第一篇:教学楼毕业设计摘要目录绪论
摘 要
本设计主要进行了结构方案中横向框架的结构设计。在确定框架布局之后,先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用经验公式求出自震周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。同样的过程计算风荷载作用下的结构内力。接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力,找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。其次还进行了结构方案中的楼梯的设计。完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。此外还进行了基础梁和基础的设计,完成了基础的平面布置和配筋计算,并完成了基础的施工图绘制。
关键词: 框架结构;建筑设计;结构设计;抗震设计
ABSTRACT
The purpose of the design is to do the structure design in the lateral frames of axis.When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated.Then the vibrate cycle is calculated by empirical equation method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method.The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis.Then the internal force(bending moment, shearing force and axial force)in the structure under the horizontal loads can be easily calculated.After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components.The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Keywords: Frame structure;Architectural design;Structural design;Anti-seismic design
绪 论
本设计是按照武汉理工大学华夏学院土木与建筑工程系2011年毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“东海中学教学楼设计”。内容包括建筑设计、结构设计两部分。
教学楼是公共建筑,其规范要求比较严格,能体现处建筑和结构设计的很多重要的方面,选择教学楼建筑和结构设计,从而掌握教学楼设计的基本原理,妥善解决其功能关系,满足使用要求。
框架结构的设计始于欧美,二十世纪厚得到了世界各地大范围的使用,其结构建筑平面布置灵活,使用空间大。延性较好。其具有良好的抗震能力。对教学楼有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的使用面积要求。
框架结构的研究,对于建筑的荷载情况,分析其受力,采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力,然后进行内力组合,挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算,保证结构有足够的强度和稳定性。在对竖向荷载的计算种采用了分层法和弯矩分配法,对水平荷载采用了D值法,对钢筋混凝土构件的受力性能,受弯构件的正截面和斜截面计算都有应用。
本结构计算选用一榀框架为计算单元,采用手算的简化计算方法,其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的分层法和弯矩分配法,不但使计算结果较为合理,而且计算量较小,是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识,建立一个完整的设计知识体系,了解设计总过程,通过查阅大量的相关设计资料,提高自己的动手能力。
鉴于水平有限,设计书中还存在不少缺点甚至错误,敬请老师批评和指正。
二○一一年五月二一日
二、建筑设计说明
在一个相当长的时期里,人们多把教学楼设计的着眼点放在“学”字上,旨在如何满足“学习”这一基本生理需求上考虑问题。于是,为数众多的教学楼模式单一,空间乏味,很难与城市总体规划目标相适应。教学楼强调文化感、教育特质的建筑形象。设计与环境相融合、与气候条件相适宜的色彩搭配,使之形象分明,标志性更加突出。
1.1 总平面图设计
某地级市某中学教学楼位于市区附近,建筑面积4698.0m2左右,主体高20.4m,主体建筑5层,主要设置普通教室和活动室。
1.2 建筑平面图设计
1.2.1 教学楼的布置
1.2.1.1 房间使用面积、形状、大小的确定
本设计是教学楼,应根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同,确定各类用房。一般由办公用房、公共用房和服务用房等组成。办公楼内各种房间的具体设置、层次和位置,应根据使用要求和具体条件确定。办公建筑应根据使用要求,结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深,并为今后改造和灵活分隔创造条件,故本建筑教室选取开间为9.0m,进深为7.2m。
厕所布置在建筑朝向较差的一面,并设置公用的前室,前室内置两个洗手盆。厕所有不向邻室对流的直接自然风和天然采光,卫生洁具数量按《规范》要求:男厕所每40人设一具大便器,每30人设一具小便器,女厕所每20人设一具大便器,每40人设一具洗手盆。1.2.1.2 门窗大小及位置的确定
教室门洞口宽不应小于1000mm,高不应低于2m,根据人流的多少和搬进房间设备的大小取门宽为1200mm,开启方向朝房间外侧;走道两端的门采用等宽双扇门,大厅的门采用二个双扇双向弹簧门。
房间中的窗大小和位置的确定,主要是考虑到室内采光和通风的要求。本次设计中,教室的窗户,考虑《规范》要求窗地比≥1:6,窗宽取为2400mm,一楼高度取为2100mm,二楼高度取为2100mm。
1.2.2 交通联系部分
1.2.2.1 楼梯
一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外,还需要有把各个使用房间及室内外有机联系起来的交通联系部分,以保证使用便利和安全疏散。在多层建筑中,楼梯是必不可少的一部分,是楼层人流疏散的必经之路,楼梯的数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求,注重建筑环境空间的艺术效果。
设计楼梯时,还应使其符合《建筑设计防火规范》(GBJ91-83)、《民用建筑设计通则》(JGJ62-90)和其他有关单项建筑设计规范的规定。考虑防火要求,多层建筑应设封闭楼梯间,且应靠外墙设置,能直接天然采光和自然通风,楼梯的门是可以阻挡烟气入侵的双向弹簧门。考虑结构楼梯平面形式的选用,主要依据其使用性质和重要程度来决定。
楼梯是多层房屋中的重要组成部分。楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。
板式楼梯具有下表面平整,施工支模方便,外观比较轻巧的优点,是一种斜放的板,板端支承在平台梁上。作用于梯段上的荷载直接传至平台梁。当梯段跨度较小(一般在3m以内)时,采用板式楼梯较为合适。但其斜板较厚,为跨度的1/25~1/30。
梯段净高(H)一般应大于人体上肢伸直向上,手指触到顶棚的距离。梯段净高应当以踏步前缘处到顶棚垂直线净高度计算。考虑行人肩扛物品的实际需要,防止行进中碰头产生压抑感,楼梯梯段净高不小于2200mm,平台部分的净高应不小于2000mm。梯段的起始、终了踏步的前缘与顶部凸出物内边缘的水平距离应不小于300mm。
为了适用和安全,每个梯段踏步一般不超过18步,也不应小于3步。梯段坡度的选择要从攀登效率、节约空间、便于人流疏散等方面考虑。一般在人流量大、安全标准较高或面积充裕的场所,其坡度可较平缓,适宜坡度30度左右。仅供少数人使用或不经常使用的辅助楼梯则允许坡度较陡(不宜超过38度)。计算踏步高度和宽度的一般公式:
2R+G=600mm 其中:R——踏步高度;
G——踏步宽度;
600mm——妇女、儿童平均踏步长度。
本工程的踏步高度为150mm,踏步宽度300mm。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定,一般按每股人流宽度为0.55+(0~0.15)m计算,并不应少于两股人流。(0~0.15m为人流在行进中人体的摆幅,公共建筑人流众多应取上限值)
楼梯平台包括楼层平台和中间平台两部分。中间平台形状可变化多样,除满足楼梯间艺术需要外,还要适应不同功能及步伐规律所需尺寸要求。楼层平台:除开放楼梯外,封闭楼梯和防火楼梯,其楼层平台深度应与中间平台深度一致。
本工程楼梯的确定:本工程中采用三部板式楼梯(二部板式双跑楼梯,一部板式双分楼梯)。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定,一般按每股人流宽度0.55m+0~0.15m计算,并不应少于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于2m,楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率,、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。因而本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用300mm。1.2.2.2 走廊
走廊作为水平的交通联系其主要功能是连接同一层内的各个房间、楼梯、门厅等,以解决建筑物中水平联系和疏散的问题,要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求。按《规范》要求,双面布房且大于40m的走道的最小净宽为1.8m,考虑到柱截面尺寸和基础布置,适当放大取走道宽3.0m,净宽2.7m,可让三人并行通过。
按《规范》要求,双面布房且大于40m的走道的最小净宽为1.8m,考虑到柱截面尺寸和基础布置,适当放大取走道宽3.0m,净宽2.7m,可让三人并行通过。1.2.2.3 出入口及门厅
因室外地平标高设计为-0.450m,故楼梯间出入口处设三步台阶,悬挑雨篷。在主要出入口处设计门厅。主要门厅要满足交通和防火,宽敞明亮便于交通,满足安全要求。
1.3 建筑空间和立面设计
1.3.1 层数和层高
根据本教学楼的建筑规模,建筑设计要求底层层高4.2m,二至五层层高3.9m。
1.3.2 建筑立面设计
立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下,运用建筑造型和立面构图的一些规律,结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计设计时要考虑房屋的内部空间关系,相邻立面的协调,各立面墙面的处理和门窗安排,满足立面形式美观要求,同时还应考虑各入口,雨篷等细部构件的处理。
考虑设计的是教学楼,立面尽量简洁,大方。各层采用横向分隔条装饰。
建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度,建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时,主要考虑房间的使用性质,室内采光通风及设备设置和结构类型。综合考虑这些因素,取教学楼底层层高为4.2m,其余各层层高为3.9m。
1.3.3 建筑装饰装修
在装饰上不追求豪华,重视材质,崇尚自然,和谐,突出重点,创造出与建筑物身份相称的朴实、典雅。外墙外表面贴瓷砖外墙内表面及内墙表面均为仿瓷,窗户均为塑钢窗。室内采用彩色瓷砖地面,在卫生间内采用地砖防水楼面。
1.4 防火设计
疏散楼梯是安全疏散道路中一个主要组成部分,应设明显指示标志,并宜布置在易于寻找的位置。但电梯不能作为疏散楼梯用。疏散楼梯的多少,可按宽度指标结合疏散路线的距离及安全出口的数目确定。
防火门:防火门分为甲、乙、丙三级,其耐火极限分别为1.2h、0.9h、0.6h。防火门应为向疏散方向开启的平开门,并在关闭后应能从任何一侧手动开启。用于疏散走道和楼梯间的防火门,还应具有顺序关闭的功能。
1.5 建筑细部构造总说明
1.5.1 建筑细部构造说明
1.5.1.1 勒脚
勒脚是墙身接近室外地面的部分,一般情况下,其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蚀,遭到破坏,同时地表水和地下水的毛细作用所形成的地潮也会造成对勒脚部位的侵蚀。
所以,在构造上必须采取相应的防护措施。
勒脚防潮层:分为水平防潮层和垂直防潮层。当室内地坪出现高差或室内地坪低于室外地面时,要同时设置水平防潮层和垂直防潮层。
本工程只设水平防潮层。水平防潮层根据材料的不同,一般有油毡防潮层、防水砂浆防潮层、配筋细石混凝土防潮层。
油毡防潮层具有一定的韧性、延伸性和良好的防潮性。由于油毡层降低了上下砌体之间的粘结力,且降低了砌体的整体性,对抗震不利,目前已少用。
砂浆防潮层是在需要设置防潮层的位置铺设防水砂浆。防水砂浆能克服油毡防潮层的缺点,但由于砂浆系脆性材料,易开裂。故不适于地基会产生微小变形的建筑中。
为了提高防潮层的抗裂性能,常采用60mm厚的配筋细石混凝土防潮层。工程中常在标高-0.06m处设防潮层。1.5.1.2 散水
为保护墙基不受雨水的侵蚀,常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面,以使将屋面水排至远处,这一坡面称散水。散水坡度约3%~5%,宽一般为600mm~1000mm,纵向每隔10米做一道伸缩缝,散水与外墙设20宽缝,其缝内均填沥青砂浆。当屋面排水方式为自由落水时,要求其宽度较出檐多200mm,一般雨水较多地区多做成明沟,干燥地区多做成散水。本工程做散水,宽度600mm,坡度3%,做法详见施工说明。1.5.1.3 楼面工程
(1)内地面混凝土垫层酌情设置纵横缝(平头缝),细石混凝土地面面层设置分格缝,分格缝与垫层缩缝对齐,缝宽20mm,内填沥青玛蹄谛脂。
(2)浇水磨石楼地面面层应分格,除特殊注明外,一般普通水磨石面层用厚玻璃条分隔;彩色水磨石面层用2厚铜条分格,分格大小酌情处理。
(3)室内经常有水房间(包括室外阳台)应设地漏,楼地面用1:2.5水泥砂浆(掺3%防水粉)作不小于1%排水坡度坡向地漏,最薄处为20厚,地面最高点标高低于同层房间地面标高20。
(4)特殊注明外,门外踏步、坡道的混凝土垫层厚度做法同地面。
(5)建筑电缆井、管道井每层在楼板处做法按结构整铺钢筋,待管道安装后用同样标号混凝土封闭。1.5.1.4 屋面工程
(1)屋面防水等级为Ⅱ级,具体做法详见《施工说明》。
(2)基层与突出屋面结构(女儿墙、墙、变形缝、管道、天沟、檐口)的转角处水泥砂浆粉刷均做成圆弧或圆角。
(3)凡管道穿屋面等屋面留洞孔位置须检查核实后再做防水材料,避免做防水材料后再凿洞。
(4)高屋面雨水排至低屋面时,应在雨水管下方屋面铺放一块490×490×30细石混凝土板保护。
1.5.1.5 门窗工程
(1)在生产加工门、窗之前,应对门窗洞口进行实测。
(2)门窗安装前预埋在墙或柱内的木、铁构件应做防腐、防锈处理。1.5.1.6 油漆构件防腐、防锈工程
(1)所有埋入混凝土及砌块中的木质构件均须做好防腐处理,满涂焦油一道。屋面架空硬木版须经防虫、防腐处理后方可使用,面刷酚酞清漆。
(2)所有埋入混凝土中的金属构件须先除锈,刷防锈漆二道;所有露明金属构件(不锈钢构件除外),均须先除锈刷防锈漆一道,再刷油漆二道。
(3)所有室内木质门窗均需打腻子,磨退后刷底漆一道,再刷调和漆二道。1.5.1.7 基础工程
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)和地基损坏造成建筑物破坏后果(危及人的生命、造成经济损失和社会影响及修复的可能性)的严重性,将基础分为三个安全等级:一级、二级、三级。本设计基础的安全等级为二级,对应于破坏后产生严重的后果,建筑类型为一般工业与民用建筑。基础按刚度分可分为:刚性基础和柔性基础;按构造分类可分为:独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础和壳体基础。
其中,独立基础是柱基础中最常用和最经济的型式。本工程采用独立基础。基础埋置深度的选择应考虑: 1.建筑物结构条件和场地环境条件。
在保证建筑物基础安全稳定,耐久使用的前提下,应尽量浅埋,以便节省投资,方便施工。某些建筑物需要具备一定的使用功能或宜采用某种基础形式,这些要求常成为其基础埋深的先决条件。结构物荷载大小和性质不同,对地基的要求也不同,因而会影响基础埋置深度的选择。为了保护基础不受人类和生物活动的影响,基础宜埋置在地表以下,其最小埋深为0.5m,且基础顶面宜低于室外设计地面0.1m,同时有要便于周围排水沟的布置。
2.工程地质条件 3.水文地质条件
选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。《规范》规定所考虑的因素: 1.地基冻融条件。
2.建筑物的用途,有无地下室、设备基础和地下设施、基础的形式和构造。3.作用在地基上的荷载大小和性质。4.工程地质和水文地质条件。5.相邻建筑物的基础埋深。6.地基土冻胀和融陷的影响。
综合以上因素:本设计初选基础顶面到室外地面的距离为1150mm,室内外高差为450mm,则底层柱高=4200+1150+450=5800mm
1.5.1.8 工种配合
(1)设备管井的封闭需待设备及管道安装后再进行,个别管道井要待设备调试后再封闭。
(2)凡楼板、墙体及墙上留洞,均需对照有关专业图纸,准确无误后方可施工。钢筋混凝土墙和楼板上所有留洞需预留,不得再打。
(3)卫生间、空调等管道内施工时要防止砂浆残渣和碎砖等杂物掉入,防止堵塞。
1.5.2 建筑细部具体构造做法
1.5.2.1屋面做法
选用高聚物改性沥青卷材屋面(不上人、有保温层)(Ⅱ级防水)·铺25厚中砂
·三层3厚SBS或APP改性沥青防水卷材 ·刷基层处理剂一遍
·15厚1:2.5水泥砂浆找平层 ·40厚水泥石灰焦渣砂浆3%找坡 ·80厚矿渣水泥
·钢筋混凝土屋面板,表面清扫干净 1.5.2.2楼面做法
选用瓷砖楼面 ·瓷砖地面
·素水泥浆结合层一遍 ·20厚1:3水泥砂浆找平层 ·素水泥砂浆结合层一遍 ·100厚钢筋混凝土楼板 1.5.2.3地面做法
选用水磨石地面(彩色水磨石地面)·15厚1:2白水泥白石子(掺有色石子)磨光打蜡 ·20 厚1:3 水泥砂浆找平层 ·60厚C10混凝土 ·100厚碎石或碎砖夯实 ·素土夯实 1.5.2.4内墙做法
选用混合砂浆墙面
·刷素水泥浆一遍(内渗水重3~5%的白乳胶)·15厚1:1:6水泥石灰砂浆,分两次抹灰 ·5厚1:0.5:3水泥石灰砂浆
·加气混凝土砌块 1.5.2.5外墙做法
选用水泥砂浆墙面
·刷素水泥浆一遍(内渗水重3~5%的白乳胶)·15厚2:1:8水泥石灰砂浆,分两次抹灰
·5厚1:2.5水泥砂浆 ·加气混凝土砌块 1.5.2.6墙基防潮做法
采用防水砂浆防潮层
·厚1:2水泥砂浆掺5%避水浆,位置一般在-0.06标高处 1.5.2.7踢脚做法
采用水磨石踢脚、台度
·10厚1:2水泥白石子磨光打蜡 ·12厚1:3水泥砂浆打底 1.5.2.8卫生间做法
·4厚马赛克,素水泥浆擦缝 ·3-4厚水泥胶合层
·20厚1:3水泥砂浆找平层 ·素水泥浆结合层一道 1.5.2.9女儿墙做法
·6厚水泥砂浆罩面 ·12厚水泥砂浆打底 ·250厚灰沙砖 ·20厚水泥砂浆找平
第二篇:土木工程毕业设计—教学楼设计—中英文摘要
西北工业大学教学楼设计
学生姓名:曾凡亮
班级:土木0801
指导老师:马斌奇、丁怡洁
摘要:本教学楼共6层,层高43.6米,建筑面积约6687.7m2,建筑总高度21.60米,采用钢筋混凝土框架结构,抗震等级为二级,抗震设防烈度为8度,整个设计包括建筑设计和结构设计两部分。
建筑设计部分,首先根据建筑的使用功能确定建筑的初步布局,包括建筑体形及室内空间布置等,然后结合使用的材料、做法进一步确定具体尺寸和平、立面风格等。
结构设计部分,首先根据建筑设计、工艺使用要求、材料供应情况以及场地地质条件等确定结构布置方案,然后选取一榀典型框架进行设计计算。在明确计算简图的前提下,进一步确定框架承受的荷载,包括恒载、屋(楼)面活载,在此基础上进行框架内力计算(采用D值法计算风荷载作用下的内力,采用弯矩二次分配法计算竖向荷载作用下的内力)、内力组合、梁、柱和基础等构件的配筋计算以及风荷载作用下的侧移验算。
在上述工作的基础上,采用制图软件AutoCAD 2004绘制了建筑施工图和结构施工图。
关键词:钢筋混凝土框架结构;教学楼;建筑设计;结构设计。
Design of the teaching building in Northwestern Polytechnical University Student Name : Ceng Fanliang class of 0801: Civil Teacher: Ma Binqi, Ding Yijie, Abstract: the teaching building has 6 floors,43.6 meters tall, the building area of about 6687.7m2, building a total height of 21.60 meters, with reinforced concrete frame structure, seismic grade two, seismic fortification intensity is 8 degrees, the design consists of architectural design and structural design of two parts.Part of the architectural design, according to the construction of the first use of function determine the initial layout of the building, including the building shape and layout of the indoor space, and then use a combination of materials, practice further determine the specific size peace, elevation style.Structure design part, firstly according to the architectural design, process, materials supply and requirements for the use of the site geological conditions determine the layout of the structure, and then selects a pin typical framework design.In the explicit calculation diagram under the premise, further determining the frame under load, including dead load, live load house(floor)surface, on the basis of calculation of internal forces of frame(the D value method to calculate the wind load, the moment two methods of distribution to calculate vertical load under the action of internal force, internal force)combination, beam, column and foundation member reinforcement calculation and wind load under the lateral displacement calculation.On the basis of the above work, using graphics software AutoCAD 2004drawing construction plans and construction plans.Keywords: reinforced concrete frame structure;teaching building;architectural design;structure design.
第三篇:土木工程毕业设计目录及摘要
延安市政府办公楼
摘 要
本工程为政府办公楼工程,采用框架结构,主体为六层,本地区抗震设防烈度为8度,近震,场地类别为II类场地。主导风向为西南,基本风压0.40KN/M,基本雪压0.25 KN/M。楼﹑屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。
本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范,认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。
本设计主要进行了结构方案中横向框架第12轴抗震设计。在确定框架布局之后,先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算,本设计采用桩基础,对基础承台和桩进行了受力和配筋计算。
整个结构在设计过程中,严格遵循相关的专业规范的要求,参考相关资料和有关最新的国家标准规范,对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之,适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。
关键词: 框架结构,抗震设计,荷载计算,内力计算,计算配筋
I
Luoyang City West office building
ABSTRACT
This works for the city of Luoyang West office building, a framework structure for a six-storey main, in the region earthquake intensity of 8 degrees near Lan site classification as Class II venues.Led to the southwest direction, the basic Pressure 0.40 KN / M, basic snow pressure 0.25KN/M.Floor roof were using cast-in-place reinforced concrete structure.The design and implement “practical, security, economic, aesthetic,” the design principles.With the architectural design, design seriously consider the influence of the various factors.According to the structural and architectural detail and the overall relationship.The design of the main structure of the program horizontal framework 12-axis seismic design.In determining the distribution framework, the first layer of representative value of the load, Then use vertex from the displacement method for earthquake cycle, and then at the bottom of shear horizontal seismic load calculation under size, then calculated the level of load under the Internal Forces(bending moment, shear and axial force).Then calculate vertical load(constant load and live load)under the Internal Forces.Identify the most disadvantaged group or an internal force several combinations.Select the best safety results of the reinforcement and Mapping.In addition, the structure of the program indoor staircase design.Completion of the platform boards, boards of the ladder, platform beam component and the reinforcement of internal forces calculation and construction mapping.On the floor reinforcement calculation, the use of pile foundation design, foundation and pile caps for the force and reinforcement calculation.II
The whole structure of the design process, in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations.In short, application, security, economic and user-friendly design is the principle.Design reasonable and workable structure of the program is the construction site of the important basis for the construction.KEY WORDS:Frame
Structure,Seismic
Design,Load Calculation,Internal force calculation,Calculation reinforcement
III
符 号
Ec -混凝土弹性模量;
C20-表示立方体强度标准值为20N/mm2的混凝土强度等级; N-轴向力设计值; M-弯矩设计值; V-剪力设计值; A-构件截面面积; I-截面惯性矩;
Gk-永久荷载标准值; QK-可变荷载标准值;
G-永久荷载分项系数;
Q-可变荷载分项系数;
Fek-结构总水平地震作用标准值;
GE、Geq-地震时结构的重力荷载代表值、表值;
T-结构自振周期;
RE-承载力抗震调整系数;
-构件长细比;
fak-地基承载力特征值; H0-基础高度;
d-基础埋置深度,桩身直径;
-土的重力密度;
k-风荷载标准值;
Fn-结构顶部附加水平地震作用标准值;
u-楼层层间位移;
e-偏心距;
Asv-箍筋面积; B-结构迎风面宽度;
h0-截面有效高度;
IV
等效总重力荷载代
AS-受拉区、受压区纵筋面积。
目 录
前言 ··················································· 错误!未定义书签。第1章 工程概况 ································· 错误!未定义书签。第2章 结构布置及计算简图 ············· 错误!未定义书签。§2.1结构布置及梁,柱截面尺寸的初选 错误!未定义书签。
§2.1.1梁柱截面尺寸初选 ··········· 错误!未定义书签。§2.1.2结构布置 ··························· 错误!未定义书签。§2.2框架计算简图及梁柱线刚度 ································· 6
§2.2.1确定框架计算简图 ········································· 6 §2.2.2框架梁柱的线刚度计算 ································· 8
第3章 荷载计算 ······························································· 8 § 3.1荷载计算 ································································ 8
§3.1.1 屋面及楼面恒荷载计算 ····························· 9 §3.1.2 屋面及楼面活荷载计算 错误!未定义书签。§3.1.3 梁,柱,墙,门窗重力荷载的计算 ········· 9
第4章 框架梁柱的线刚度计算 ····································· 12 §4.1框架梁柱的线刚度计算 ········ 错误!未定义书签。
§4.1.1 框架梁柱的线刚度计算·························· 13 §4.1,2 梁柱的线平均刚度比 ······························ 13
第5章 横向水平荷载作用下的框架内力计算 错误!未定义书签。
§5.1重力荷载代表值计算 ··············· 错误!未定义书签。
§5.1.1墙自重 ··························································· 16 §5.1.2梁,柱,墙,板,门窗重力荷载标准值 ··· 19 §5.1.3集中与各楼层处的重力荷载代表值计算 ··· 21 §5.2水平地震作用下框架内力合侧移的计算 ··········· 23 §5.2.1横向自振周期 ··············································· 23 §5.2.2水平地震作用 ··················· 错误!未定义书签。
V
§5.2.3水平地震作用下框架内力计算错误!未定义书签。
§5.3横向凤荷载作用下框架结构内力和侧移计算 ··· 错误!未定义书签。
§5.3.1凤荷载标准值 ··················· 错误!未定义书签。
§5.3.2风荷载作用下的水平位移验算 ··············· 35 §5.3.2凤荷载作用下的框架结构的内力计算 ··· 35
第6章竖向荷载作用下内力计算 ··································· 42
§6.1框架结构的荷载计算 ······································· 42 §6.2.1板传荷载计算 ··········································· 42 §6.2恒荷载作用下框架的内力 ······························· 45
§6.2.1恒荷载作用下框架的弯矩计算 ··············· 49 §6.3活荷载作用下框架的内力 ······························· 55
§6.3.1活载作用下的框架内力 ··························· 55 §6.3.2活荷载作用下框架的内力计算 ··············· 55 第7章 框架结构的内力组合 ········································· 64
§7.1框架结构梁内力组合 ··········· 错误!未定义书签。
§7.1.1框架结构梁的内力组合 错误!未定义书签。§7.1.2梁端弯矩控制值 ······································· 74 §7.1.3梁端截面组合的剪力设计值调整 ··········· 86 §7.2框架结构柱的内力组合 ··································· 86 §7.2.1框架结构柱的内力组合 ··························· 86 §7.2.2柱端弯矩设计值调整 ······························ 102 §7.2.3柱端截面组合的剪力设计值调整 ·········· 104 第8章 框架柱正、斜截面配筋计算 ···························· 105
§8.1框架柱的截面设计 ·········································· 105
§8.1.1框架柱截面设计 ······································ 105 §8.1.2柱斜截面受弯承载力计算 ······················ 119 §8.2框架梁的正,斜截面配筋计算 ······················ 119
§8.2.1正截面受弯承载力计算 ·························· 119 §8.2.2截面受弯承载力计算 ······························ 128
VI
第9章板配筋计算 ·························································· 130
§9.1板的配筋 ·························································· 130
§9.1.1设计资料 ·················································· 130 §9.1.2荷载计算 ·················································· 130 §9.1.3板的计算 ·················································· 130 第10章 楼梯计算 ·························································· 138
§10.1楼梯的设计 ···················································· 138
§10.1.1楼梯设计资料 ········································ 138 §10.2踏步板(TB-1)计算 ···································· 138
§10.2.1荷载计算 ················································ 139 §10.2.2斜截面内力计算 ···································· 140 §10.2.3截面承载力计算 ···································· 140 §10.3楼梯斜梁(TL-1)计算 ································ 140
§10.3.1荷载计算 ················································ 140 §10.3.2斜截面内力计算 ···································· 141 §10.3.3截面承载力计算 ···································· 141 §10.4休息平台(PB-2)计算 ································ 142
§10.4.1荷载计算 ················································ 142 §10.4.2平台板弯矩计算 ···································· 142 §10.4.3平台板配筋计算 ···································· 142 §10.5平台梁计算 ···················································· 143
§10.5.1荷载计算 ················································ 143 §10.5.2内力计算 ················································ 144 §10.5.3正截面承载力计算.······························ 146
第11章 基础配筋计算 ·················································· 146
§11.1桩基础的设计及验算 ···································· 147 §11.1.1桩设计资料 ············································ 147 §11.1.2确定桩的规格数量及初定承台的尺寸 147 §11.1.3单桩竖向承载力特征值 ························ 147 §11.1.4确定桩的数量 ········································ 147 §11.1.5桩承台的设计 ········································ 147
VII
§11.1.6单桩承载力的验算 ································ 147 §11.1.7偏心荷载验算 ········································ 147 §11.1.8楼梯设计资料 ············· 错误!未定义书签。§11.2承台的结构计算 ············································ 149 §11.2.1承台高度验算 ········································ 149 §11.2.2柱对承台的冲切验算 ···························· 149 §11.2.3角柱对承台的冲切验算 ························ 150 §11.2.4承台抗剪承载力验算 ···························· 150 §11.3基础配筋计算 ················································ 150 §11.3.1承台配筋 ················································ 150 §11.3.2桩身配筋 ················································ 151 §11.4中桩基础的设计 ············································ 152 §11.4.1桩设计资料 ············································ 152 §11.4.2确定桩的规格数量及初定承台的尺寸 152 §11.4.3单桩竖向承载力特征值 ························ 152 §11.4.4确定桩的数量 ········································ 154 §11.4.5桩承台的设计 ········································ 154 §11.4.6单桩承载力的验算 ································ 154 §11.4.7偏心荷载验算 ········································ 154 §11.5中桩承台的结构计算 ···································· 155 §11.5.1承台高度验算 ········································ 155 §11.5.2柱对承台的冲切验算 ···························· 155 §11.5.3角柱对承台的冲切验算 ························ 155 §11.5.4承台抗剪承载力验算 ···························· 155 §11.6基础配筋计算 ················································ 156 §11.6.1承台配筋 ················································ 156 §11.6.2桩身配筋 ················································ 157 第12章 结论 ·································································· 158 参考文献 ·········································································· 160 致 谢 ················································································ 161 外文资料译文 ·································································· 162
VIII
IX
第四篇:机械类毕业设计绪论
河北工程大学毕业设计
绪论
1.1 组合机床的特点
组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种(或几种)零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序,生产效率高,加工精度稳定。组合机床与通用机床、其他专用机床比较,具有以下特点:
(1)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70~80%,因此设计和制造的周期短,投资少,经济效果好。
(2)由于组合机床采用多刀加工,并且自动化程度高,因此比通用机床生产效率高,产品质量稳定,劳动强度低。
(3)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的,又有厂成批制造,因此结构稳定、工作可靠,使用和维修方便。
(4)在组合机床上加工零件时,由于采用专用夹具、刀具和导向装置等,加工质量靠工艺装备保证,对操作工人水平要求不高。
(5)当被加工产品更新时,采用其他类型的专用机床时,其大部分件要报废。用组合机床时,其通用部件和标准零件可以重复利用,不必另行设计和制造。
(6)组合机床易于联成组合机床自动线,以适应大规模的生产需要。
组合机床常用的通用部件有:机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台,各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床,还具有移动工作台或回转工作台。
动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。
机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件,起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性,主要是由这些部件保证。
1.2 组合机床的分类和组成组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5-30千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为箱体移动的结构形式。小型通用部件是指电机功率甾.1-2.2千瓦的动力部件及其配套不见。这类动力部件多为套筒移动的结构形式。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件真诚的机床称为小型组合机床。按设计的要求本次设计的机床为大型通用机床。
组合机床除分为大型和小型外,按配置形式又分为单工为和多工位机床两大类。
单工位机床又有单面、双面、三面和四面几种,多工位机床则有移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和回转鼓轮式等配置型式。本次设计的机床为单工位双面铣床。
1.2组合机床的国内、外现状
世界上第一台组合机床于1908年在美国问世,30年代后组合机床在世界各国将到迅速发展。至今,它已成为现代制造工程(尤其是箱体零件加工)的关键设备之一。
现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求,而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。
1.2.1国内组合机床现状
我国加入WTO以后,制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整战略,釆取了积极的应对策略,出现了产、销两旺的良好势头,截至2005年4月份.组合机床行业企业仅组合机床一项,据不完全统计产量己达1000余台,产值达3.9个亿以上,较2004年同比增长了10%以上,另外组合机床行业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长.新产品、新技术较去年年均有大幅度提髙,可见行业企业运营状况良好。
(1)行业企业产品结构的变化
组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械.化械机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备,随着我国加入WT0后与世界机床进一步接轨,组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年是企业生产情况来看,数控机床与加工中心的市场需求量在上升,而传统的钻、镗、诜组合机床则有下降趋势, 中国机床工具工业学会的《机床工具行业企业主要经济措标报表》是统计数据显示,仅从几个全国大型重点企业生产情况看,2003年生产数控机床890台,产值16187万元,生产加工中心148台,产值5770万元:2004年生产数控机床985台,产值25838万元,生产加工中心159台,产值7099万元:而2005年,截至4月份,数控机床、加工中心、产值已接近2003年全年水平,故市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。
(2)行业企业的快速转变
“九五”后期,在组合机床行业企业的50多家组合机床分会会员中,仅有两家企业实行了股份改造,一家企业退出国有转为民营,其余的都是国有企业。而从2001至2002年.不到两年的时间,就先后有十几家企业实行股份制改造,一些小厂几乎全部退出国有转为民菅.现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造,转制已势不可档。
1.2.2 国外组合机床现状
80年代以来,国外组合机床技术在,满足精度和效率要求的基础上,正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性化以及机床配置的灵活多样化方面均有新的突破性进展,实现了机床工作的程序化、工序高度集中、高效短节拍和多功能指导控制。组合机床技术的发展趋势是:
(1)广泛的应用数控技术
国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控組合机床通用部件,在组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术,从而进步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线,就是由三台自动换箱组合机床组成的,其全部动作均为数控,包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动,其节拍吋间为58秒。
(2)发展柔性技术
80年代以来,国外对中大批生产,多品种加工装备釆取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工中心的发展,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单位,并以此为基础组成了柔化加工自动线。这种结构的变化,即可以实现品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加多样化。
(2)发展综合自动化技术
汽车工业的大发展,对自动化制造技术捉出了许多新的需求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司KASSEL 变速箱厂1987 年投入使用的造价9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线,就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统由两条相似对称布置的自动线组成,三班制工作,每条线日产2000件,节拍时间为40秒。全线由12台双面组合机床、18台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和三坐标测量机组成,可实现3种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展,出现了一批专门从事装配、试验、检测、淸洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平。
(4)进一步提高工序集中程度
国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床这种工序集中程度高的产品,继续釆取各种措施,进一步提髙工序集中程度。如釆用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴箱.、双头镋孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库,通过换刀加工实现工序集中,从而可最大限度地发挥设备的效能,获取更好的经济效益。
1.3机床设计的目的、内容、要求
1.3.1设计的目的机床设计毕业设计,其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计,使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中,得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练,树立正确的设计思想,掌握基本设的设计方法,并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。
1.3.2设计内容
(1)运动设计根据给定被加工零件,确定机床的切削用量,通过分析比较拟定传动方案和传动系统图,确定传动副的传动比及齿轮的齿数,并计算主轴的实际转速与标准的相对误差。
(2)动力设计根据给定的工件,初算传动轴的直径、齿轮的模数:确定动力箱;计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后,要验算传动轴的直径,齿轮模数否在允许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。
(3)结构设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密封等的布置和机构设计。即绘制装配图和零件工作图。
(4)编写设计说明书
1.3.3设计要求
评价机床性能的优劣,主要是根据技术一经济指标来判定的。技术先进合理,亦即“质优价廉”才会受到用户的欢迎,在国内和国际市场上才有竞争力。机床设计的技术一经济指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。
1.4机床的设计步骤
1.4.1 调查研究
研究市场和用户对设计机床的要求,然后检索有关资料。其中包括情报、预測、实验研究成果、发展趋势、新技术应用以及相应的图纸资料等。甚至还可以通过网络检索技术查阅先进国家的有关资料和专利等。通过对上述资料的分析硏究,拟订适当的方案,以保证机床的质量和提高生产率,使用户有较好的经济效益。
1.4.2拟定方案
通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方案包括的内容有:工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、控制操作系统、电系统、主要部件的结构草图、实验结果及技术经济分析等。
在制定方案时应注意以下几个方面:
(1)当使川和制造出现矛盾时,应先满足使用要求,其次才是尽可能便于制造。
(2)设计必须以生产实践和科学实验为依据,凡是未经实践考验的方案,必须经过实验证明可靠后才能用于设计;
(3)继承与创造相结合,尽量釆用先进工艺,迅速提高生产力,为实现四个现代化服务。注意吸人和国外的先进经验,并在此基础上有所创造和发展。
1.4.3工作图设计
首先,在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上,进行方案图纸的设计。这些图纸包括:被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率卡,统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸,才能确定机床各部件间的相互关系,确定多轴箱的设计。然后,整理机床有关部件与主要零件的设计计算书,编制各类零件明细表,编写机床说明书等技术文件。
最后对相关图纸进行工艺审查及标准化审查。
第五篇:毕业设计摘要
摘要
电流传感器是电力系统中进行电能计量和继电保护设备,其精度及可靠性与电力系统的安全和经济运行密切相关。随着电力工业的发展,传统的电流传感器难以满足需求,而光电流传感器因其独特的优点具有潜在的应用价值,是未来电力工业电流测量发展的趋势。
本文通过广泛阅读资料,回顾了光学电流传感器近年来的进展,分析了该技术领域存在的问题,结合光纤光栅传感技术,根据超磁致伸缩材料特性分不加偏磁和加偏磁两种情况下对光纤光栅交流传感器进行了探索。
关键词光电流传感器;光纤布拉格光栅;超磁致伸缩材料
Abstract
The current transducer is the important device of power metering and relaying.Its’ precision and reliability related the safety and economy of operation in electric power system closely.With the development of power, conventional current transducer can’t meet requirements.While optical current transformer(OCT)have potential application cost because of its’ unique advantages, will be used to replace conventional current transducers in the future.In this paper, the present situation and state of R&D, existing problems in the field of OCT is reviewed and analyzed through extensive reading of the scientific papers and reports.AC current sensing was realized by DC bias condition and without DC bias condition.Keywordsoptical current transformer;fiber Bragg grating;giant magnetostrictive material