雪载荷作用下无避让立体车库稳定性研究

河南工业大学机电工程学院 王维豪 吴立辉 武少洁 刘楠嶓

雪载荷作用下无避让立体车库稳定性研究

河南工业大学机电工程学院 王维豪 吴立辉 武少洁 刘楠嶓

汽车数量的增长在给人们出行带来便利的同时也随之而来的增加了静态交通问题，立体车库便应运而生。为了适应更加广阔的市场，无避让立体车库的抗雪能力是必须解决的关键问题。本文主要对一种上下层无需避让的立体车库，下文称无避让立体车库，在雪载荷的工况下进行稳定性研究。

无避让立体车库；有限元分析；抗雪稳定性

0 引言

机械式立体停车库在我国仅有二三十年的发展历程［1，2］，稳定性的研究由来已久，在机械研究领域机械构件稳定性的研究成果较为丰硕。然而，在立体车库这个新兴的研究领域，关于部件稳定性以及整体稳定性的研究则相对较少，本文主要对武少洁设计的无避让立体车库雪载荷稳定性进行研究。

1 雪载荷的选取

取不同地区，对其雪载荷作用下的无避让立体车库的稳定性进行研究。文献［3］中对雪载荷标准值及基本雪压的计算公式规定如下：

参阅文献［3］中表E.5给出的全国各城市的基本雪压值，沿海地区的降雪小于0.25KN/m2；东北北部和新疆北部的降雪量较大；其它地区的降雪基本在0.3KN/m2以下。从大面积考虑，可将0.3KN/ m2作为第Ⅰ级荷载，另外对于表E.5显示的较大雪载荷，可进一步细分为第Ⅱ级0.5KN/m2，第Ⅲ级0.8KN/m2、第Ⅳ级1.0KN/m2、第Ⅴ级1.5KN/m2。将不同的雪载荷值作用于无避让立体车库，从而分析无避让立体车库在雪载荷作用下的稳定性情况。

2 雪载荷作用下实验工况选取

首先，针对无雪即雪载荷为0KN/m2时的工况下进行研究，另外针对有雪时的工况下，假设雪载荷均匀分布在汽车上顶面，对于少量落到载车板上的雪可以进行忽略。雪载荷作用示意图如图1所示，综合以上分析得出实验所取工况如下表1所示：

表1 各种雪载荷工况选取

图1 雪载荷作用示意图

3 雪载荷作用下的实验结果

图2给出了无避让立体车库在雪载荷作用下的前后变形对比图，从该对比图中可以清楚的看出，无避让立体车库在汽车和雪载荷共同作用下具有向下变形。

图2 雪载荷作用下的前后变形对比图

工况一条件下，变形量最大的点的位移为3.005mm，无避让立体车库将结构整体位移的最大位移量为1/300的状态定为“使用极限工作状态”，本设备总高为3925mm，“使用极限工作状态”的最大位移量为3925/300=13.083mm，工况一条件下的位移量3.005＜13.083mm，无避让立体车库满足正常使用的要求，即武少洁所设计的立体车库在工况一的条件下具有稳定性。

将工况一到工况七所列载荷加载结果汇总至表2，表中包含无避让立体车库整体U Magnitude值，S，Max，Principal值。

表2 各种雪载荷工况下的实验结果

无避让立体车库尚未因达到临界载荷而失去稳定性。表中值较之于本文所定义的“使用极限工作状态”的位移值3925/300=13.083mm还有一定的裕量，所以本文所设计的无避让立体车库在全国范围内各个地区降雪量情况下均可满足稳定性的要求［4，5］。

4 结语

本文针对无避让立体车库雪载稳定性问题进行了研究，建立了相应的仿真模型，并且对不同雪载状况下进行了稳定性分析，分析结果表明无避让立体车库在全国范围内各个地区降雪量情况下均可满足稳定性的要求。

［1］中国重型机械工业协会停车设备管理委员会.机械式立体停车库［M］.北京：海洋出版社，2001，9.

［2］钱惠君，徐卫国.升降横移停车设备的选型［J］.中国电梯，2004（23）：53-56.

［3］GB 50009-2012建筑结构荷载规范［S］.

［5］王新忠，马兴超，孙菲.雪载荷工况下连栋塑料温室结构稳定性的研究［J］.农机化研究，2011，12：40-42+50.

［4］马兴超.雪载荷工况下圆拱形连栋塑料温室的结构分析与试验研究［D］.江苏大学，2011.10.7666/d.y1894936.