立体车库的发展现状

I 立体车库的现状与发展 学号 班级 摘要 随着我国经济建设的不断发展 人民生活水平的不断提高 驾车出行也逐渐成为了人们的主要出行方式 人 们各自的出行变得更加随意更加方便了 但是由于城市其他公共设施建设速度滞后于汽车保有量的增长速度 导致 我国各个城市都面临一个严峻的交通拥堵问题 尤其是在一些大型城市交通拥堵问题呈现常态化 政府部门为了解 决此类问题提出了不少相对应的措施 比如单双号限行 车辆限购等等措施 虽然在一定程度上可以起到立竿见影 的效果 但是这样的措施也给市民带来一定的不便 随着国家城镇化建设脚步的加快 建立起了连接各个大中小型 城市的交通物流网络 在此过程中改善和建设足够数量的停车设备成为了必要的措施 本文通过研究国内外的各种立体车库的建设与发展历程 结合我国的基本国情来讨论如何改善我国各大城市的 停车问题 对于各种类型的立体车库的特点 优缺点进行了分析对比 根据各个地方的具体条件来选择不同的立体 车库建设方案 关键字 城市停车方案 立体车库功能特点 立体车库建设方案 PresentPresent SituationSituation andand DevelopmentDevelopment ofof TheThe StereoStereo GarageGarage Abstract Abstract With the continuous development of China s economic construction the continuous improvement of people s living standards driving travel has gradually become the main way of travel People about their travel become more casual more convenient but due to the other city public facility construction speed lag in car ownership in the amount of growth rate resulting in various For example single and double limit line vehicle purchase and so on Although to a certain extent can play an immediate effect But such measures have also brought some inconvenience to the public With the accelerated pace of urbanization in the country the establishment of a large and medium sized cities and towns of the transport logistics network In the process of improving and building a sufficient number of parking equipment has become the necessary measures cities in China are facing a serious problem of traffic congestion Especially in some large cities traffic congestion problem is normal In order to solve this kind of problem government departments put forward a lot of corresponding measures In this paper through the study of the construction and development of a variety of three dimensional garage at home and abroad combined with China s basic national conditions to discuss how to improve the parking problem of major cities in our country The characteristics advantages and disadvantages of various types of three dimensional garage are analyzed and compared According 精品文档 II欢迎下载 to the specific conditions of each place to choose a different three dimensional garage construction program Keywords Urban parking plan stereo garage features stereo garage construction progra 1 第一章 立体车库的概述 1 1 立体车库的概述 立体车库全称 自动立体停车装备系统 属于仓储设施 它能使停入的车辆自动摆放 到空缺位置 是一种立体化多空间的自动机 械式车库 其管理系统是集自动化技术 机 器人技术 计算机技术为一体的智能化立体 化的物流储运系统 通过这种方式 能自动 可靠地完成车辆的存取以及相关信息的管理 根据工作结构及形式可分为循环方式 1 升 降或横移方式 2 巷道堆垛方式以及旋转方 式 3 立体车库是专门实现各种车辆的自动 停放及科学寄存的仓储设施 随着城市汽车 保有量的不断增加 停车难问题己经成为大 中型城市的一个普遍现象 发展立体车库可 充分利用土地资源 发挥空间优势 最大限 度地停放车辆 成为解决城市静态交通问题 的重要途径 4 1 2 立体车库的分类 关于立体车库的种类 我国制定的 特 种设备目录 规定了九个类别 5 下面具体 对比各个类别的立体车库的优势和不足之处 6 7 8 9 1 2 1 升降横移类立体停车库 这类车库的工作原理是载车板通过升降 动作和横移动作来进行存车或取车 这类车 库的规模可根据地理条件变化 有多种形式 可供选择 在实际使用中比较方便 因此应 用普遍 其主要组成包括 钢结构框架 载车 板 传动系统 安全防护系统 控制系统等 在现实应用中它占的比份较大 约 70 这 类车库的不足之处在于由于要为车辆的存取 建立通道 那么就要留出一定空间浪费空间 资源 如图 1 1 所示 图 1 1 升降横移类立体停车库 1 2 2 垂直循环类立体停车库 这类车库是通过在竖直方向的循环动作 达到存车或取车的目的 它的最大的特点是 节省占地面积 不必在土地购买上花大量资 金 不足在于结构方面比较复杂 不具备完 善的监测与闭锁系统 故障率比较高 如图 1 2 所示 图 1 2 垂直循环类立体停车库 1 2 3 水平循环类立体停车库 这类车库是通过水平方向的动作达到存 车或取车目的 所以不必专门设置出入通道 适于建造在窄长的地形 对通风装置的要求 不高 所以相应的成本也降低不少 其不足 点也很明显 由于形式的限制 进出口一般 只有一个 这样造成取车效率低下 实用性 不强 如图 1 3 所示 精品文档 2欢迎下载2 图 1 3 水平循环类立体停车库 1 2 4 多层循环类立体停车库 这类车库是通过载车板的上下往复动作 来存车或取车 型式有圆形循环式和方形循 环式 所以不需要提供坡道 占地面积少 可实现车辆存取的自动化 对于狭长的地形 尤其适合 它的不足在于机构比较复杂 这 样就需要定时的维护 维护成本大 而且取 车效率也不高 所以综合来说实用性较低 现实中此类车库的建造较少 如图 1 4 所示 图 1 4 多层循环类立体停车库 1 2 5 平面移动类立体停车库 这类车库是通过搬运机在平面上移动车 辆达到存车或取车目的 它的优点是建造成 本低 可满足体积较大的车辆的存放 缺点 是结构设计复杂 这样为保证车库正常运行 必须按时对其进行检修与维护成本较大 然 而存取车的效率不高 综合来说实用性不高 实际生活中使用较少 如图 1 5 所示 图 1 5 平面移动类立体车库 1 2 6 堆垛类立体停车库 这类车库是通过巷道堆垛机的水平和垂 直动作来存放或取出车辆 它是借鉴自动化 立体仓库的原理来建造的 使用的技术涵盖 机械 光 电和自动控制 由于此类车库是 非露天形式 所以车辆自身的安全得到了一 定的保证 但是这类车库结构复杂 故障率 高 根据需要须设计有完备的监测系统 因 而实际应用较少 如图 1 6 所示 图 1 6 堆垛类立体停车库 1 2 7 垂直升降类立体车库 这类车库是主要靠提升机的垂直动作和 水平动作达到存放或取出车辆目的 这类车 库的特点是可实现高层建造 根据实际情况 可建造 20 25 层 车辆容量大对土地面积要 求不高 土地资源利用率高 此类车库适合 建造于车流量比较多的城市中心 缓解交通 压力 这类车库的不足是结构设计比较复杂 必须设计有完备的闭锁和监控系统 并且故 障率较高 在取车高峰期 根据实际统计第 20 辆车大约需要半个小时才可以取走 所以 精品文档 3欢迎下载3 实用性不高 实际应用较少 如图 1 7 所示 图 1 7 垂直升降类立体车库 1 2 8 简易升降类立体停车库 这类车库一般至少建造成两层 通过升 降机构来存车或取车 此类停车设备的使用 方便 结构简单 适合建造在较小空间的地 方 不会影响其他空间的正常使用 空间利 用率高 与传统的平面停车场所相比同样的 土地面积至少可容纳两倍的车辆数目 不足 点是整体的结构设计不合理 当建造层高于 两层时 受风力的影响会发生摆动 安全性 不高 现在还处于改良时期 实际应用不多 如图 1 8 所示 图 1 8 简易升降类立体停车库 1 2 9 汽车专用升降机 这种设备的作用是移动不在一个平面内 的车辆 而且只有移动功能 不具有一般停 车场的用途 它的特点在于可实现传统平面 车库的坡道的功能 不必占用过多的土地资 源 如图 1 9 所示 图 1 9 汽车专用升降机 1 3 立体车库的结构特点 1 3 1 立体车库的结构形式 根据车辆存取循环方式 立体车库可以 分为升降横移式 水平循环式 多层循环式 简易升降式 巷道堆垛式 汽车升降机 垂 直升降式 垂直循环式 根据汽车的泊位和数 量 可以分为大型立体车库 中型立体车库 和小型立体车库 根据使用类型的不同 可以 分为停放小型轿车的立体车库和停放大型公 交车的立体车库 根据使用场合的不同 可以 分为公共型立体车库和家用型立体车库 根据 与房屋建筑的关系 可以将立体车库分为独 立式和内置式 依附式 7 如图 1 10 所示 对于多高层电梯式立体车库 按抗侧力构件 的类型和布置形式 可以分为框架结构体系 图 1 10 a 框支结构体系 图 1 10 b 和巨型 支撑结构体系 图 1 10 c 图 1 10 精品文档 4欢迎下载4 1 3 2 立体车库的平面布置方式 立体车库的平面布置方式多种多样 图 1 11 a 所示的车库平面为一种最基本的布置 方式 其布置简单 占地面积小 面积利用 率高 车辆存取方便 这里称作基本单元 大部分车库的平面布置都由这种基本单元按 一定顺序组合而成 图 1 11 b 所示的车库平 面由 2 个基本单元纵向并列而成 图 1 11 c 所示的车库平面由 2 个基本单元横向并列而 成 这种布置方式横向刚度和纵向刚度相差 较小 抗扭效果好 但高宽比也较大 容易 发生整体失稳和整体倾覆 所以其建筑高度 不能很高 图 1 11 d 所示的车库平面由多个 基本单元按一定的顺序纵横并列而成 这种 布置方式的平面尺寸较大 高宽比较小 整 体稳定性好 横向刚度和纵向刚度相差较小 抗扭性能好 图 1 11 a 所示的车库平面布置 方式占地面积不大 建筑高度不是很高 对 于停放车辆不多的小型立体车库 可以选择 这种布置方式 对于停放车辆不是很多的中型 立体车库可以选择图 1 11 b c 所示的平面布 置方式 而建筑平面尺寸较大 建筑高度很高 停放车辆又很多的大型立体车库可以选择图 1 11 d 所示的平面布置方式 1 3 3 立体车库的结构特点 立体车库有以下一些独有的特点 1 立 体车库较容易发生整体失稳和整体倾覆 其 原因主要有以下 2 个方面 结构的高宽比很 大 所以 立体车库框架结构的高宽比较一 般的房屋框架结构要大很多 二阶效应显著 立体车库的竖向活荷载主要是汽车的自重 活荷载值很大 而且还有电机运行和提升设 备产生的冲击振动等动荷载 当这些静荷载 和动荷载作用在高宽比较大的立体车库框架 上时 结构会容易发生侧弯 产生较大的二 阶弯矩 2 立体车库框架由于没有楼板 在 水平风荷载和地震荷载的作用下 其水平位 移和变形不能很好地协调 即同一层各点位 移基本不一致 外围框架梁由于在平面外没 有楼板的支撑 平面外稳定性能较有楼板的 房屋框架要差 3 荷载作用较复杂 立体车 库是一种特殊的建筑结构 其荷载作用不同 于一般的房屋建筑 除自重 外界环境温度 变化引起的温度应力 地震荷载整体结构所 受的风力外 还有处于运动状态的车辆荷载 及其引起的动荷载 电机运行和提升设备产 生的冲击振动等 荷载作用模式及其工况组 合较多 情况复杂 另外 车辆活荷载布置 方式不同 结构构件的内力分布也会不一样 图 1 11 1 3 4 立体车库的特点 1 空间利用率高 精品文档 5欢迎下载5 立体车库的主要类型逐渐将传统的车库 形式有地面向高空立体的方向发展 以有效 减少占地面积 充分利用空间资源 并与建 筑物形成完整的一体 垂直循环式 多层循 环式和水平循环式以及升降式等不同类型的 机械式立体车库 所呈现出的具体特点就是 空间利用率高和占地面积小 立体车库凭借 其空间利用率高的特点 对于城市规划建设 有着积极的影响 10 2 安全性高 立体车库得到了广泛的应用 除了良好 的空间利用率之外 其安全性更高 为车主 提供了有利的安全保障 立体车库往往都具 有车辆自动检测入库的功能 只有符合正常 规格的车辆才能入库 对于不符合要求的车 辆给予限制 机械式立体车库具有远程监控 系统 实时予以监督管理 杜绝安全隐患 以有效预防安全事故的发生 3 自动化程度高 立体车库在设计和建设当中 融合了以 人为本的思想理念 突出了更加人性化的设 计 自动化程度更高 为车辆的入库和出行 提供了相当大的便利 车辆在立体车库当中 能够自动掉头 并通过语音提示系统来了解 车库内的实际情况 实现自动化操作 1 4 立体车库的控制系统 1 4 1 立体车库的总体设计 立体车库是一种典型的多学科机电一体 化的设备 集电子 通信 机械等技术于一 体 控制系统是整个立体车库的核心部分 根据本文所要实现的总体目的 将整个控制 系统分为两个层次 管理控制层 现场控制层 控制系统接受来自现场的各种信息 并作出 反应 控制车库的每个运行动作 保证车库 平稳运行 12 如图 1 13 所示 管理控制系统 主要是通过上位机对完成立体车库的存取车 功能 与现场设备进行数据通信 监控立体 车库运行现状 记录车库运行的相关数据 打印与查询车库具体运行事件 出现故障时 及时报警 并能处理车库故障 13 如图 1 12 所示 1 5 发展立体车库的技术难题 1 5 1 建筑与结构设计要求及制作安装技术 1 建筑设计要求 建筑设计从总体上决定了空间的使用效 率 因此 采用何种建筑形式最能节约空间 使得空间利用率达到最大成为一个首要的问 题 在车辆存放和提取的高峰时段 立体车 库的存放和提取效率就成为一个突出的问题 容易造成库外交通的堵塞 因此 如何通过 建筑设计来优化立体车库的存放和提取效率 是需要解决的技术问题 1 2 结构设计要求 立体车库其特殊荷载有处于运动状态的 车辆荷载及其引起的动荷载 电机运行和提 升设备产生的冲击振动等 确定立体车库的 荷载作用模式及其工况组合 是装配式立体 车库的结构设计首先必须解决的问题 目前 结构可靠性分析多是针对构件 而未考虑荷 载变动 构件破坏等因素变化时结构系统内 部构件间的关系重构 如何确定合理的失效 准则 对结构进行合理的简化与模拟则成为 精品文档 6欢迎下载6 立体车库结构设计的技术难题 3 制作安装技术 立体车库的结构构件主要是由不同型号 的 H 型钢 L 型钢及其支撑件和连接件搭接而 成 构造车库的三维框架 因此对于装配式 立体车库的构件标准化制作程序优化的研究 钢构件标准化运输单元体系的研究 构件和 连接件的工厂制作 现场装配技术的研究以 及标准构件现场吊装装配方案优化设计的研 究 直接关系到立体车库的装配质量 因此 针对装配式立体车库的特点 研究开发 H 型 钢的制作安装技术是具有重要技术价值的 1 1 5 2 立体停车设施结构设计规范 一般建筑物的结构设计可以依据现有各 类结构设计规范 但很多结构工程师对立体 停车设施结构设计的特点并不熟悉 因此 应该针对立体停车设施结构设计的特点 根 据理论分析结论与试验结果 编制立体停车 设施结构设计规范 应解决的问题集中在荷 载与荷载工况组合的确定 以及各种典型结 构形式的选取与立体停车设施结构安全的可 靠性方面 1 6 立体车库停车状况检测 在立体车库停车过程中 当车辆停放到 停车平台时 受停车平台存放空间及重量等 规格限制 为存车过程中安全等因素考虑 所停放车辆的长 宽 高 重等不得超限及 停放是否到位显得尤为重要 这一环节中 每个停车立方单元必须设计一套智能化的检 测装置 这套检测装置必须完成如下任务 18 1 检测相应立方体车位是否停放有 车辆 2 车辆所在停车平台的相对位置 3 所停放车辆是否位于安全位置范 围以内 4 所停放车辆的载荷 5 所有检测数据与上位机的通信 单片机具有设计开发灵活 性价比高等 特点 结合激光传感器可以灵活设计出一套 完成上述检测功能的检测装置 通过该装置 不仅可以实时检测停车过程中的数据变化 对停车过程中的安全性进行实时监控 给予 操作司机以安全现状的提醒 还可以与上位 机进行实时数据通信 以便上位机发出相应 指令 进行相应控制 第二章 立体车库的现状和发展趋势 2 1 国内立体车库的现状和发展趋势 随着我国经济发展速度突飞猛进的增长 我国的城市化建设水平也逐渐的提高 人民 生活水平普遍提高 私家轿车的保有量也与 经济增长速度呈正比的态势逐年增长 根据 2015 年国家发布的 2014 年国民经济和社会 发展统计公报 19 公报中显示 2014 年末全 国民用汽车保有量达到 15447 万辆 其中私 人汽车保有量 12584 万辆 中国 14 年汽车产 销量分别为 2372 万辆和 2349 万辆同比增长 7 3 和 6 9 最近十几年来我国车市机动车 增长速度平均在 15 20 而城市道路平均增 长速度只有 2 3 特别是大城市的机动车 精品文档 7欢迎下载7 拥有量和交通的增长远远超过交通基础设施 的增长速度 20 21 目前美国华盛顿市为 43 纽约 曼哈顿市为 35 英国伦敦市 23 日 本东京为 13 22 北京市仅为 11 随着机动 车数量的口益剧增 很多大中城市不仅出现 了道路上动态交通的严重堵塞 而且占用道 路停车和占用居住区绿地停车的现象越来越 严重 我国国内关于立体车库的研究开始于 20 世纪 80 年代末 距今己有二十年余的发展历 程 近年来 国内机械式停车行业发展迅速 多个停车设备公司脱颖而出 2013 年全国新 安装机械式停车泊位 505647 个 同比增长 25 1 项目总数 1812 个 不含汽车专用升降 机 同比增长 11 4 国内销售总额 94 1 亿 元 同比增长 23 5 具体停车设备行业数据 统计如表 2 1 所示 停车设备行业数据统计表 2 1 时间车库 项目 个 泊位 数 个 国内 销售 总额 万 元 出口 泊位 个 出口 额 万 元 201113233141 36 5696 90 1371 0 3750 0 201216264041 33 7619 50 2297 8 5638 4 201318125056 47 9413 20 2363 7 6950 0 近年来 国内停车设备市场发展平稳 形成了以住宅小区车库配套为主体的格局 新建的住宅小区选用机械停车库的比率较高 目前我国从事设计制造机械式停车库的企业 能够生产全部九大类的机械式停车设备 不 仅能够满足国内市场需求 对外出口也不断 扩大 29 我国的立体停车产业现在还处于初级发 展阶段 发展中还存在一些问题 如多数产 品是仿效或引进国外技术制造 企业技术力 量薄弱 缺乏自主开发能力 产品的可靠性 安全性 耐久性也还不能完全保障 缺少科研 设计单位的参与 技术创新能力严重不足 就技术方面 目前我国主要在以下几个关键 技术上与国外先进技术还存在着一定的差距 23 1 存取动作实现技术 2 关键零部件的设计 3 安全可靠性技术 4 控制系统的设计 5 模块化技术低 6 噪声设计和防护技术 7 自动化立体车库的车位排列 及成本优化技术 24 25 2 2 国外立体车库的现状和发展趋势 日本是亚洲最早研究立体车库的国家 26 27 从 20 世纪 60 年代开始 日本从事机械 停车设备的开发 生产 销售和服务 至今 己有半个世纪的历史 目前在日本从事机械 式立体车库及其设备开发 制造的公司约有 200 多家 其中较大的公司有新明和 石川岛 播磨 日精 三菱重工等 韩国近几年增长 速度都在 30 左右 28 目前韩国停车设备行 业进入稳步发展阶段 自动化停车设备随供 应量的扩大技术也得到迅猛发展 欧洲国家 精品文档 8欢迎下载8 对于停车设备研究和生产的时间也比较早 尤其是德国和意大利 发展比较的好的公司 有意大利 Sotefin Interpark 德国 Palis 等 欧洲国家土地资源比较富余 停车设备 的需求量也不是非常大 停车难的问题不是 很突出 巷道堆垛式 多层升降横移式这两 类产品应用较好 30 参考文献 1 宋秋红 安丰贞 城市立体车库的现状及 展望 上海海洋大学 上海城市交通考试中心 2 QIAN Hui jun ZHAO Yu long Common Types of Three dimensional Mechanical Garages JI China Ele vator 2008 19 1 63 67 3 SONG Chuan zeng WANG Yu tai YAO Shu kui Classification and Characteristics of Machine type Parking Lot 11 Shandong Machinery 2003 2 11 13 4 刘延利 后悬臂升降横移式立体车库虚拟 样机设计 山东大学 5 王康康 升降横移式立体车库的设计研究 长安大学 6 JB T 8713 1998 机械式停车设备类别 型式与基本参数 S 1998 7 万力 机械式立体停车设备的分类 名称 及工作原理 J 起重运输机械 1999 7 8 李丽 刘正 升降横移式与巷道堆垛式立 体停车设备的比较与探讨 fJl 建筑机械 2007 12 75 一 81 9 贺拥军 杨承超 周绪红 立体车库的结 构形式及应用与发展 fJl 建筑科学与工程学 报 2009 26 4 30 35 10 郭天和 机械式立体车库的特点研究及其 应用 沈阳理工大学 11 Shu Li Hong Ru Li Xiao Bo Zhang Meng Fan Ji Scheduling Optimization for Parking and Taking Car about the Vertical Circulation 肠 pe Stereo Garage J Applied Mechanics and Materia1s 2012 Vo1 214 52 57 12 Dong Ru Sun Xiao Jie Ye Liang Cheng Yi Hua Yao Yun Yue Ye Control System Design of Improved Vertical Lifting Stereo Garage with Linear Motor as Transverse Device J Applied Mechanics and Materials 2013 Vo1 416 417 940 945 13 刘波文 张军 嵌入式项目开发三位一 体实战精讲北京 北京航空航天出版社 2012 14 杨瑞刚 徐格 J 大型钢结构系统失效 模式和失