一种可单层可旋转的立体停车库

侯浩南 张静胜 罗轸柳 郭家鹏

摘  要：针对现有的老旧小区停车难问题，提出一种单层可旋转立体提供车库，此款车库通过水平面的旋转，实现到达指定位置，从而实现存取车。并利用ANSYS仿真软件对该布局方式的停车库的外部钢结构支撑进行静载荷的分析。此款单层可旋转式停车设备停车位的布局方式大大减小占地面积的使用，且存取车辆所需时间较传统的短。

关键词：单层旋转式;立体车库;时间;ANSYS

中图分类号：U491.7 文献标志码：A      文章编号：2095-2945（2019）10-0047-02

Abstract： In order to solve the problem of parking in the old residential area， a single-layer rotatable stereo garage is proposed. The garage can reach the specified position through the rotation of the horizontal plane， so as to realize the access to the car. The static load of the external steel structure support of the parking garage is analyzed using ANSYS simulation software. The layout of the parking space of this single-storey rotatable parking device greatly reduces the use of land area， and the time required to access the vehicle is made shorter than that of the traditional one.

Keywords： single layer rotating; stereogarage; time; ANSYS

目前经济技术快速发展，人们的生活水平有了显著提高，对于汽车消费的需求越来越明显，城市汽车拥有量的持续增长，随之而来的问题就是交通的拥堵，停车的困难。目前停车设备仅仅是满足人们停车的需求，现有的机械式停车设备仍有较大的改进与创新的地方。因此，基于现有的机械式停车设备进行改进与创新，使其在地面空间的利用率更高，存取车的时长更短，设备更加稳定，功率小，适用于商场、学校、医院、小区等地点。

1 总体方案

单层可旋转式停车设备是基于现有的升降横移式停车设备，中间旋转式停车设备以及垂直循环式停车设备改进创新而成。由于升降横移式和中间旋转式停车设备工作空间大，空间利用率并不高，但是其运行机理完善，故对用于停放车辆的停车库进行了改进，重新布局，减小占地面积，使空间利用率更高;又结合垂直循环式停车设备的运行机理，使得用于停放车辆的车库可单层旋转。

1.1 结构组成

单层可旋转式停车设备主要由机械系统和自动控制系统组成。其中机械系统包括升降结构，伸缩支撑结构，单层旋转结构及传动结构四大部分组成。

1.2 初步设计

通过模块化车位的重新布局，使其仍满足停放9辆轿车的规格，使得每层留有3个停車位，共3层，每层可以实现独立的旋转，通过旋转实现空车位及指定车位的锁定，其原理和垂直循环式停车设备相近，但该设备是通过水平循环旋转，故功耗较小。

经计算得，该布局方式车库的支撑外圆半径为321cm，总的占地面积为368851cm2，较比现有的升降横移式停车设备，368851cm2<480000cm2。节省111149cm2的占地面积，而一个标准停车位的占地面积为80000cm2，按照升降横移式停车设备的分布方式，则可节省一列，及3辆车的占地面积，故可行。

1.3 车库整体结构的研究

车位的平面布局确定后，即可研究整体的支撑架构，由于该停车设备规格小，总重小，故采用钢结构支撑，具体单层可旋转式停车设备总体结构如图1所示。

1-外圆支撑柱;2-停车位;3-支撑圆环轨道;4-中心支撑柱;5-升降装置;6-载车板

2 有限元分析

通过CREO2.0软件建立三维模型，将建立后的模型导入ANSYS软件中，在导入模型后，首先对单位进行统一，通过units工具栏，设置国际单位，长度（m），质量（kg），力（N），面积（m2），压强（MPa）。然后，对导入的模型进行材料的选择，本文钢结构材料选用45号钢，即结构钢。

材料选择后即可进行网格的划分，由于整体结构并不复杂，所以网格尺寸不必过小，在网格划分工具Meshing Tool中选择划分的单元。

设备的车库支撑架采用线性静力分析，通过ANSYS功能列表中的求解器Solution中的定义载荷Define Load进行载荷设置，通过固定约束选取支撑柱的底部4个面，通过力进行施加载荷，由于前文计算外支撑柱单个受到的压力为38587.5N，计算其正应力为计算截面尺寸后，即可进行外支撑结构静力变形和应力集中的分析，如图2所示。

4根支撑柱变形量不大，整体呈深蓝色，支撑车位的圆环导轨稍有变形，呈淡蓝色，但变形量小，不影响车位的旋转。故圆形分布的停车位其外圆支撑架可以承受车辆度对其的静应力载荷，整个结构较稳定，在满足基本的停取车的功能下，自身的强度也有保证。

3 结论

对传统机械式停车库进行了研究分析，在此基础上对车库的布局和停车方式进行了重新设计，提出单层可旋转式立体停车库，该停车库每层可停3辆车，可随着层数的增加实现停车数量的增加，较比传统的停车设备，其减少了地面面积的使用，并且减少了车辆存取的时间。

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