框圖見(jiàn)圖 1 第二章 立體車(chē)庫(kù)總 體結(jié)構(gòu)的研究 械立體車(chē)庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)形式 現(xiàn)有的機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)按照其機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方式的不同主要可分為 ： 循環(huán)式、電梯升降式和高架倉(cāng)儲(chǔ)式三種 00 , , 0r r k 構(gòu)造增廣乘子函數(shù) ( , , )M x r 求 m i n ( , , )M x r 111m a x 0 , ( ) j jr g x 122 ()p pr h x ( 1 , 2 , , ) ， ( 1 , 2 , , ) 開(kāi)始 滿足收斂條件 ? * 1 1 否 是 圖 1 環(huán)式停車(chē)庫(kù) 循環(huán)式停車(chē)庫(kù)是水車(chē)原理、巨輪原理、連續(xù)鏈原理及傳送帶原理的結(jié)合，汽車(chē)放在托板上，以電機(jī)作為動(dòng)力源，用鏈條傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)所有車(chē)位移動(dòng) 。 主要特點(diǎn)是車(chē)位移動(dòng)，存取一輛車(chē)時(shí)整個(gè)系統(tǒng)都要一起移動(dòng)，把需要的車(chē)位移動(dòng)到出入口，這樣對(duì)能量的損耗比較大而且又易磨損機(jī)械部分，而且噪聲比較大 。 梯式停車(chē)庫(kù) 電梯式停車(chē)庫(kù)層數(shù)較高，一般都超過(guò)六 層，完全是一幢放車(chē)的樓房，借用成熟的電梯技術(shù)，使汽車(chē)迅速升降到指定樓層 。 與循環(huán)式停車(chē)庫(kù)相反，電梯式停車(chē)庫(kù)停車(chē)位是固定的，汽車(chē)的存放通過(guò)電梯系統(tǒng)上下移動(dòng)到停車(chē)位前，利用特有的橫向移動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的存取。整個(gè)車(chē)庫(kù)是全電腦控制，自動(dòng)操作及顯示，庫(kù)區(qū)內(nèi)無(wú)人進(jìn)入，能防止人為的汽車(chē)丟失和破壞。電梯式停車(chē)庫(kù)具有極高的土地利用率。如果在車(chē)庫(kù)內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)，汽車(chē)可以自動(dòng)調(diào)頭，縮短出入庫(kù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)迅速存取車(chē) 。 車(chē)庫(kù)可以貼建筑物建造也可獨(dú)立建造，而且其封閉的立面又可成為商業(yè)廣告牌。電梯式停車(chē)庫(kù)可在地面上設(shè)置、半地下設(shè)置或地下設(shè)置，如 停車(chē)泊位需 求較大時(shí)，此種車(chē)庫(kù)又可橫向或縱向拼接。 架倉(cāng)儲(chǔ)式停車(chē)庫(kù) 高架倉(cāng)儲(chǔ)式停車(chē)庫(kù)是由停車(chē)位與升降裝置立體組合而成的停車(chē)設(shè)備，升降裝置可整體橫向移動(dòng)或升降裝置的搬運(yùn)器可整體橫向移動(dòng)，停車(chē)位就在升降裝置升降道的兩側(cè)。它采用機(jī)械傳送設(shè)備傳送汽車(chē)，為電梯附加行走機(jī)械而成，最早出現(xiàn)在美國(guó)，在一個(gè)建筑層里疊置 23層存放車(chē)輛的車(chē)位，可放車(chē) 100輛以上。隨著科技的發(fā)展，高架倉(cāng)儲(chǔ)式停車(chē)庫(kù)出現(xiàn)了全智能的形式，采用一個(gè)機(jī)器人 (可行走式電梯 )來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的存取。與前兩種車(chē)庫(kù)相比，土地利用率不高，而且高架倉(cāng)儲(chǔ)式車(chē)庫(kù) 如果采用全智能方式則造價(jià)比較高 ;如果不采用全智能方式則會(huì)降低效率。不過(guò)這種車(chē)庫(kù)的可靠性和安全性較高，而且適合把已經(jīng)建成的單層停車(chē)庫(kù)改造成 23層的機(jī)械停車(chē)庫(kù) 。 體車(chē)庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì) 通過(guò)上面的比較可以看出，電梯式停車(chē)庫(kù)是一種綜合性能比較優(yōu)良的車(chē)庫(kù)，機(jī)械化程度最高，具有廣闊的發(fā)展前景，因此選擇電梯升降式停車(chē)庫(kù)作為本課題的基本形式。電梯升降式停車(chē)庫(kù)中車(chē)輛的存取方式又有以下幾種 ： 左右兩側(cè)存取方式、扇形存取方式、圓周存取方式等。左右兩側(cè)存取方式就是在電梯井道在中間，停車(chē)位在井道的左右兩側(cè)，每一 樓層的停車(chē)位只有兩個(gè)，升降電梯升降到停車(chē)樓層后，橫移機(jī)構(gòu)可以左右方向存取車(chē)，存取機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是存放的車(chē)輛相對(duì)來(lái)說(shuō)少。扇形存取方式就是停車(chē)位以電梯井道為中心作扇形分布。升降電梯升降到停車(chē)樓層后可以在扇形停車(chē)位范圍內(nèi)存取車(chē)輛，這樣就增加了每一樓層的停車(chē)位。不過(guò)扇形存取方式的存取機(jī)構(gòu)復(fù)雜。圓周存取方式就是停車(chē)位以電梯井道為中心作圓周分布，每一樓層的停車(chē)位最多，不過(guò)這種方式的存取機(jī)構(gòu)最復(fù)雜。經(jīng)過(guò)上面的比較，最后決定選取左右兩側(cè)存取方式的電梯式車(chē)庫(kù)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 2，如果停車(chē)位的需求大，則采取兩個(gè)或多個(gè)車(chē)庫(kù)拼接來(lái)增加 車(chē)位。 圖 2 單個(gè)電梯式停車(chē)庫(kù)占地面積約 60 2m ，車(chē)庫(kù)一層不放車(chē)輛，除用來(lái)作為車(chē)輛和駕駛員的進(jìn)出通道，同時(shí)車(chē)輛的旋轉(zhuǎn)也在一層完成。電梯的提升電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和控制柜放在一層。 體車(chē)庫(kù)的存取車(chē)方式的總體設(shè)計(jì) 電梯式停車(chē)庫(kù)的存取車(chē)方式主要有交換托盤(pán)式和叉梳式兩種。所謂又梳式就是泊車(chē)位是一個(gè)叉梳，而升降電梯中還有一個(gè)與它相錯(cuò)的叉梳，升降電梯平層以后，橫移機(jī)構(gòu)把移動(dòng)叉梳橫移到位，通過(guò)兩個(gè)叉梳的相錯(cuò)運(yùn) 動(dòng)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的存取。叉梳式存取車(chē)方式，不設(shè)載車(chē)托盤(pán)，取車(chē)時(shí)電梯直接升到所取車(chē)的停車(chē)位，沒(méi)有空行程，減少了取車(chē)時(shí)間，提高了取車(chē)效率。叉梳式存取車(chē)方式對(duì)電梯的平層精度要求比較高，需要另加擋油板。交換托盤(pán)式存取車(chē)方式是指每個(gè)停車(chē)位都有一個(gè)放置車(chē)輛的托盤(pán)，通過(guò)對(duì)托盤(pán)的存取實(shí)現(xiàn)存取汽車(chē)。不過(guò)這種存取車(chē)方式由于每個(gè)車(chē)位都有一個(gè)托盤(pán)，因此在連續(xù)存車(chē)或連續(xù)取車(chē)時(shí)，都會(huì)有一個(gè)存托盤(pán)或取托盤(pán)的空行程，增加了存取車(chē)時(shí)間，影響車(chē)庫(kù)的存取車(chē)效率 。 考慮到存取車(chē)時(shí)間是一個(gè)影響立體車(chē)庫(kù)使用的重要因素，所以選擇效率較高的叉梳式存取方式。 根 據(jù)移動(dòng)叉梳的不同，叉梳式存取方式又有兩種 ： 一種是停車(chē)位叉梳作橫向移動(dòng)，而升降吊籠中的叉梳不作橫向移動(dòng) ;另一種是停車(chē)位叉梳固定，升降吊籠中的叉梳升降到位后作橫向移動(dòng)。前一種方式中，升降吊籠內(nèi)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是每一個(gè)停車(chē)位最少需要一個(gè)動(dòng)力源和一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，一方面增加了整個(gè)車(chē)庫(kù)的成本，另一方面，由于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的增加必然降低整車(chē)庫(kù)的可靠性 。 后一種方式中，停車(chē)位的叉梳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，而升降吊籠內(nèi)的機(jī)構(gòu)稍微復(fù)雜，從總體來(lái)看，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)減少，增加了整個(gè)車(chē)庫(kù)的可靠性 。 通過(guò)上面的分析，決定采用后一種叉梳式存取方式。 停車(chē)位的叉梳 設(shè)計(jì)為固定的，升降電梯吊籠中的叉梳在動(dòng)力系統(tǒng)的帶動(dòng)下可以橫向移動(dòng)。叉梳的推出方式有雙向和單向兩種方式，單向推出叉梳的橫移機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是叉梳必須能作 1800轉(zhuǎn)頭才能實(shí)現(xiàn)左右方向存取車(chē)輛 ;雙向推出叉梳不需要作 1800轉(zhuǎn)頭就能實(shí)現(xiàn)左右方向存取車(chē)輛，但是要實(shí)現(xiàn)雙向推出，其橫移機(jī)構(gòu)就要復(fù)雜許多，而且會(huì)增加橫移叉梳的寬度從而增加電梯井道的寬度 。 考慮到既然旋轉(zhuǎn)臺(tái)是必須有的，為了減小車(chē)庫(kù)井道的寬度和降低橫移機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，把旋轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在升降吊籠上，移動(dòng)叉梳安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，它們之間通過(guò)軌道連接。旋轉(zhuǎn)臺(tái)能實(shí)現(xiàn) 1800正反向旋轉(zhuǎn)， 在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的帶動(dòng)下，橫移叉梳只需單向推出就可實(shí)現(xiàn)對(duì)井道兩邊汽車(chē)的存取。這樣固定停車(chē)位就不需要?jiǎng)恿υ矗惦娞莸膭?dòng)力源之外，只有旋轉(zhuǎn)和橫移兩個(gè)動(dòng)力源，它們都安裝在升降吊籠中，而且運(yùn)動(dòng)部件也大為減少。這不僅提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，而且使得維修方便。 體車(chē)庫(kù)主體建筑結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 立體車(chē)庫(kù)主體建筑結(jié)構(gòu)有全鋼框架和鋼筋混凝土框架之分 。 全鋼框架結(jié)構(gòu)施 _地面積小，適合在鬧市區(qū)獨(dú)立建造。混凝土框架結(jié)構(gòu)不適合單獨(dú)建造，只有在與建筑物同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)建造時(shí)方可考慮，或者依附建筑物建造時(shí)也可考慮。 本設(shè) 計(jì)由于采用叉梳式存取車(chē)方式，固定停車(chē)位的叉梳本身就是鋼結(jié)構(gòu)，因此主體建筑結(jié)構(gòu)采用全鋼框架。 第三章 固定叉梳的優(yōu)化設(shè)計(jì) 在立體車(chē)庫(kù)中要完成的主要任務(wù)就是如何在最短的時(shí)間內(nèi)安全地完成車(chē)輛的存取，而立體車(chē)庫(kù)中升降電梯的速度已定，因此設(shè)計(jì)一套合理而安全的存取機(jī)構(gòu)和一套旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將成為本車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。如果設(shè)計(jì)合理，一方面可以減少存取車(chē)輛的時(shí)間，另一方面可以增加車(chē)輛存取過(guò)程中的安全性 。 移叉梳和固定叉梳結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì) 橫移叉梳的結(jié)構(gòu)如圖 3所示，橫移導(dǎo)軌 1在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的固定導(dǎo)軌槽 內(nèi)作橫移運(yùn)動(dòng)，其長(zhǎng)度為 2400叉梳橫移 2000 有 400 提供足夠的平衡力，使橫移運(yùn)動(dòng)安全平穩(wěn)地完成。根據(jù)車(chē)庫(kù)技術(shù)指標(biāo)中最大容車(chē)尺寸 L) m (W) X H)，設(shè)計(jì)橫移叉梳的尺寸 。 由于在叉梳相錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的存取車(chē)過(guò)程中，橫移叉梳中間小于最小汽車(chē)輪距部分用不到，因此不需要布置梳叉，用一塊或幾塊花紋鋼板蓋住，花紋鋼板就放在圖中蓋板橫梁 3上。梳叉 4， 5的材料用 120存取車(chē)時(shí)，雖然叉梳的叉數(shù)很多，但是具體到每 輛車(chē)，一般情況下就只能用到 4個(gè)叉，為了增加叉梳的剛性，在叉梳的中部設(shè)置了中間縱梁 6。中間縱梁 6焊接在梳叉的下面，兩頭與橫移導(dǎo)軌 1連接，這樣又可以防止汽車(chē)開(kāi)出時(shí)由于車(chē)輪對(duì)梳叉的反作用力而造成相鄰梳叉間的距離變化，保證車(chē)輛的存取能順利完成。1橫移導(dǎo)軌 停車(chē)位的固定叉梳的結(jié)構(gòu)與橫移叉梳正好相反，橫移叉梳的梳叉部分固定又梳就是空格，橫移叉梳的空格部分固定叉梳就是梳叉，而且橫移叉梳中間蓋花紋鋼板的部分固定叉梳是一個(gè) 完全的大空格。這樣才能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)叉梳的相錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。由于車(chē)輛的存取是通過(guò)橫移叉梳與固定叉梳的相錯(cuò)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此在叉梳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須能使橫移叉梳與固定叉梳能夠?qū)崿F(xiàn)相錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，而且橫移叉梳在存取車(chē)時(shí)的上下運(yùn)動(dòng)空間要充足。為解決這個(gè)問(wèn)題，固定叉梳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 4、圖 5。 橫移叉梳的高度是 120固定叉梳的高度是 80它們的高度差是 40體的存取車(chē)動(dòng)作過(guò)程如下 ： 存車(chē)時(shí)，橫移叉梳的上平面升到比固定叉梳的上平面高 40汽車(chē)輪胎在橫移時(shí)不與固定叉梳發(fā)生干涉，然后橫移叉梳 作橫向平移 ： 橫移到位后，橫移叉梳連同吊籠一起下降 80汽車(chē)放在固定叉梳上，同時(shí)使橫移叉梳避開(kāi)汽車(chē)輪胎，然后橫移叉梳橫向移動(dòng)到吊籠內(nèi)。 取車(chē)的過(guò)程與存車(chē)時(shí)相反，橫移叉梳的上平面升到比固定叉梳的上平面低 40高度，使固定叉梳在橫移時(shí)不與汽車(chē)輪胎發(fā)生干涉，然后橫移叉梳作橫向平移 ;橫移到位后，橫移叉梳連同吊籠一起上升 80汽車(chē)從固定叉梳上抬起，同時(shí)使汽車(chē)輪胎避開(kāi)固定叉梳，然后橫移叉梳連同汽車(chē)橫移回吊籠內(nèi)。 定叉梳的優(yōu)化設(shè)計(jì) 由于每個(gè)固定停車(chē)位都由一個(gè)固定叉梳組成，因此固定叉梳的數(shù)量 特別多，與停車(chē)位的數(shù)量一致，對(duì)固定叉梳進(jìn)行受力分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)就很有必要。合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)一方面可以節(jié)約材料，另一方面又可以減輕車(chē)庫(kù)整體骨架結(jié)構(gòu)的載荷。對(duì)移動(dòng)叉梳來(lái)說(shuō)，由于移動(dòng)叉梳數(shù)量只有一個(gè)，而且從移動(dòng)叉梳的總體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，一方面它的尺寸受移動(dòng)叉梳尺寸和存取車(chē)形式的制約不能自由優(yōu)化，另一方面剛度又遠(yuǎn)大于固定叉梳，因此移動(dòng)叉梳就沒(méi)有必要進(jìn)行受力分析。 已知車(chē)庫(kù)存放車(chē)輛的最大重量為 1600假設(shè)車(chē)輛的前后載荷分配為 6： 4， 則前輪所在的梳叉的受力較大，前輪的重量由兩個(gè)梳叉承擔(dān)，每根梳叉的受力情況見(jiàn)圖 6， 整個(gè) 梳叉為典型的懸臂梁結(jié)構(gòu)，左右車(chē)輪對(duì)梳叉的壓力分別為12F = F = 2 4 0 9 . 8 = 2 3 5 2 N，左右車(chē)輪對(duì)梳 叉的壓力向左右車(chē)輪連線的中心 以簡(jiǎn)化為 =4704N， 000 固定梳叉全部采用矩形鋼管，其截面形式如圖 7，為了設(shè)計(jì)的合理性，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，矩形管的高度 H， ， 慮到矩形鋼管管壁的厚度L=以實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)只有三個(gè)，故定 H， 為設(shè)計(jì)變量，即 1 2 3 x x x H h B 以矩形 管的質(zhì)量 求愈輕愈好。假設(shè)所選用材料的密度為 p，則目標(biāo)函數(shù)為 ： ( ) ( , , ) ( ) ( ( ) )W f x f H h B B H b h B H B h H h 約束條件為 ： 最大彎矩約為m a 曲強(qiáng)度校核公式為m a x m a xm a x ， 式中 3312z B H 因此 ，彎曲強(qiáng)度所決定的約束條件為： m a 312( ) ( , , ) 0()F A C yg x g H h B B H B h H h 大撓度 ，即 3m a ) 32F A C C A C ， 式中 210E 。 因此，剛度所決定的約束條件為 322 3343( ) ( , , ) (1 ) 0 ( ) 2F A C C Dg x g H h B H B h H h A C 2 25 0H 25 0B 構(gòu) 造最優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 ： 3113322 33345m i n ( , , ) ( ) . . ( ) ( , , ) 0()4( ) ( , , ) 0 ( ) ( ) 2 . 5 0( ) 2 5 0( ) 2 5 0 h B B H H h t g x g H h H h x g H h B H H h hg x h Hg x Hg x B 采用增廣乘子法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，構(gòu)造增廣乘子函數(shù) 5 2211( , , ) ( ) m a x 0 , ( ) 2 j j x r f x r g x 式中 r 懲罰因子 j增廣乘子， 111m a x 0 , ( ) j jr g x 編程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，得到如下結(jié)果： 5 7 95 6 對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行圓整后得： 60360 通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，比原設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)函數(shù)值下降了許多，且各項(xiàng)約束條件 都得到了滿足。這樣車(chē)庫(kù)整體骨架結(jié)構(gòu)的載荷就降低了不少，同時(shí)也可以使車(chē)庫(kù) 整體骨架結(jié)構(gòu)的零件尺寸得以縮減。 第四章 立體車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的優(yōu)化設(shè)計(jì) 車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架起著支承停放車(chē)輛載荷和分擔(dān)提升機(jī)構(gòu)載荷的作用，因此對(duì)車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)就顯得特別重要。 體停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架 基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 立體停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)承載框架 (見(jiàn)圖 8)與外表裝飾材料構(gòu)成停車(chē)庫(kù)主體。鋼結(jié)構(gòu)由底部、中部和頂部結(jié)構(gòu)架組成。底部為車(chē)輛進(jìn)出車(chē)庫(kù)和車(chē)輛調(diào)頭之用，高度最大，為 形斜桿 形斜桿 形橫桿 形橫桿 形斜桿 中部為標(biāo)準(zhǔn)層，高度為 來(lái)停放車(chē)輛，它由標(biāo)準(zhǔn)單元組成，可以根據(jù)實(shí)際車(chē)庫(kù)容量來(lái)適當(dāng)加減層數(shù) 。 頂部用來(lái)安裝滑輪組并留有檢修滑輪組及其他設(shè)備的空間，因此高度最小，為 課題的車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)容量為 20輛，需要 10層停車(chē)標(biāo)準(zhǔn)單元，這樣車(chē)庫(kù)總層數(shù)為 12層，總高度為 H = 2 . 6 + 1 0 2 . 2 + 1 . 5 = 2 6 . 1 m 。升降吊籠導(dǎo)軌設(shè)計(jì)為兩根，作對(duì)角布置，固定在立柱 6上。鋼結(jié)構(gòu)分段制造，用高強(qiáng)度螺栓在現(xiàn)場(chǎng)拼裝。 體停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的模型化 整個(gè)停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的實(shí)際問(wèn)題非常復(fù)雜，要建立它受力情況的基本方程很難，甚至就是不可能 。 為此，必須應(yīng)用有限單元法進(jìn)行分析，這樣才能對(duì)整個(gè)停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架的受力做出正確的分析。有限元分析的基礎(chǔ)就是彈性連續(xù)體的離散化，即把整個(gè)連 續(xù)停車(chē)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架分割成由限個(gè)單元組成的集合體。這些單元僅僅在節(jié)點(diǎn)處連接，單元之間的載荷也僅由節(jié)點(diǎn)傳遞，所有的計(jì)算分析都將在這個(gè)模型上進(jìn)行。