周一上午11点前交2015-2020年中国简易家居维修行业现状分析及赢利性研究预测报告 134页

'华北水利水电大学毕业设计目录摘要1Abstract2毕业设计任务书3开题报告10第1章工程概况251.1地质、水文及气象资料251.2建筑规模及功能要求251.3工程简介25第2章结构布置及梁柱截面尺寸确定262.1结构布置及计算简图262.2梁柱截面尺寸初定27第3章荷载计算313.1屋面及楼面横向框架梁竖向线荷载313.2横向次梁竖向荷载343.3纵向框架梁竖向荷载353.4框架节点集中荷载373.5风荷载计算423.6地震作用433.7地震作用计算46第4章竖向荷载作用下框架结构的内力计算494.1恒载作用下的框架内力494.2活载作用下的框架内力574.3风恒载作用下的位移、内力计算634.4地震作用下横向框架的内力计算68第5章框架内力组合805.1结构抗震等级805.2荷载组合805.3控制截面及最不利内力805.4框架梁内力组合815.5框架柱内力组合81第6章框架梁、柱的截面设计和构造要求8301 华北水利水电大学毕业设计6.1框架梁的截面设计836.2次梁的截面设计856.3框架柱的截面设计886.4偏心受压柱的正截面承载力计算89第7章楼板设计917.1设计资料917.2跨中最大弯矩917.3荷载计算927.4板的计算93第8章楼梯设计1008.1踏步板计算1008.2楼梯斜梁计算1018.3平台梁计算1038.4平台板计算105第9章基础设计1069.1设计资料1069.2独立基础设计1069.3抗震验算1109.4地基变形验算1109.5基础结构设计111参考文献116致谢117附录1大跨度连续梁桥钢支架顶升的试验研究118附表2弯矩调幅132附表3横向框架梁内力一般组合133附表4横向框架梁内力地震组合134附表5横向框架柱内力一般组合135附表6横向框架柱内力地震组合136附表7横梁AB、BC跨正截面受弯承载力计算137附表8横梁AB、BC跨正截面抗震验算138附表9横梁AB、BC跨斜截面受剪承载力计算139附表10横梁AB、BC跨斜截面抗震验算140附表11框架柱正截面压弯承载力计算Mmax141附表12框架柱正截面压弯承载力计算Nmin142附表13框架柱正截面压弯承载力计算Nmax1432 华北水利水电大学毕业设计附表14框架柱正截面压弯抗震验算Mmax144附表15框架柱正截面压弯抗震验算Nmin145附表16框架柱正截面压弯抗震验算Nmax1462 华北水利水电大学毕业设计摘要本工程为新乡某中学教学楼设计工程，根据设计任务书及有关资料，结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，主体结构为5层，总建筑面积约4631.90m2。该设计包括建筑、结构两大部分。本册说明书仅为结构部分的设计计算书，主要设计内容有：1.结构选型，确定截面尺寸，计算重力荷载代表值。2.结构抗震计算，利用顶点位移法计算结构自振周期、利用底部剪力法计算水平地震作用以及水平地震作用下该框架结构的内力。3.利用弯矩二次分配法计算该框架结构在竖向荷载作用下的内力。4.内力组合，利用最不利内力组合确定梁柱截面设计。5.楼盖、楼梯、基础设计。6.用PKPM电算程序对框架结构进行计算。除此之外，根据计算结果还绘制了图纸（基础施工图、梁柱平法施工图、楼板配筋图、楼梯施工图），图纸利用PKPM电算结果和CAD绘制。关键词：框架结构、地震作用、内力组合、截面设计0 华北水利水电大学毕业设计AbstractThedesignisontheschoolbuildingofrareearthdaycolorTechnologiesLtdinXinxiang.Thestructureadaptsreinforcedconcreteframestructureaccordingtothedesignassignmentandtherelativedata,theprincipalpartcontains5floors,thetotalarchitecturalareasisabout4631.9squaremeters.Thisdesignincludesarchitecture,structure,theexplainingbookisjustaboutthecalculationofthestructurepart,andthefollowingistheprimarycontent.1.Choosethestructuretype,confirmthesectionsize,andcalculatetherepresentationvalueofgravityload.2.Seismiccalculationofstructure,calculatethenaturalperiodofvibrationwiththetopicdisplacementmethodandcalculatetheearthquakeactionandstructuralinternalforcewithequivalentbottomshearmethod.3.calculatetheinternalforceofframestructureintheverticalloadbymomentdistributivemethod.4.internalforcecombination,usethemostdisadvantageousinternalforceCombinationtodesignthebeamandcolumn.5.structuredesignoffloor,stairandfoundation.6.calculatetheframestructurewithPKPMprogram.Inaddition,frame,foundation,stairandfloorconfiguredrawingwereplottedaccordingtocalculatedresult,twodrawingbyplottedbyhandwork,otherdrawingsbyplottedbyCADandPKPM.Keywords:Framestructure,Earthquakeaction,Internalforcecombination,Designofsection23 华北水利水电大学毕业设计土木与交通学院　2012级土木工程专业毕业设计任务书课题名称新乡某中学十八班教学楼指导教师曾桂香课题来源自选1.毕业设计题目的依据1.1工程概况1）场地、地质情况：场地平坦、无障碍物，经地质、文物勘探，地质良好，地下无古代建筑，地基土为粘性土为主，建筑场地类别为Ⅱ类，地基土为粘性土为主，地基承载力特征值为205kN/m2。2）基本雪压：0.35kN/m2。3）基本风压为0.45kN/m2。4）抗震设防烈度：按8度近震设防，设计基本地震加速度0.20g。场地尺寸足够，设计者可基本不受限制地进行建筑总平面设计。1.2建筑规模及功能要求建筑规模：每班按45人计算,共有18个普通教室。结构为五层框架结构。功能要求:此教学楼二～四层主要为普通教室且伴有办公室，一层为体育教室，舞蹈教室，政史地与物化生教研室，五层为音乐教室和美术教室及办公室。2.毕业设计任务2.1外文资料翻译要求翻译译文不得少于3000汉字。2.2开题报告23 华北水利水电大学毕业设计在查阅资料、调研、充分理解课题内容和要求的基础上，写出开题报告。开题报告要严格按照科技论文的格式编写，要注重调研原始资料的完整描述，文献查阅应在10篇以上，参考文献应在5篇以上，并在报告引用处注明编号。开题目报告应针对题目进行分析，提出详细的工作计划，各个环节的工作量估算及时间安排，每个环节的计算及设计内容等。开题报告需经指导教师检查，并达到合格要求后，方可进入毕业设计工作。2.3毕业设计的具体环节和各环节内容2.3.1建筑设计：严格按照设计规范和指导教师的要求，完成建筑的方案设计到施工图设计。方案设计和修改不少于3遍，经指导教师同意后，方可进入施工图设阶段。施工图深度严格按照有关规定。建筑设计阶段要求完成的任务为：（1）建筑设计说明。从建筑设计的各个主要方面阐述设计的过程和方法，形成文字说明，装订到最终的设计计算书中。一般不少于15页A4内容。（2）建筑施工图。内容有：建筑设计说明；楼面和屋面的平面布置图；立面图及剖面图；门窗表；建筑装修做法表；建筑详图等。2.3.2结构设计：严格按照设计规范和指导教师的要求，完成结构方案布置到施工图设计。23 华北水利水电大学毕业设计结构设计阶段要求完成的任务为：（1）结构方案布置。确定主体结构形式，结构主要承重构件布置及截面试算选择，梁柱墙等的材料选用及强度等级，变形缝设置等。并以说明的形式装订到最终的设计计算书中。一般不少于5页A4内容。（2）结构计算。对主体结构和主要构件进行计算，完成相应的计算书，并装订到最终的设计计算书中。计算的内容有：一榀框架（自选）的手算计算书和PKPM电算计算书，基础的计算书，楼梯结构的计算书，现浇楼板和屋面板的计算书，雨蓬的计算书。（3）结构施工图绘制。采用AUTOCAD绘制，主要内容有：结构设计说明；楼面和屋面板的施工图；根据手算结果绘制的框架施工图；基础的施工图；楼梯的结构施工图；雨蓬的施工图；根据电算结果由PKPM软件绘制的框架施工图；结构详图等。3.毕业设计提交的成果3.1毕业设计计算书包括内容：（1）封面；扉页；（2）目录；（3）中文摘要；（4）英文摘要；（5）毕业设计（论文）任务书；（6）毕业设计（论文）开题报告；（7）计算书正文；（8）外文翻译原文和中译文；（9）参考文献；（10）附件：图纸目录。设计计算书装订顺序：1）封面，扉页；2）目录；3）中文摘要；4）英文摘要；5）毕业设计任务书；6）毕业设计（论文）开题报告；7）计算书正文（含电算框架的数据输入文件）；8）外文翻译原文和中译文；9）参考文献；10）附件：图纸目录。其中要求：封面由学校统一印制，按要求打印；任务书由指导教师填写，装订于制定位置，指导教师签字后生效；摘要中文摘要字数应在400字左右，包括设计（论文）题目、论文摘要、关键词（3到5个）、英文摘要应与中文摘要内容相对应；目录按照三级标题编写，要求层次清晰，且与正文标题一致；正文包括绪论、论文主体、结论。设计说明书应在10000字以上；外文原文及翻译译文应不少于3000汉字；参考文献必须是真正阅读过图书、期刊类文献。3.2毕业设计图纸见3.3有关要求。3.3要求3.3.1提交的成果。提交的成果包括纸质和电子文档两部分。23 华北水利水电大学毕业设计外文翻译：不少于3000汉字。开题报告：不少于4000汉字。实习日记：每天不少于500汉字（手写），不少于13天；实习总结报告不少于4000汉字（手写）。建筑施工图纸：至少7张，内容包括：建筑设计说明，门窗表，装修做法表，建筑详图（典型房间家具设备布置图，卫生间放大图，楼梯间放大图）。底层平面图，中间层平面图，屋顶平面图，两个主要立面（南或北，东或西）的立面图，两个主要剖面（一个必须为楼梯间剖面）的剖面图。结构施工图纸：至少6张，内容包括：结构设计说明，基础平面图（局部），基础配筋详图，根据手算结果绘制的某一榀框架的施工图，根据手算结果绘制的某一中间层的楼板施工图，根据电算（PKPM）结果绘制的某一榀框架的施工图，根据电算结果（PMCAD）绘制的某一中间层的楼板施工图，楼梯结构施工图。3.3.2各阶段的考核要求（1）开题报告：打分（百分制）。（2）实习成绩：优良中及（等级制）。（3）中期考核：打分（百分制）。4.毕业设计进度安排周次日期阶段指导教师/学生需要完成的任务地点备注寒假前一周动员阶段开小组设计动员会，指导教师与学生见面，安排题目，布置有关要求，答疑寒假英文翻译资料收集阅读开题报告。建筑设计的初步方案形成完成翻译成果，开题报告（开题报告可以先不写）初步方案形成，即平（柱网尺寸、功能分区）、剖面（层高、楼梯）基本确定。23 华北水利水电大学毕业设计12.25-3.3英文翻译及开题报告修改英文翻译及开题报告（第一第二稿）设计教室223.4-3.10修改英文翻译及开题报告（第三稿），上交英文翻译及开题报告（定稿）33.11-3.17建筑设计实训实习设计教室实训实习时间由实验室老师确定。方案必须经指导教师通过后，方可绘制建筑施工图。43.18-3.24建筑设计方案（第一~第四稿）53.25-3.31建筑设计(定稿)，建筑设计说明编制及建筑施工图绘制64.1-4.7结构设计结构布置设计教室生产（毕业）实习共两周时间，由各组自定，建议：分散到设计过程中完成，具体时间由指导教师安排74.8-4.14结构计算（一榀框架计算，手算）84.15-4.21结构计算（一榀框架计算，手算）94.22-4.28板配筋计算，楼梯配筋计算104.29-5.5雨蓬配筋计算，基础设计及电算（PKPM计算一榀框架）115.6-5.12结构设计说明及绘制结构施工图125.13-5.19绘制结构施工图135.20-5.26设计成果整理及答辩准备打印装订毕业设计计算书，所有图纸等设计教室145.27-6.2答辩毕业答辩另定23 华北水利水电大学毕业设计5.毕业设计题目安排6.要求学生阅读的有关资料或参考文献（1）建筑与结构设计规范：现行的有关规范。主要包括：民用建筑设计通则，建筑设计防火规范，建筑制图标准，混凝土结构设计规范，建筑抗震设计规范，建筑地基基础设计规范。（2）建筑与结构设计有关教材：建筑制图，房屋建筑学，混凝土结构，结构抗震设计，多高层房屋结构设计，地基与基础，AUTOCAD，PKPM，WORD等软件使用方法。（3）建筑与结构标准图集：中南地区（河南省）建筑与结构设计通用图集。7.毕业设计的纪律（1）出勤：严格按照学校的有关规定执行。指导老师负责考勤，对于多次旷课者，取消毕业设计资格。找工作，考研复试等需要请假者，要严格履行请假手续，并提前完成相关任务后，指导教师方可批准。毕业设计过程中，除了实训和实习，学生必须在设计教室内认真完成设计任务。（2）值日：保证设计教室的良好卫生，每个教室1-14周每天安排学生值日，负责教室卫生，门窗灯具等及时关闭。（3）严禁设计成果互相抄袭。学生须独立完成设计任务，凡发现抄袭，取消抄袭者和被抄袭者的设计资格。8.毕业设计注意的问题（1）抓紧时间：以往经常有同学，设计开始时，时间没抓紧或没有安排好，甚至有等待观望的思想，对设计题目的进度和工作量没有认识或认识不够，越到后面时间越紧张，造成设计成果粗糙，甚至指导教师审阅的时间都保证不了。有些同学刚开始不认真，方案设计不深入，对于后续的设计和问题分析不透，到后面出现严重问题做不下去，不得不返回修改。23 华北水利水电大学毕业设计（2）及时提前复习有关课程：下列课程基础较差的同学要注意，应自行安排时间补习，包括：房屋建筑学，建筑制图，结构力学，混凝土结构，结构抗震，地基与基础，计算机绘图，PKPM软件应用等。（3）有关设计规范：从网上下载，并认真阅读。23 华北水利水电大学毕业设计华北水利水电大学本科生毕业设计开题报告学生姓名张云云学号201219023专业土木工程题目名称新乡某中学十八班教学楼课题来源自选主要内容本工程为新乡某中学教学楼，根据设计任务书，通过合理设计，本工程采用钢筋混凝土框架结构，层数为五层，层高3.6m，建筑面积为4631.90m2，抗震等级为二级，满足教学、学生上课、教师办公要求，使建筑满足安全、适用、美观要求；根据建筑功能要求、荷载条件、总平面位置、工程地质条件、技术经济指标和施工能力等因素，合理选择基础形式和结构类型，确定基础和结构布置方案。采取的主要技术路线或方法结构计算中，在内力分析时，竖向荷载采用弯矩二次分配法，计算框架刚度采用D值法，水平地震作用计算采用底部剪力法，风荷载作用下的内力计算采用改进反弯点法。时间安排1、外文翻译修改、开题报告2周2、实训，建筑设计说明书和建筑施工图的绘制4周3、结构计算3周4、绘制结构施工图3周5、施工图修改、打印计算书和图纸2周6、答辩1周指导教师意见签名：年月日备注23 华北水利水电大学毕业设计新乡某中学十八班教学楼摘要：本设计为新乡某中学十八班教学楼，总建筑面积4613.90m²，十八个班，共5层，层高3.6米。经收集水文地质资料，气象资料以及水电等设施管道资料后，进行合理的选址。针对中学教学楼的具体布置情况，通过调研新乡市的工程地质条件，决定采用一字型的结构。根据对建筑基地的勘查结果，该场区场地平坦，无障碍物，地下无古代建筑，地基土以粘性土为主，二级耐火等级，二级耐火年限，二级防火等级。又根据建筑设计，结构设计和建筑施工，建筑材料以及综合技术经济指标等各方面考虑，决定采用钢筋混凝土框架结构体系。AbstractThisdesignisxinxiangclass18amiddleschoolteachingbuilding,atotalconstructionareaof4613.90msquared,18classes,atotaloffivelayers,theheightis3.6meters.Collectedandhydrogeologicaldata,meteorologicaldataaswellaswaterandelectricityfacilitiessuchaspipelineinformation,reasonablelocation.Accordingtothespecificarrangementofsecondaryschoolbuildings,throughtheresearchdiscovery,engineeringgeologicalconditions,decidedtoadoptthestructureofaword.Accordingtotheresultsofbuildingthebaseoftheexplorationoftheareagroundflat,noobstacle,noancientbuildings,undergroundfoundationsoilisgivenprioritytowithcohesivesoil,thesecondaryfirerating,secondaryrefractoryfixednumberofyear,thesecondaryfirerating.Andaccordingtothearchitecturaldesign,structuraldesignandconstruction,buildingmaterialsandcomprehensivetechnicalandeconomicindexandsoonvariousaspectstoconsider,decidedtoadoptthereinforcedconcreteframestructuresystem.23 华北水利水电大学毕业设计关键词：中学教学楼二级耐火等级二级耐火年限二级防火等级建筑设计结构设计建筑施工钢筋混凝土框架结构体系KeywordsThemiddleschoolteachingbuilding，tworefractorygrade，tworefractoryperiod，twostagefirerating，architecturaldesign，structuredesign，Buildingconstruction，Reinforcedconcreteframestructure一、题目要求及意义毕业设计是对我们大学所学专业知识的一个综合应用，不再是以往一门课的课程设计那么简单，以前的课程设计只是毕业设计中的一部分。因此毕业设计可以巩固和加深以前学过的知识，真正了解建一幢房子前所需要做的准备工作，掌握土木工程专业设计的基本程序和方法。在设计过程中，熟悉各种规范，如钢筋混凝土结构设计规范，建筑抗震结构设计规范，建筑地基基础设计规范等相关规范。独立完成设计，过程中需要CAD绘图、配筋计算等，培养了我们运用理论知识分析问题，解决问题的实际能力，并运用理论知识分析问题，解决问题的实际能力。二、国内外教学楼发展现状建筑行业是我国国民经济建设中重要的产业之一，近年来，我国建筑业发展十分迅速。随着我国经济的迅速发展和教育改革的不断深入，城市中新建、改建、加建的学校设施逐步增多。然而，在学校设施的大量建设，空间布局灵活多样的同时，空间品质能否满足教师、学生在校园中的学习、生活要求，成为学校研究中有待探索的课题。教学楼是现代教育的服务设施，像其它社会产品一样，它不可能不经过历史更新与换代过程。教育建筑不同于其他文化性、商业性建筑。它是学生接受知识的场所，应坚持典雅、庄重、自然才是本质特征。23 华北水利水电大学毕业设计近年来校园集约化发展已逐渐成为一种趋势，具体表现在两个方面：第一，高密度规划。包括校园整体高密度和教学区建筑的局部高密度；第二，建筑资源的有效利用。要求校园建筑按功能类型进行重组，促使具有公共性质的使用空间为全校所共用，避免重复建设及浪费。密度的提高和资源的高效利用必然使校园建筑的功能向综合性、复合化发展。因此，教育建筑综合体的模式将成为新世纪我国中学建筑发展的趋势。而对于结构方面，近年来钢筋混凝土框架结构已逐渐成为我国各类建筑中使用最为普遍的结构形式之一。框架结构是由梁和柱连接而成的，是如今常用的一种建筑结构，以坚固耐用而著称，还有如下优点：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配式整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架结构时，结构整体性好、刚度好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇筑成各种需要的截面形状。三、设计理念教学楼是为人们学习提供最为良好环境的建筑。纵观教学建筑的发展历史，无不体现着人类文化、文明的历史进程和时代特征。教学楼建筑设计同设计其他类型建筑一样有许多共同点，也有许多不同的特点和要求。随着时代的发展，办公楼的内容和形式都在不断发生变化。因此，我对教学楼的设计过程和设计方法进行了详细研究，经过一番思考，我认为本设计应该具有以下特点：1、追求精致实用，经济美观。2、追求室内空间的舒适感和人性化。3、有效合理分配各使用空间，做到使用功能完善。4、注重使用功能的通用性和空间的通透感23 华北水利水电大学毕业设计在整个设计过程中，我本着“安全、适用、经济、美观”的原则，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，完成了建筑设计这一环节，合理的选择框架，并为以后的结构设计打下了良好的基础。四、设计要求1.主要技术指标该教学楼采用五层框架结构，采用内廊式矩形平面（50.9m×18.2m），建筑面积4631.9平方米，教室的面积、数量要求满足中学的基本教学要求，每层均设四个卫生间。男女卫生间各两个。2.主要设计参数（1）气象条件新乡市的冻土深度为0.28m，全年最多风向为东北东风，次多风向为东北风年平均风速为2.45m/s，基本风压0.45kN/㎡，基本雪压0.35kN/㎡。（2）工程地质条件根据对建筑基地的勘察结果，该地区场地平坦、无障碍物，经地质、文物勘探，地质良好，地下无古代建筑，地基土为粘性土为主。建筑场地类别：Ⅱ类场地；地基承载力：205kN/㎡　　地震设防烈度：8度近震设防，设计基本地震加速度值为0.20g　　基础形式：柱下独立基础、联合基础。五、建设方案介绍23 华北水利水电大学毕业设计在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑地基环境、使用功能、结构选型及建筑艺术等问题，着重解决建筑内部各种使用功能和使用空间的合理安排；建筑物与周围的环境和各种外部条件的协调；内部与外表的艺术效果，创造出既符合科学性又具有艺术性的环境。同时突出对教学楼安全性的功能。根据设计题目的要求，该工程为教学楼，因此在结构布置时，教室（10.8m×7.2m、10.8×7.2m）的开间和进深都比较大，教室比较宽敞。教学楼设计还须满足防火要求等。内廊式“一”字型建筑形式教学楼的功能分析，这种设计简洁、朴素、整体效果比较好,另外属于对称结构，在防震方面较L型良好，同时，又不如L型复杂。本建筑物设计长宽比、高宽比，防震措施均满足规范要求，设计合理。此外，充分利用建筑空间，保证了设计的经济性，从而降低了建筑工程造价。考虑教学楼的使用功能和节约建筑用地，以满足建筑设计的经济性，采用内廊式布置。同时，由于内廊式使用方便，结构简单，外观明朗大方,造价也适合当地经济现在和以后的发展,综合考虑，决定使用内廊式“一”字型建筑形式。平面布置图如下：六、可采用的建筑结构形式23 华北水利水电大学毕业设计框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。七、设计主要内容1.建筑设计中学教学及教学辅助用房的组成，应根据学校的类型规模、教学活动要求和设施宜分别设置下列一部分或全部教学用房及教学辅助用房：普通教室、实验室、自然教室、美术教室、书法教室、史地教室、语言教室、微型电子计算机教室、音乐教室、琴房、舞蹈教室、合班教室、体育器材室、教室办公室、图书阅览室、科技活动室等。本设计中学教学楼设有教学用房、行政用房及生活辅助用房。教学用房：普通教室18间，物化生和政史地教研室各一间，体育活动室1间，音乐教室1间，电脑教室1间，美术教室1间，舞蹈教室1间，教师休息室10间。行政用房：教学办公室6间，传达室1间，配电室1间。生活辅助用房：每层均设有男、女厕所一间。教学楼分布情况如下：首层（一楼）：主要为体育器材室、舞蹈教室，物化生和政史地教研室及教师休息室2间。标准层（2—4层）：每层均设有6个普通教室及2间教师休息室。顶层（五楼）：办公室3间，音乐教室1间，美术教室1间，电脑教室1间，会议室1间。23 华北水利水电大学毕业设计教室的门采用1m宽，2.4m的高度。因为设计的走道较长，两端设采光窗，满足通风和采光要求。本设计中采用3.3m内走廊，内走道要有良好的采光通风，设计中采用灯光照明和空调等来弥补内廊式走道的不足。1）确定建筑方案本工程设计需满足教学要求，满足学生上课，教师办公要求，根据人的活动及教学设备的布置，房间设计尺寸及采光通风需能满足建筑功能要求。（1）建筑平面的总设计：考虑到抗震、施工及造价等多方面因素，本工程采用“一”字形平面，根据实际情况、平面的合理布置及经济的柱网，～8轴的总长为50.4m，～轴总长为17.7m，总建筑面积为：（50.9×18.2）×5=4631.90m2（2）普通教室的设计：教室设计采用每个班级45人进行设计，第一排课桌前沿与黑板的水平距离不宜小于2200mm，实际设计的距离为2400mm，满足规范要求。前排边座的学生与黑板远端形成的水平视角不应小于30°，最后一排课桌的后沿与黑板的最大水平距离不得大于9000mm。实际设计距离为7300mm，纵向走道的最小宽度为600mm，课桌椅的排距不宜小于900mm，纵向走道宽度均不应小550mm。课桌端部与墙面（或突出墙面的内壁柱及设备管道）的净距离均不应小于150mm。教室后部最后一排座位之后应留最小宽度为600mm的横向走道。综上所述，教室进深为7200mm，开间为10800mm。（3）教学办公室的设计：根据中学教学的要求，需要设置办公室，办公室除了二层到四层每层设一个，其余办公室集中设在五楼。办公室面积为7.2×7.2=51.84m2,五楼设一个会议室，面积为14.4×7.2=103.68m2（4）辅助房间洗手间的设计：需考虑卫生间平面是否适用、厕位洁具的数量是否符合要求、是否存在视线干扰等问题是关键所在，面积的大小不是决定因素。根据每层上课学生数量确定侧位数量及水管数量。根据建筑规范规定23 华北水利水电大学毕业设计该教学楼的学生厕所，女生应按每13人设一个大便器或1.20m长的大便槽计算；男生每40人设一个大便器或1.2m长的大便槽计算,每20人设1个小便斗或0.6m长小便槽。另外，公共厕所应设置前室，前室的深度应1.5～2.5m。因此，该设计每层楼设有四间厕所，每间尺寸为3.6×7.2=25.92m2。（5）交通联系部分的设计：交通联系部分作为建筑的一个不可缺少的部分，它的设计是非常重要的。对交通联系部分设计要求要有足够的通行宽度，联系便捷，互不干扰，通风采光良好等。内廊式的布置一般要通过走道尽端开窗，利用楼梯间门厅或走道两侧房间设高窗等措施来弥补采光的不足。门厅：为满足教学楼门厅面积≥0.08㎡∕生，本设计门厅尺寸为7.2×7.2=51.84m2。入口处设置雨篷。走廊：该教学楼设计中采用内廊式走廊，宽度为3300mm。楼梯：本设计采用二个楼梯间，两个楼梯对称分布，采用平行双跑式楼梯，设置距离满足防火要求。楼梯间开间宽度为3600mm，进深7200mm，楼梯踏步宽300mm、高150mm，梯井宽度为100mm。楼梯段的宽度：（3600-250-100）/2=1625mm，室楼梯栏杆（或栏板）的高度为1100㎜。 （6）建筑平、立、剖面设计及主要节点构造设计：建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部形体并不等于房间内部空间组合的直接表现，必须符合建筑造型和立面构图规律，具有均衡、韵律、对比、统一等美学特征，把经济、适用、美观三者有机地结合起来。建筑立面设计有许多部件组成，这些部件包括门窗、墙柱、阳台、遮阳板、雨篷、檐口、勒脚，花饰等。立面设计就是恰当地确定这些部件的大小、比例关系以及材料色彩等，通过形的变换，面的虚实对比，线的方向变化等，求得外形的统一和变化以及内部空间与外形的协调。23 华北水利水电大学毕业设计该楼在立面开窗采用大面积的独立窗，给人以简洁，明快，轻巧的外观形象。根据窗地比要求，除厕所是1/10外，其余房间均不得小于1/5。教室的窗台高度不宜低于900mm，并不宜高于1000mm。 教室的窗间墙宽度不应大于1200mm。房间外墙窗户采用2400mm×2100mm的推拉窗，窗台为900mm高；楼梯间采用3000mm×2400mm的窗，窗台高900mm。 教室安全出口的门洞宽度不应小于1000mm。故普通教室、教师办公室等房间的门洞设计为1000mm宽的单扇外开门，门洞尺寸为1000mm×2100mm，上设亮子。教室、办公室、门厅、走道、楼梯间的墙裙高度1.00～1.20m，厕所1.20～1.50m，故选择墙裙高度统一为1.20m。（7）平屋顶排水设计：屋面排水采用双坡排水，排水坡度为2%,初选排水管直径为100mm,采用pvc塑料管，查资料知新乡市年平均降水量为621.1mm,一个雨水管分担的排水面积为。所需落水管数量n=S/F=941.52/61.8=15.2个，取15个。划分为两个排水区，则一侧落水管数量15/2=7.5个，取8个，建筑东西长为50.9m，落水管平均间距大约为50.9/8=6.36。取间距为7m。但为了经济性要求，采用经验值设计，雨水管间距为18～24m，本设计在建筑的正立面、背立面各设3个雨水管。（8）完成建筑设计说明及建筑施工图建筑设计说明主要反映建筑设计思路及所采取的方法、措施。建筑施工图包括建筑平、立、剖面图、楼梯详图，共7-8张图纸。 2.结构设计 23 华北水利水电大学毕业设计根据建筑功能要求、荷载条件、总平面位置、工程地质条件、技术经济指标和施工能力等因素，合理选择基础形式和结构类型，确定基础和结构布置方案，并以文字阐述所选择基础及结构设计方案的理由和依据。 （1）现浇钢筋混凝土结构的类型框架结构：框架结构具有结构轻巧，便于布置；整体性比砖混结构和内框架承重结构好；可形成大的使用空间；施工较方便；较为经济等优点。能为建筑提供灵活的使用空间。本方案采用整体现浇钢筋混凝土框架结构。（2）柱网的布置　　柱网布置应满足使用功能要求，还要满足建筑平面功能要求，力求做到柱网平面简单规则，受力合理，同时施工方便。在本设计中，柱网尺寸为7200mm×7200mm。（3）构件截面尺寸的估算框架梁、柱截面的尺寸可根据梁柱截面的估算的方法来初步确定。梁，柱截面的估算，梁：一般为h=（1/12-1/8）l（其中，l为梁的跨度）、宜满足h≤l/15，（单跨用较大值，多跨用较小值），梁宽b=（1/3~1/2）h，初步确定梁为250mm×600mm，柱截面b和h一般取(1/20～1/15)底层高,在本设计中为3.6m，且b×h≥210mm×210mm，对于抗震结构柱b≥200mm，取柱的截面宽度为500mm×500mm。 （4）内力计算恒载：包括结构自重，楼（屋）面恒载、结构重量、门窗重等，最后计算出各层重量和总重量。按《建筑结构荷载规范》规定进行计算。活荷载：包括楼面及屋面活荷载、风荷载等。按《建筑结构荷载规范》规定进行计算。地震作用：8度设防，二类场地，按二级抗震设计。考虑到抗震要求，采用强柱弱梁，强剪弱弯的设计思路和原则。在抗震布置中要求尽量使得结构刚度中心与结构重心重合，以减少结构的受扭作用，利于抗震设计。在抗震计算中，拟采用顶23 华北水利水电大学毕业设计点位移法进行结构自震周期的计算，此方法计算简单，概念明确，利于手算。拟采用底部剪力法进行计算结构的水平地震作用，地震作用下的内力分析拟采用D值法，D值法比普通的反弯点法考虑了更多的因素，因此在精度上要更为精确。竖向内力计算：荷载统计上尽量保守计算，以保证安全。由于结构的复杂性，造成内力的分析与计算相当复杂，由于计算会出现计算量过大的困难，故必须作出一定的简化处理，此结构可以近似简化成为平面结构进行计算，可以从中选出一榀框架进行设计计算。在传力过程中可能会出现传力体系难以确定，主次梁的传力模型难以合适选取，但经过一定的结构力学初步分析以后，认为传力体系模型的选取对框架柱轴力有一定影响，但对于框架梁内力的计算基本没有影响作用。内力组合：在内力组合的时候，要考虑到有无地震作用情况下的各种情况，进行最不利组合，组合时选出每个构件几个代表截面进行组合，截面的选取要有代表性并能够保证安全，跨间弯矩有可能不出现在跨中，所以要进行更细一步的内力计算，以求得精确的截面内力。　　在内力分析时，拟采用弯矩分配法，但如果完全结构力学的方法进行计算，工作量过于繁重，可以采用一定的工程近似方法进行计算，能够满足要求，在此经过二次弯矩分配即可以满足精度要求。（5）结构计算方法　　设计计算方法上，考虑到尽量能够运用所学的知识，以求让设计达到最优化，所以采取多种方法进行设计计算。通过多种材料进行计算比较，选择最优。计算框架刚度采用"D值法";水平地震作用计算采用"底部剪力法"，竖向荷载作用下框架计算采用"弯矩分配法"。风荷载作用下的内力计算采用改进D值法。（6）完成结构计算书 　　内容包括：a.基础设计计算（如采用独立基础应包括基础高度、基底尺寸的确定，基础的抗震承载力验算、地基变形验算，基础的抗弯、抗剪和抗冲切计算）；b.23 华北水利水电大学毕业设计框架梁或次梁配筋计算；c.框架柱配筋计算；d.楼（屋）面板的荷载、内力和配筋计算；e.楼梯结构的荷载、内力、配筋计算；f.框架的内力和配筋计算（采用电算，包括荷载计算、内力分析和组合、截面配筋），并选择一榀典型框架进行手算，与电算结果进行比较分析。（7）绘制结构施工图 完成结构施工图，包括结构设计总说明、基础及上部结构的配筋图。 3.设计说明书 设计说明书的内容包括：封面、目录、中英文摘要、任务书、开题报告、毕业设计计算书、外文原文及翻译、文献综述、实习报告等，设计说明书的主题内容是设计计算书。 4.建筑施工图纸 （1）平面设计总说明（1：100）及图纸目录；（建筑说明要写明工程概况，层高及立面设计做法，防火设计，门窗表，建筑造型设计及室内外装修标准等。） （2）平面图（1：100），由指导教师确定层数和图纸张数； （3）立面图（1：100），由指导教师确定不少于两个立面图； （4）剖面图（1：100），必须剖到楼梯间； （5）详图（1：50），楼梯间详图一个； 5.结构施工图纸 （1）结构设计总说明1张；（2）基础配筋图1张；（3）框架梁、柱配筋图（按平图表示法）1张；（4）屋面板配筋图（按平图表示法）1张；（5）楼面板配筋图（按平图表示法）1张；（6）楼梯配筋图1张；七、设计进度计划编制23 华北水利水电大学毕业设计(1)英语翻译、毕业实习报告、开题报告、文献综述1周(2)建筑设计共三周建筑方案设计，包括平面、立面、剖面设计1.0周方案修改0.5周绘制施工图1.5周(3)结构设计时间共11周结构方案设计1周框架设计计算3周基础设计计算及楼梯计算1周结构设计电算3周整理设计资料及绘制结构施工图2周(4)教师评阅1周八、设计所需的主要参考文献 [1]GB/T50104-2001建筑制图标准[S].北京：中国计划出版社，2002. [2]GB50009-2012建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012. [3]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010. [4]GB50223-2012建筑抗震设防分类标准[S]. [5]GB/T50105-2001建筑结构制图标准[S].[6]GB50010-2010混凝土结构设计规范．北京：中国建筑工业出版社，2010 [7]GB5009-2011中小学建筑设计规范[S].23 华北水利水电大学毕业设计[8]GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S]. [9]GB/T50001-2001房屋建筑制图统一标准[10].GB50352—2005《民用建筑设计通则》 [11]GB/T50033--2001建筑采光设计标准建筑设计防火规范 [12]龙驭求、包世华主编.结构力学.第二版.高等教育出版社，2006. [13]曾桂香，陈爱玖主编.房屋建筑学.复旦大学出版社.2010 [14]徐秀丽编著.混凝土结构设计.中国建筑工业出版社.2008[15]梁兴文、史庆轩主编.混凝土结构设计.中国建筑工业出版社.2011[16]马成松主编．建筑结构抗震设计．武汉：武汉理工大学出版社，2010[17]赵顺波主编．混凝土结构设计原理．上海：同济大学出版社，2010[18]崔钦淑编著.PKPM结构设计程序.中国水利水电出版社.2011[19]建筑结构构造资料集．武汉：武汉工业大学出版社，1998[20]11G101—1、11G101—2、11G101—3混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造祥图．北京：中国建筑标准设计研究所出版，201123 华北水利水电大学毕业设计第1章工程概况1.1地质、水文及气象资料1）场地、地质情况：场地平坦、无障碍物，经地质、文物勘探，地质良好，地下无古代建筑，地基土为粘性土为主，建筑场地类别为Ⅱ类，地基土为粘性土为主，地基承载力特征值为205kN/m2。2）地震烈度：8度（0.20g）、第一组。3）基本风压值：0.45kN/m2。4）基本雪压值：0.35kN/m2。1.2建筑规模及功能要求建筑规模：每班按45人计算,共有18个普通教室。结构为五层框架结构。功能要求:此教学楼二～四层主要为普通教室且伴有办公室，一层为体育教室，舞蹈教室，政史地与物化生教研室，五层为音乐教室和美术教室及办公室。1.3工程简介本工程为新乡市某中学教学楼，建筑面积为4631.9m2，本工程拟建层数为五层，框架结构,建筑总高度18.6m。89 华北水利水电大学毕业设计第2章结构布置及梁柱截面尺寸确定2.1结构布置及计算简图结构平面形状宜简单、规则、对称，刚度和承载力分布均匀。结构的主要抗侧力构件应对称布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。结构平面布置见图2.1。图2.1结构平面布置图结构的竖向布置应使体型规则、均匀，质量沿高度方向均匀分布，结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐的减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。结构整体采用一字型，横向、竖向均较为简单、规则。计算简图用框架的轴线表示，框架柱的底部与基础顶面固接。2～5层柱的计算高度为层高，取3.6m；底层柱的计算高度从基础顶面到一层楼板顶面，室内外高差为0.45m，基础埋深0.5m，即h=3.6+0.45+0.5=4.55m。计算简图见图2.2。89 华北水利水电大学毕业设计图2.2横向框架计算简图2.2梁柱截面尺寸初定根据《建筑抗震设计规范》第6.3.1，梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求：1、截面宽度不宜小于200mm；2、截面高宽比不宜大于4；3、为了避免发生剪切破坏，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。2.2.1主梁尺寸框架结构中梁截面高度h一般取计算跨度的1/18～1/8，当梁的负载面积较大或荷载较大时宜取上限值。同时为防止梁产生脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度可取梁高的1/3～1/2，同时不应小于250mm。主梁截面尺寸的确定：89 华北水利水电大学毕业设计横向框架梁：h=(1/18～1/8)×7200=400～900（mm），取600mmb=(1/3～1/2)×600=200～300（mm）,取250mm纵向框架梁：h=(1/18～1/8)×7200=400～900（mm）,取600mmb=(1/3～1/2)×600=200～300（mm）,取250mm走道梁：h=(1/14～1/8)×2400=171～300（mm)，取500mmb=(1/3～1/2)×450=150～225（mm）,取250mm综上所述，在本设计中，梁截面尺寸初选如下:横向框架主梁的截面尺寸为250mm×600mm，由于走廊的跨度较小，为防止梁的脆性破坏，规定梁高宜不大于净跨，即hb≤1/4×2900=725mm，走廊梁截面尺寸250mm×500mm，纵向框架主梁的截面尺寸为250mm×600mm。2.2.2次梁尺寸次梁截面高度取主梁间距的h=(1/18～1/15)×l,宽度可取(1/3～1/2)梁高，同时不小于1/2柱宽，且不应小于250mm。次梁：h=(1/18～1/15)×7200=400～480（mm)，取500mmb=(1/3～1/2)×500=150～225（mm）,取250mm则取次梁的截面尺寸为250mm×500mm。2.2.3柱截面尺寸框架柱的截面尺寸一般根据轴压比限值按下列公式估算：其中N——柱组合的轴压力设计值；β——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3,不等跨内取1.25，等跨内柱取1.2；gE——折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际计算，也89 华北水利水电大学毕业设计可近似取12～15kN/m2；n——验算截面以上楼层层数；F——按简支状态计算的柱的负载面积；Ac——柱截面面积；[μN]——框架柱轴压比限值，对一级、二级、三级、四级抗震等级分别取0.65、0.75、0.85、0.90；fc——混凝土轴心抗压强度设计值；查《建筑抗震设计规范》可知本工程抗震等级为二级，轴压比限值[μN]=0.75，柱的负荷面积见图2.3。图2.3柱负荷面积示意图中柱的负载面积：As=(1.65+3.6)×7.2=37.8m289 华北水利水电大学毕业设计边柱的负载面积：As=3.6×7.2=25.92m2为了方便施工取边柱与中柱的截面相同，因此取两者较大值F=37.8m2中柱：mm2mmmm2mm2取柱截面为正方形，根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱的截面尺寸为500mm×500mm。2.2.4楼板尺寸按跨高比条件：楼板厚度（mm）。对于现浇楼板要求h≥80mm，则取板厚100mm。89 华北水利水电大学毕业设计第3章荷载计算3.1屋面及楼面横向框架梁竖向线荷载本工程以轴线横向框架为计算分析对象，荷载计算简图见图3.1：（a)恒荷载作用下结构计算简图（b）活载作用下结构计算简图图3.1荷载计算简图3.1.1屋面横梁竖向线荷载标准值1.恒载屋面横载标准值：35厚架空隔热板kN/m2防水层0.4kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层kN/m2100厚钢混凝土现浇板kN/m289 华北水利水电大学毕业设计12厚纸筋石灰粉平顶kN/m2屋面恒荷载标准值：4.37kN/m2梁自重边跨AB、CD跨：kN/m梁侧粉刷：kN/m4.005kN/m中跨BC跨：kN/m梁侧粉刷：kN/mkN/m作用在顶层横向框架梁上的线恒荷载标准值为：梁自重：kN/mkN/m板传来的荷载：kN/mkN/m2.活载不上人屋面活荷载：0.5kN/m2作用在顶层横向框架梁上的线活荷载标准值为：板传来的恒荷载：kN/mkN/m3.1.2楼面横梁竖向线荷载标准值1.恒载瓷砖地面0.55kN/m220厚1:3水泥砂浆结合层kN/m2100厚现浇钢筋混凝土板：kN/m289 华北水利水电大学毕业设计12厚板底粉刷kN/m2楼面恒荷载标准值：3.642kN/m2梁自重边跨AB、CD跨：kN/m梁侧粉刷：kN/m4.005kN/m中跨BC跨：kN/m梁侧粉刷：kN/m3.329kN/mAB、CD跨上墙自重：kN/m墙面粉刷5厚1:0.5:2.5水泥石灰砂浆找平8厚1;1:6水泥石灰砂浆打底扫毛3厚外加剂专用砂浆查07G120工程工作法棚内墙4D自重：0.33kN/mm26.378kN/m作用在楼面层横向框架梁上的线恒荷载标准值为：梁自重：kN/mkN/m板传来的荷载：kN/mkN/m梁上墙传来的荷载：kN/m2.活载板传来的活荷载：kN/m89 华北水利水电大学毕业设计kN/m3.2横向次梁竖向荷载3.2.1屋面次梁荷载标准值1.恒载屋面恒载标准值：4.37kN/m2梁自重边跨AB、CD跨：kN/m梁侧粉刷：kN/m3.329kN/m作用在屋面层次梁上的线恒荷载标准值为：板传来的荷载：kN/m2.活载作用在屋面层次梁上的线活荷载标准值为：板传来的活荷载：kN/m3.2.2楼面次梁荷载标准值1.恒载楼面恒载标准值：3.642kN/m2梁自重边跨AB、CD跨：kN/m梁侧粉刷：kN/m3.329kN/m作用在楼面层次梁上的线恒荷载标准值为：梁自重：kN/m89 华北水利水电大学毕业设计板传来的荷载：kN/m梁上墙传来的荷载：kN/m2.活载作用在楼面层次梁上的线活荷载标准值为：板传来的活荷载：kN/m3.3纵向框架梁竖向荷载3.3.1屋面纵向框架梁恒荷载标准值1.恒载屋面恒载标准值：4.37kN/m2梁自重边跨（A、D轴）：kN/m梁侧粉刷：kN/m4.005kN/m板传来的荷载：kN/mkN/m次梁传来的荷载：kN/m女儿墙传来的荷载女儿墙自重：kN/m女儿墙粉刷(外侧同外墙粉刷)：kN/m内侧20厚水泥砂浆抹灰：kN/m女儿墙传来的荷载:kN/m作用在屋面纵向框架梁上的线恒荷载标准值为：kN/m89 华北水利水电大学毕业设计kN/m2.活载屋面纵向框架梁活荷载标准值板传来的荷载：kN/mkN/m次梁传来的荷载：kN/m作用在屋面纵向框架梁上的线活荷载标准值为：kN/mkN/m3.3.2楼面纵向框架梁荷载标准值1.恒载楼面恒载标准值：3.642kN/m2梁自重边跨（A、D轴）：kN/m梁侧粉刷：kN/m4.005kN/m板传来的荷载：kN/mkN/m次梁传来的荷载：kN/m梁上墙传来的荷载：墙自重：kN/mkN/m墙体粉刷：kN/m89 华北水利水电大学毕业设计kN/m作用在楼面层纵向框架梁上的线恒荷载标准值为：kN/mkN/m2.活载楼面纵向框架梁活荷载标准值板传来的荷载：kN/mkN/m次梁传来的荷载：kN/m作用在屋面纵向框架梁上的线活荷载标准值为：kN/mkN/m3.4框架节点集中荷载3.4.1屋面框架节点集中荷载标准值顶层恒载集中力计算简图见图3.2。89 华北水利水电大学毕业设计图3.2顶层恒载集中力1.恒载屋面框架边节点集中恒荷载标准值次梁传来的荷载：次梁自重+粉刷：kN板传给次梁的荷载：kN108.922kN次梁传给纵向框架梁的荷载：kN边跨框架梁自重边跨（A、D轴）框架梁自重：kN梁侧粉刷kN0.6m高女儿墙传来的荷载女儿墙自重：kN女儿墙粉刷：kN纵向框架梁传来屋面自重kN顶层边节点集中恒荷载:kN屋面框架中节点集中荷载恒标准值次梁传来的荷载次梁自重+粉刷：kN板传给次梁的荷载：kNkN次梁传给纵向框架梁的荷载：kN89 华北水利水电大学毕业设计边跨框架梁自重边跨（B、C轴）框架梁自重:kN梁侧粉刷:kN纵向框架梁传来屋面自重:kN顶层中节点集中恒荷载标准值:kN2.活载屋面框架边节点集中活荷载标准值屋面板传给次梁的活荷载：kN屋面板传给纵向框架梁的活荷载：kN屋面板传给次梁的活荷载：kN屋面板传给纵向框架梁的活荷载kN顶层边节点集中活荷载:kNkN3.4.2楼面框架节点集中荷载标准值楼面层恒载集中力计算简图见图3.3。89 华北水利水电大学毕业设计图3.3楼面层恒载集中力1.恒载楼面框架边节点集中荷载标准值次梁传来的荷载次梁自重+粉刷：kN板传给次梁的荷载：kN次梁传给纵向框架梁的荷载：kN边跨框架梁自重边跨（A、D轴）框架梁自重：kN梁侧粉刷：kN梁上墙墙传来的荷载：墙体自重kN墙体粉刷kN纵向框架梁传来屋面自重kN楼面层边节点集中荷载:kN89 华北水利水电大学毕业设计框架柱自重kN楼面框架中节点集中恒荷载标准值次梁传来的荷载次梁自重+粉刷：kN板传给次梁的荷载：kN次梁传给纵向框架梁的荷载：kN边跨框架梁自重：边跨（B、C轴）框架梁自重kN梁侧粉刷kN梁上墙墙传来的荷载：墙体自重：kN墙体粉刷：kN纵向框架梁传来屋面自重:kN楼面层中节点集中恒荷载标准值:kN框架柱自重kN2.活载楼面层框架边节点集中活荷载标准值楼面板传给次梁的活荷载：kN楼面板传给纵向框架梁的活荷载：kN楼面板传给次梁的活荷载：kN楼面板传给纵向框架梁的活荷载：89 华北水利水电大学毕业设计kN楼面层边节点集中活荷载:kN楼面层中节点集中活荷载:kN3.5风荷载计算已知基本风压kN/mm2（50年一遇风压），本工程位于石家庄市市郊，地面粗糙度属B类，按荷载规范风荷载标准值βZ——高度Z处的风振系数；μS——风荷载体型系数；μZ——风压高度变化系数；ω0——基本风压；风荷载体型系数μS，迎风面为0.8，背风面为-0.5，因结构高度H=18.45m＜30m，取风振系数βZ=1.0。计算过程见表3-1，风荷载见图3.4：表3-1风荷载计算层次βzμsZ(m)μzω0(kN/mm2)A(㎡）Pi(kN)51.01.318.451.2260.4517.2812.39341.01.314.851.1470.4525.9217.39231.01.311.251.0480.4525.9215.89121.01.37.651.0000.4525.9215.16311.01.34.050.9000.4529.3415.448m2m2m289 华北水利水电大学毕业设计图3.4风荷载作用下计算简图3.6地震作用3.6.1楼梯自重踏步板自重：kN/m踏步板抹面重：kN/m底面抹灰重：kN/m1.296kN/m斜梁自重：kN/m斜梁抹灰重：kN/m楼梯栏杆重：0.1kN/m1.337kN/m平台梁自重：kN/m抹灰：kN/m89 华北水利水电大学毕业设计2.102kN/m平台板自重：kN面层：kN板底抹灰：kN楼梯荷载kN3.6.2集中于屋盖处的质点重力荷载代表值G550％雪载kN屋面恒载kN屋面横向框架梁kN屋面横向次梁kN屋面纵向框架梁kN女儿墙kN柱重kN横墙kN纵墙kN钢窗kNkN3.6.3集中于五层处的质点重力荷载代表值G4-G250％楼面活载kN楼面恒载kN89 华北水利水电大学毕业设计楼面横向框架梁549.262kN屋面横向次梁335.563kN屋面纵向框架梁807.408kN柱重kN横墙kN纵墙kN钢窗kN楼梯kNkN3.6.4集中于二层处的质点重力荷载代表值G150％楼面活载kN楼面恒载kN楼面横向框架梁549.262kN屋面横向次梁335.563kN屋面纵向框架梁807.408kN柱重kN横墙kN纵墙kN钢窗kN楼梯kNkN89 华北水利水电大学毕业设计3.7地震作用计算3.7.1框架柱的抗侧移刚度在计算梁、柱线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响。在现浇楼盖处，中框架柱的抗弯惯性矩取I=2I0,边框架梁取I=1.5I0（I0为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩）。横梁、柱线刚度见表3-2。每层框架柱总的侧移刚度见表3-3。表3-2横梁、柱线刚度杆件截面尺寸Ec(kN/mm2)I0(㎜4)I(mm4)L(mm)i=EcI/L(kN·mm)B(mm)H(mm)边框架梁25060030.04.5×1093.906×10972003.551×107边框架梁25050030.02.604×1096.75×10933002.813×107中框架梁25060030.04.5×1099.0×10972003.750×107中框架梁25050030.02.604×1095.208×10933004.735×107底层框架柱25050030.05.208×1095.208×10945503.472×107中层框架柱25050030.05.208×1095.208×10936004.340×107表3-3框架柱横向侧移刚度D项目K=∑ib/2ic(一般层）αc=（0.5+K）/(2+K)(底层）(kN/mm)根数层主类型及截面K=∑ib/ic(底层）αc=K/(3+K)(一般层）二到五层边框架边柱（500×500）0.7020.2608.2174边框架中柱（500×500）1.5890.44314.0014中框架边柱（500×500）0.9360.31910.0824中框架中柱（500×500）2.1180.51416.2454底层边框架边柱（500×500）0.8730.4787.8544边框架中柱（500×500）1.9760.62310.2374中框架边柱（500×500）1.1640.5268.6434中框架中柱（500×500）2.6340.67611.1084底层：kN89 华北水利水电大学毕业设计中间层：kN3.7.2框架自振周期的计算按顶点位移法计算，考虑填充墙对结构周期的影响，取基本周期调整系数=0.7，顶点位移按D值法计算。计算过程见3-4：则总位移∑δ=295.737mm，即顶点位移为ΔT=∑δ=295.737mm,则框架的自振周期表3-4框架顶点假想水平位移△的计算层Gi(kN)∑Gi(kN/mm)∑D(kN/mm2)层间相对位移δ=∑Gi/∑D(mm)总位移△（mm)57252.8817252.881457.45015.855295.73748557.81415810.695457.45034.563279.88238557.81424368.509457.45053.270245.31928557.81432926.323457.45071.978192.04918963.86341890.186348.878120.071120.0713.7.3横向地震作用计算本工程总高度为18.6m，质量和刚度为沿高度分布均匀的框架结构，可采用底部剪力法计算多遇水平地震作用。设防烈度为8度，Ⅱ类场地，设计地震分组为第二组，则Tg=0.35s，αmax=0.16。。结构总重力荷载代表值kN，因为，故应考虑顶部附加水平地震作用系数，取则框架总水平地震作用标准值为：kN则框架顶部附加地震作用kN。各层水平地震作用标准值各层水平地震作用标准值及楼层剪力见表3-5。89 华北水利水电大学毕业设计表3-5各层水平地震作用标准值及楼层剪力层次层高hi(m)Hi(m)Gi(kN)GiHiGiHi/∑GiHiFi(kN)层间剪力Vi(kN)53.6018.957252.881137098.3510.29825.02825.0243.6015.358557.814130934.5540.27768.121593.1433.6011.758557.814100126.4240.21597.432190.5723.608.158557.81469318.2930.14398.292588.8614.554.558963.86340337.3840.08227.592816.45kNkN89 华北水利水电大学毕业设计第4章竖向荷载作用下框架结构的内力计算4.1恒载作用下的框架内力4.1.1弯矩分配系数该框架为对称结构，取框架的一半进行简化计算，各层梁上的竖向荷载标准值见表4-1。层次荷载qo(kN/m)qo′(kN/m)q1(kN/m)q2(kN/m)P1(kN)P2(kN)5恒载4.0053.32915.73214.421122.674151.6331~410.3833.32913.11012.019103.971167.1105活载——1.8001.6508.10012.6791~4——9.00011.55040.50072.5511.弯矩分配系数节点A5:kN·mm节点B5:kN·mm节点A4:kN·mm89 华北水利水电大学毕业设计节点B4:kN·mm节点A3:kN·mm节点B3:kN·mm节点A2:kN·mm89 华北水利水电大学毕业设计节点B2:kN·mm节点A1:kN·mm节点B1:kN·mm4.1.2杆件固端弯矩计算杆件固端弯矩时应带符号，杆件弯矩一律以顺时针方向为正。见图4.1。1.横梁固端弯矩：89 华北水利水电大学毕业设计顶层横梁：自重作用：kN·mkN·mkN·m板传来的荷载作用：kN·mkN·mkN·m固端弯矩：kN·mkN·mkN·m二～五层横梁：自重作用：kN·mkN·mkN·m板传来的荷载作用：kN·m89 华北水利水电大学毕业设计kN·mkN·m固端弯矩：kN·mkN·mkN·m2、纵梁引起柱端附加弯矩顶梁外纵梁：楼层外纵梁：kN·m顶层中纵梁：kN·m楼层中纵梁：kN·m4.1.3内力计算根据对称原则，只计算AB、BC跨。在进行弯矩分配时，应将节点不平衡弯矩反号后再进行杆端弯矩分配。恒载弯矩分配过程见图4.2，恒载作用下弯矩见图4.3，梁剪力、柱轴力见图4.4。根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力，结果见表4-2、表4-3、表4-4、表4-5。89 华北水利水电大学毕业设计图4.2恒载作用下弯矩二次分配89 华北水利水电大学毕业设计图4.3恒载作用下弯矩图(kN·m)表4-2AB跨梁端剪力(KN)层q(kN/m)g(kN/m)a(m)(m)μ=(1-a)×q/2MAB(kN·m)MBA(kN·m)V1/A=gl/2+u-∑Mik/lVB=-(gl/2+u+∑Mik/l)515.7324.0051.87.214.41842.476-64.97579.5272.02154.873-58.915413.11010.3831.87.238.89135.397-87.66895.1601.04073.248-75.328313.11010.3831.87.238.89135.397-86.43594.7231.15173.137-75.439213.11010.3831.87.238.89135.397-86.76694.8831.12773.161-75.415113.11010.3831.87.238.89135.397-80.64891.8301.55372.735-75.841表4-3BC跨梁端剪力（kN）89 华北水利水电大学毕业设计层q(kN/m)g(kN/m)(m)VC=-(gl/2+lq/4)514.4213.3293.35.49311.89717.390-17.390412.0193.3293.35.4939.91615.409-15.409312.0193.3293.35.4939.91615.409-15.409212.0193.3293.35.4939.91615.409-15.409112.0193.3293.35.4939.91615.409-15.409表4-4AB跨跨中弯矩（kN·m）层q(kN/m)g(kN/m)a(m)(m)MAB(kN·m)V1/A=gl/2+u-∑Mik/M=gl/2×1/4+μ×1.4-MAB-VD×l/2515.7324.0051.807.214.41842.476-64.9752.02154.873-62.019413.11010.3831.807.238.89135.397-87.6881.04073.248-68.854313.11010.3831.807.238.89135.397-86.4351.15173.137-69.688213.11010.3831.807.238.89135.397-86.7661.12773.161-69.443113.11010.3831.807.238.89135.397-80.6481.55372.735-74.027表4-5柱轴力（kN）层边柱A轴、D轴中柱B轴、C轴横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力5柱顶54.873122.67422.5177.54776.305151.63322.5227.938柱底200.047250.4384柱顶73.248103.97122.5377.26690.737167.11022.5508.285柱底399.766530.7853柱顶73.137103.97122.5576.87490.848167.11022.5788.743柱底599.374811.2432柱顶73.161103.97122.5776.50690.824167.11022.51069.187柱底799.0061091.68731柱顶72.735103.97128.125975.71294.250167.11028.1251350.0475柱底1003.837771378.162889 华北水利水电大学毕业设计图4.4荷载作用下梁剪力、柱轴力（kN)4.2活载作用下的框架内力4.2.1横梁固端弯矩：（仅考虑活荷载的满跨布置，没有考虑活荷载的不利布置，将跨中弯矩乘以1.2的放大系数)。计算简图见图4.5。89 华北水利水电大学毕业设计图4.5活载作用下计算简图顶层横梁：板传来的荷载作用：kN·mkN·mkN·m二～五层横梁：板传来的荷载作用：kN·mkN·m89 华北水利水电大学毕业设计kN·m4.2.2纵梁偏心引起柱端附加弯矩顶层外纵梁：kN·m楼层外纵梁：kN·m顶层中纵梁：kN·m楼层中纵梁：kN·m4.2.3内力计算根据对称原则，只计算AB、BC跨。在进行弯矩分配时，应将节点不平衡弯矩反号后再进行杆端弯矩分配。活载弯矩分配过程见图4.6，活载作用下弯矩见图4.7，梁剪力、柱轴力见图4.8。根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，可求出活载作用下梁剪力、柱轴力，结果见表4-6、4-7、4-8、4-9。89 华北水利水电大学毕业设计图4.6活荷载作用下框架结构弯矩二次分配89 华北水利水电大学毕业设计图4.7活载满跨布置弯矩图（kN·m)表4-6满跨活载作用下梁剪力AB跨梁端剪力（kN）层q(kN/m)a(m)L(m)u=(l-a)×q/2MAB(kN·m)MBA(kN·m)∑Mik/lV1/A=u-∑Mik/lVB=-(u+∑Mik/l)51.81.87.24.86-6.9997.2240.0314.829-4.89149.01.87.224.3-29.41334.0890.64923.651-24.94939.01.87.224.3-30.49334.5620.56523.735-24.86529.01.87.224.3-30.60934.6080.55523.745-24.85519.01.87.224.3-28.44833.7650.73823.562-25.03889 华北水利水电大学毕业设计表4-7满跨活载作用下梁剪力BC跨梁端剪力（kN）层q(kN/m)l(m)lq/4(kN)VB=lq/4(kN)VC=lq/4(kN)51.653.31.3611.361-1.361411.553.39.5299.529-9.529311.553.39.5299.529-9.529211.553.39.5299.529-9.529111.553.39.5299.529-9.529表4-8满跨活载作用下AB跨跨中弯矩（kN·m）层q(kN/m)a(m)L(m)u=(l-a)×q/2MAB(kN·m)∑Mik/lV1/A=u-∑Mik/lM=u×1.05-MAB-V1/A×l/251.81.87.24.86-6.9990.0314.829-5.28249.01.87.224.3-29.4130.64923.651-30.21639.01.87.224.3-30.4930.56523.735-29.43829.01.87.224.3-30.6090.55523.745-29.35819.01.87.224.3-28.4480.73823.562-30.860表4-9满跨活载作用下柱轴力（kN）层边柱A轴、D轴中柱B轴、C轴横梁端部压力纵梁端部压力柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱轴力54.8298.112.9296.25212.67918.931423.65140.577.08034.47872.551125.960323.73540.5141.31534.39472.551232.905223.74540.5205.56034.38472.551339.840123.56240.5269.62234.56772.551446.95889 华北水利水电大学毕业设计图4.8活载满跨布置的梁剪力、柱轴力（kN）4.3风恒载作用下的位移、内力计算4.3.1框架侧移风荷载作用下框架侧移见表4-10。89 华北水利水电大学毕业设计表4-10风荷载作用下框架侧移层层高hi（m）Pik（kN)Vi（kN)∑D(kN/mm)δi=Vik/∑D(mm)总侧移Δi（mm）53.612.39312.39352.6540.2354.75443.617.39229.78552.6540.5664.51933.615.89145.67652.6540.8673.95323.615.16360.83952.6541.1553.08614.0515.44876.28739.5021.9311.9312~5层：1层：4.3.2层间侧移mm相对侧移顶点侧移mm相对侧移满足要求。4.3.3水平风荷载作用下框架层间剪力水平风荷载作用下框架层间剪力见图4.9。各层柱反弯点位置见表4-11。风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩计算见表4-12，风荷载作用下梁端跨中弯矩和剪力计算见表4-13，风荷载作用下柱轴力见表4-14，风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩见图4.10，风荷载作用下框架弯矩见图4.11。89 华北水利水电大学毕业设计图4.9水平风荷载作用下框架层间剪力表4-11各层柱反弯点位置（按均布水平荷载考虑）层次柱别Kα2y2α3y3yny05边柱0.93600100.350.35中柱2.11800100.4060.4064边柱0.93610100.400.40中柱2.11810100.450.453边柱0.93610100.450.45中柱2.11810100.500.502边柱0.936101.2500.500.50中柱2.118101.2500.500.501边柱2.1640.80000.650.65中柱2.6340.80000.650.6589 华北水利水电大学毕业设计表4-12风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩（均布水平荷载作用下）层次H（m）Vik（kN）∑D柱别DiViyM下M上53.612.39352.654边柱10.082-2.3730.35-2.990-5.553中柱16.245-3.8240.406-5.589-8.17743.629.78552.654边柱10.082-5.7030.40-8.212-12.318中柱16.245-3.0190.45-4.891-5.79833.645.67652.654边柱10.082-8.7460.45-14.168-17.317中柱16.245-14.0920.50-25.366-25.36623.660.83952.654边柱10.082-11.6490.50-20.968-20.968中柱16.245-18.7700.50-33.786-33.78614.0576.28739.502边柱8.643-12.5220.65-36.627-19.722中柱11.108-16.0940.65-47.075-25.348表4-13风荷载作用下梁端跨中弯矩和剪力层次柱别M下kN·mM上kN·m节点左右梁线刚度比边跨梁端弯M（kN·m）kN·m中跨梁端弯矩风载下梁端剪力边跨梁端弯矩M（kN·m）左梁右梁VaVB左VB右5边柱-2.990-5.5530.05.553　　-1.404　　-0.497中柱-5.589-8.1771.26　4.5593.6225　-1.404-2.193　4边柱-8.212-12.3180.015.308　　-3.023　　-4.430中柱-4.891-5.7981.26　6.4495.1271　-3.023-3.102　3边柱-14.1688-17.3170.025.529　　-5.889　　-4.330中柱-25.366-25.3661.26　16.869999313.4960　-5.889-8.114　2边柱-20.968-20.9680.035.136　　-6.96　　-1.079中柱-33.786-33.7861.26　32.97826.2　-6.96-15.862　1边柱-36.627-19.7220.040.690　　-10.23　　-3.861中柱-47.075-25.3481.26　32.96826.2　-10.23-15.858　89 华北水利水电大学毕业设计图4.10风载作用下框架弯矩（kN·m）表4-14风荷载作用下柱轴力层次柱别M下（kN·m）M上（kN·m）风载下梁端剪力(kN)柱轴力（kN）VAVB左VB右NANB5边柱-2.990-5.553-1.404　　-1.404　中柱-5.589-8.177　-1.404-2.193　-0.7894边柱-8.212-12.318-3.023　　-4.426　中柱-4.891-5.798　-3.023-3.102　-0.8693边柱-14.168-17.317-5.889　　-10.315　中柱-25.366-25.366　-5.889-8.114　-3.9042边柱-20.968-20.968-6.96　　-17.275　中柱-33.786-33.786　-6.96-15.862　-11.99689 华北水利水电大学毕业设计1边柱-36.627-19.722-10.23　　-27.505　中柱-47.075-25.348　-10.23-15.858　-17.624图4.11风载作用下梁剪力、柱轴力4.4地震作用下横向框架的内力计算4.4.10.5（雪、活）重力荷载作用下横向框架的内力计算按《建筑抗震设计规范》（2010版）计算重力荷载代表值时，顶层取用雪荷载，其他各层取用活荷载，当雪荷载和活荷载相差不大时。可近似按活荷载满跨布置。1.横梁线荷载计算顶层横梁：雪载边跨：kN/m中间跨：kN/m89 华北水利水电大学毕业设计二～四层横梁：活载边跨：kN/m中间跨：kN/m顶层横梁：雪载边跨：kN/m2.纵梁引起柱端附加弯矩屋面板传给次梁的荷载（A、D轴）：kN屋面板传给纵向框架梁荷载（A、D轴）：kN顶层外纵梁：QA=QD=kN楼面板传给次梁的荷载（A、D轴）：kN楼面板传给纵向框架梁荷载（A、D轴）：kN楼层外纵梁：QA=QD=kN屋面板传给次梁的荷载（B、C轴）：kN屋面板传给纵向框架梁荷载（B、C轴）：kN顶层中纵梁：QB=QC=kN楼面板传给次梁的荷载（B、C轴）：kN楼面板传给纵向框架梁荷载（B、C轴）：kN楼层中纵梁：QB=QC=kN顶层kN·m89 华北水利水电大学毕业设计kN·m中间层kN·mkN·m3.计算简图0.5（雪、活）荷载作用下计算简图见图4.12。图4.120.5（雪、活）重力荷载作用下计算简图4.固端弯矩顶层横梁：kN·m89 华北水利水电大学毕业设计kN·mkN·m二～五层横梁：kN·mkN·mkN·m5.不平衡弯矩：kN·mkN·mkN·mkN·m6.弯矩分配计算：弯矩分配过程如图4.13，0.5（雪、活）荷载作用下杆端弯矩见图4.14，根据所求的梁端弯矩，在通过平衡条件，即可求出0.5（雪、活）荷载作用下梁剪力、柱轴力，计算结果见表4-15，表4-16，表4-17，表4-18。89 华北水利水电大学毕业设计图4.130.5（雪、活）荷载弯矩分二次分配89 华北水利水电大学毕业设计图4.140.5（雪、活）荷载作用下杆端弯矩表4-150.5(雪、活)作用下梁剪力AB跨梁端剪力（kN）层qkN/malu=(l-a)×q/2MAB(kN·m)MBA(kN·m)∑Mik/lV1/A=u-∑Mik/lVB=-(u+∑Mik/l)50.631.87.21.701-2.8102.676-0.0191.720-1.68244.501.87.212.15-14.63617.0110.33011.820-12.48034.501.87.212.15-15.24717.2820.28311.867-12.43324.501.87.212.15-15.30517.4840.30311.847-12.45314.501.87.212.15-14.63615.6630.14311.907-12.29389 华北水利水电大学毕业设计表4-160.5(雪或活)作用下梁剪力BC跨梁端剪力标准值（kN）层q(kN/m)l(m)lq/4(kN)VB=lq/4(kN)VC=lq/4(kN)50.5783.30.4770.477-0.47745.7753.34.7644.764-4.76435.7753.34.7644.764-4.76425.7753.34.7644.764-4.76415.7753.34.7644.764-4.764表4-170.5(雪、活)作用下AB跨跨中弯矩（kN·m）层q(kN/m)a(m)l(m)u=(l-a)×q/2MAB(kN·m)∑Mik/lV1/A=u-∑Mik/lM=u×1.4-MAB-V1/A×l/25O.631.87.21.701-2.810-0.0191.720-1.59644.501.87.212.15-14.6360.33011.820-15.15834.501.87.212.15-15.2470.28311.867-14.71724.501.87.212.15-15.3050.30311.847-15.19414.501.87.212.15-14.6360.14311.907-16.079表4-180.5(雪、活）荷载作用下柱轴力（kN）层边柱A轴、D轴中柱B轴、C轴横梁端部压力纵梁端部压力柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱轴力51.7202.8354.5552.1594.3946.553411.82020.2536.62517.24436.27660.073311.86720.2568.74217.19736.276113.546211.84720.25100.83917.21736.276167.039111.90720.25132.99617.05736.276220.37289 华北水利水电大学毕业设计图4.150.5(雪、活）荷载作用下框架剪力、柱轴力（kN）4.4.2地震作用下横向框架的内力计算地震作用下横向框架剪力及柱端弯矩计算过程见表4-19，地震作用下各层柱反弯点位置见表4-20，梁端弯矩计算过程见表4-21，柱剪力和轴力计算过程见表4-22，地震作用下框架弯矩见图4.16，框架剪力、柱轴力见图4.1表4-19地震作用下横向框架柱剪力及柱端弯矩层次层间剪力（kN）总剪力（kN）柱别Di(kN/mm)∑D(KN/mm)Vi（kN）yH（m）M下M上5825.02825.02边柱10.082457.450-18.1830.353.6-22.910-42.548中柱16.245-29.2980.406-42.822-62.6514768.121593.14边柱10.082457.450-35.1120.4023.6-50.814-75.589中柱16.245-56.5760.456-92.875-110.7983597.432190.57边柱10.082457.450-48.2790.453.6-78.212-95.592中柱16.245-77.7920.50-140.026-140.0262398.292588.86边柱10.082457.450-57.0570.503.6-102.703-102.70389 华北水利水电大学毕业设计中柱16.245-91.9360.50-165.485-165.4851227.592816.45边柱8.643348.878-69.7740.654.55-204.089-109.894中柱11.108-89.6740.638-257.454-146.079表4-20地震作用下各层柱反弯点位置（倒三角水平荷载作用下）层次柱别Kα2y2α3y3yny05边柱0.93600100.350.35中柱2.11800100.4060.4064边柱0.93610100.4020.402中柱2.11810100.450.453边柱0.93610100.450.45中柱2.11810100.500.502边柱0.936101.2500.500.50中柱2.118101.2500.500.501边柱0.9360.80000.650.65中柱2.1180.80000.6380.638表4-21地震作用下梁端弯矩层次柱别M下（kN·m）M上（kN·m）节点左右梁线刚刚度比边跨梁端弯矩M(kN·m)中跨梁端弯矩地震下梁端剪力边跨梁端弯矩M(kN·m)左梁右梁VAVB左VB右5边柱-22.910-42.5480.042.548　　-10.761　　-3.81中柱-42.822-62.6511.26　34.92927.722　-10.761-16.801　4边柱-50.814-75.589098.499　　-25.576　　-6.426中柱-92.875-110.7981.26　85.64667.973　-25.576-41.196　3边柱-78.212-95.5920146.406　　-38.368　　-8.28中柱-140.026-140.0261.26　129.847103.054　-38.368-62.457　2边柱-102.703-102.7030180.915　　-48.784　　-5.293中柱-165.485-165.4851.26　170.329135.182　-48.784-81.928　1边柱-204.089-109.8940275.379　　-62.373　　-50.838889 华北水利水电大学毕业设计中柱-257.454-146.0791.26　173.704137.860　-62.373-83.552　表4-22地震作用下梁剪力、柱轴力（kN）层次柱别M下（kN·m）M上（kN·m）地震作用下梁端剪力(kN)柱轴力（kN）VAVB左VB右NANB5边柱-22.910-42.548-10.761　　-10.761　中柱-42.822-62.651　-10.761-16.801　-6.044边柱-50.814-75.589-25.576　　-36.337　中柱-92.875-110.798　-25.576-41.196　-21.663边柱-78.212-95.592-38.368　　-74.705　中柱-140.026-140.026　-38.368-62.457　-45.7492边柱-102.703-102.703-48.784　　-123.489　中柱-165.485-165.485　-48.784-81.928　-78.8931边柱-204.089-109.894-62.373　　-185.862　中柱-257.454-146.079　-62.373-83.552　-100.07289 华北水利水电大学毕业设计图4.16地震作用下框架弯矩（kN）89 华北水利水电大学毕业设计图4.17地震作用下框架剪力、柱轴力（kN）89 华北水利水电大学毕业设计第5章框架内力组合5.1结构抗震等级钢筋混凝土房屋根据结构类型、地震烈度、房屋高度采用不同的抗震等级，钢筋混凝土房屋根据抗震设防烈度、结构类型和房屋高度等采用不同的抗震等级，不同抗震等级的结构应符合相应的计算和构造要求，因此不同类型的房屋采用相应的抗震等级会使设计更经济合理。查表5-1可知，本框架结构的抗震等级为二级。表5-1现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级结构类型设防烈度6789框架结构高度(m)<=24>24<=24>24<=24>24<=24框架四三三二二一一大跨度框架三二一一5.2荷载组合非地震作用组合：①②地震作用组合：5.3控制截面及最不利内力5.3.1控制截面在进行框架梁的内力组合时，对每跨梁选取三个控制截面，即两端支座截面和跨间最大正弯矩截面。梁支座截面的最不利位置在柱边，配筋时应采用梁端部截面内力，柱边梁端的剪力和弯矩按下式计算：89 华北水利水电大学毕业设计,——梁端柱边截面的剪力和弯矩，当计算水平荷载或竖向集中荷载产生的内力时，则=；,——内力计算得到的梁端柱轴线截面的剪力和弯矩；——作用在梁上的竖向分布恒荷载和活荷载；对于框架柱，其弯矩、轴力和剪力沿柱高是线性变化的，而柱两端截面的弯矩最大，而剪力和轴力在一层内的变化较小，因此，柱的控制截面在柱的上下端。5.3.2最不利内力组合框架梁截面最不利内力组合有：梁端截面：、、梁跨中截面：、柱端截面最不利内力组合有：及相应的N、V；及相应的N、V；及相应的M、V；及相应的M、V；5.4框架梁内力组合框架梁内力组合结果见附表3、附表4。5.5框架柱内力组合在进行柱的内力组合前，首先确定各柱截面的轴压比，轴压比指柱组合的轴向力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值。89 华北水利水电大学毕业设计柱的内力组合时，承载力抗震调整系数与轴压比有关。表5-2梁柱内力组合时考虑地震作用时承载力抗震调整系数材料结构构件受力状态混凝土梁受弯0.75μ<0.15的柱偏压0.75μ>0.15的柱偏压0.8各类受剪0.85框架柱内力组合计算见附表5、附表6。89 华北水利水电大学毕业设计第6章框架梁、柱的截面设计和构造要求6.1框架梁的截面设计查《建筑抗震设计规范》（2010版）知此框架的抗震等级为二级，所以在地震作用下梁的配筋需要对梁的内力进行调整。为了增大梁“强剪弱弯”的程度，在抗震设计中，一、二、三级的框架梁，其梁端截面组合的剪力值按下式调整：弯矩组合设计值：顶层：AB跨左右的、：；BC跨左右的、：；五层：AB跨左右的、：；BC跨左右的、：；四层：AB跨左右的、：；BC跨左右的、：89 华北水利水电大学毕业设计；三层：AB跨左右的、：；BC跨左右的、：；二层：AB跨左右的、：；BC跨左右的、：；为了满足和提高框架结构“强柱弱梁”程度，在抗震设计中采用增大柱端弯矩设计值的方法，三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：其中：—节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和—节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和—柱端弯矩增大系数，二级框架取1.2顶层不调，而且轴压比小于0.15的也不调四层：A柱：B柱：89 华北水利水电大学毕业设计三层：A柱：B柱：二层：A柱：B柱：一般多层框架柱的计算长度按此式取：底层柱;其他各层柱。6.2次梁的截面设计主梁的截面高度mm,次梁mm,取mm,宽度可取(1/3～1/2)梁高，同时不小于柱宽，且不应小于250mm,因此mm。次梁mm。mm，计算简图见图6.1。89 华北水利水电大学毕业设计6.2.1屋面次梁的截面设计图6.1次梁计算简图1.荷载计算：板传来恒荷载kN/m次梁自重kN/m梁侧粉刷kN/m恒荷载标准值kN/m活荷载标准值kN/m总荷载标准值：由可变荷载效应控制的组合：kN/m由永久荷载效应控制的组合：kN/m因此内力计算按永久荷载效应控制的组合。跨中弯矩kN·m6.2.2楼面次梁的截面设计1.荷载计算：板传来恒荷载kN/m次梁自重kN/m89 华北水利水电大学毕业设计梁侧粉刷kN/m恒荷载标准值kN/m活荷载标准值kN/m总荷载标准值：由可变荷载效应控制的组合：kN/m由永久荷载效应控制的组合：kN/m因此内力计算按永久荷载效应控制的组合。跨中弯矩kN·m6.2.3截面配筋计算次梁跨中按T型截面进行正截面受弯承载力计算。mm,mm,mm,取mm，跨中截面均按一排钢筋考虑。取mm，翼缘厚度mm,kN·m,此值大于跨中弯矩设计值。故次梁跨中截面均属于第一类T型截面。次梁正截面配筋计算见表6-5。表6-5次梁正截面受弯承载力计算89 华北水利水电大学毕业设计截面屋面楼面跨中跨中M(KN·m)184.914219.082b或b′(mm)14501450αs=M/α1fcbh020.0400.048ξ=1-√1-2αs0.0410.049As=α1fcbh0ξ/fy(mm2)11101326实配钢筋（mm2)　4C22(1521)　4C22(1521)　屋面和楼面支座处根据构造要求配2C16（As=402mm2)。6.2.4次梁斜截面受剪承载力计算次梁斜截面受剪承载力kN＞kN因此次梁斜截面的钢筋按构造配筋。实配A8@200mm。6.3框架柱的截面设计框架柱在压（拉）力、弯矩、剪力的共同作用下，纵筋按正截面抗弯承载力设计。箍筋按斜截面抗剪承载力进行设计，为了满足和提高框架结梁“强柱弱梁”的程度，在抗震设计中采用增大柱端弯矩设计值的方法，抗震等级一、二、三级框架梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值值按下式调整：——节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分层进行分配；——节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，一级框架节点左右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩应取零；89 华北水利水电大学毕业设计——柱端弯矩增大系数，抗震等级一级取1.7，二级取1.5，三级取1.3；为避免框架结构底层柱下端过早屈服，影响整个结构的应变能力，抗震等级为一、二、三级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值，应分别乘以放大系数1.7、1.5、1.3。一般多层框架柱计算长度按下式取：现浇楼盖：6.4偏心受压柱的正截面承载力计算6.4.1大偏心受压柱的正截面承载力计算——考虑二阶弯矩影响的偏心距增大系数，当偏心受压构件长细比l0/h≤5或l0/d≤5或l0/i≤17.5时，可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响，取；——初始偏心距；——轴向力对截面的偏心距；——附加偏心距，——构件的计算长度；——截面高度；——偏心受压构件的截面曲率修正系数，当时，取1.0；——受压构件的截面面积；当时为大偏心受压，当时为大偏心受压89 华北水利水电大学毕业设计当时，当时，6.4.2小偏心受压柱的正截面承载力计算当时为大偏心受压，当时为小偏心受压。框架柱的正截面和斜截面配筋计算、验算见附表7—附表16。89 华北水利水电大学毕业设计第7章楼板设计7.1设计资料本工程楼盖均为整体现浇，楼板布置示意图见图7.1。图7.1楼板布置示意图根据屋面结构布置情况，走廊处屋面板，按单向板设计，其它屋面板均为双向板。板厚mm,故板厚取100mm。mm。楼板按弹性理论方法计算内力，并考虑活荷载不利布置的影响。7.2跨中最大弯矩将总荷载分成两部分：，，当板的各区格均受时，可近似的认为板都嵌固在中间支座上，即内部区格板可按四边简支的单块板进行计算。当130 华北水利水电大学毕业设计在一区格中向上作用而在相邻的区格中向下作用时，近似符合反对称关系，可认为中间支座的弯矩等于零，即内部区格按四边简支的单板进行计算，对边区格及角区格，其内部支撑作为简支，外部支撑根据具体情况确定（支撑在砌体墙上为简支，支撑在梁上为固定）,将上述两种情况相加可得跨内最大弯矩。计算简图见图7.2。图7.2跨中最大弯矩活荷载不利布置7.3荷载计算7.3.1屋面荷载计算教室恒载设计值：kN/m活载设计值：kN/m走廊恒载设计值：kN/m活载设计值：kN/mkN/mkN/mkN/m7.3.2楼面荷载计算教室恒载设计值：kN/m活载设计值：kN/m走廊恒载设计值：kN/m活载设计值：kN/m教室kN/mkN/m130 华北水利水电大学毕业设计kN/m走廊kN/mkN/mkN/m7.4板的计算7.4.1屋面板的计算A区格1.求跨内最大弯矩作用下，查附表（四边固定），得时kN·mkN·m换算成时，利用公式kN·mkN·m作用下，查附表（邻边固定、邻边简支），得时kN·mkN·m换算成时，kN·mkN·m叠加后：kN·mkN·m130 华北水利水电大学毕业设计2.求支座中点固端弯矩p作用下，查附表（四边固定），得kN·mkN·mB区格1.求跨内最大弯矩作用下，查附表（四边固定），得时kN·mkN·m换算成时kN·mkN·m作用下，查附表（三边简支、一边固定），得时kN·mkN·m换算成时，kN·mkN·m叠加后：kN·mkN·m2.求支座中点固端弯矩作用下，查附表（四边固定），得130 华北水利水电大学毕业设计kN·mkN·mC区格按单向板进行计算，跨中按两端简支计算正弯矩，支座按两端固端计算负弯矩。kN·mkN·m7.4.2楼面板的计算A区格1.求跨内最大弯矩作用下，查附表（四边固定），得时kN·mkN·m换算成时，利用公式kN·mkN·m作用下，查附表（邻边固定、邻边简支），得时kN·mkN·m换算成时，kN·mkN·m130 华北水利水电大学毕业设计叠加后：kN·mkN·m2.求支座中点固端弯矩作用下，查附表（四边固定），得kN·mkN·mB区格1.求跨内最大弯矩作用下，查附表（四边固定），得时kN·mkN·m换算成时kN·mkN·m作用下，查附表（三边简支、一边固定），得时kN·mkN·m换算成时，kN·mkN·m叠加后：kN·mkN·m2.求支座中点固端弯矩作用下，查附表（四边固定），得130 华北水利水电大学毕业设计kN·mkN·mC区格按单向板进行计算，跨中按两端简支计算正弯矩，支座按两端固端计算负弯矩。kN·mkN·m楼面板的最终配筋见表7-1—表7-4。表7-1屋面板板跨中配筋计算截面位置AxAyBxByEM(KN·m)3.2160.9423.2240.9358.9010.0350.0100.0350.0100.0880.0360.0100.0360.0100.092(mm2)1373813738351实配钢筋（mm2)B8@150(524)B8@150(335)B8@150(524)B8@150(335)B10@150(524)130 华北水利水电大学毕业设计截面位置X向Y向【C】【A】【B】【A】【B】M(KN·m)6.3866.3864.3914.3915.3940.0700.0700.0480.0480.0590.0730.0730.0490.0490.061(mm2)278278187187233实配钢筋（mm2)B8@150B8@150B8@150B8@150B10@150表7-2屋面板支座配筋计算截面位置AxAyBxByCM(KN·m)4.5181.3634.5631.33112.6190.0490.0150.0500.0140.1380.0500.0150.0510.0140.149(mm2)1915719453568实配钢筋（mm2)B8@150(524)B8@150(335)B8@150(524)B8@150(335)B10@150(524)表7-3楼面板板跨中配筋计算130 华北水利水电大学毕业设计截面位置X向Y向【C】【A】【B】【A】【B】M(KN·m)8.4558.4555.8145.5648.4120.0920.0920.0640.0610.0920.0970.0970.0660.0630.097(mm2)370370252240370实配钢筋（mm2)B10@150B10@150B8@150B8@150B10@150表7-4楼面板支座配筋计算130 华北水利水电大学毕业设计第8章楼梯设计作用于楼梯上的活荷载标准值为3.5kN/mm2,踏步面层采用30mm厚现浇水磨石（0.69kN/m2），底面为15mm厚混合砂浆抹灰（17kN/mm3），混凝土采用C30，楼梯斜梁及平台梁中的受力钢筋采用HRB400级，其余钢筋均采用HPB300级，环境类别为一类a，因为楼梯踏步水平段长度水平投影为mm,因此采用梁式楼梯。8.1踏步板计算踏步板构造示意图如下，每个踏步板单位长度的自重重力荷载计算如下：1.确定踏步板底板的厚度，梁式楼梯踏步板厚D度一般取mm，底板取mm，踏步板的计算高度近似按梯形截面的平均高度采用。板厚mm，楼梯斜梁尺寸取mm，踏步板计算高度mm。2.荷载计算130 华北水利水电大学毕业设计踏步板自重kN/m踏步抹面重kN/m底面抹灰重kN/m恒荷载标准值kN/m活荷载标准值kN/m总荷载标准值：kN/mkN/m取总荷载设计值为kN/m进行内力计算。3.内力计算楼梯斜梁尺寸取mm，则踏步板的计算跨度和跨中截面弯矩分别为：mkN·m4.受剪承载力计算踏步板截面折算高度mm，mm，mm，N/mm2,N/mm2,则：mm2,选2B8（=101mm2）8.2楼梯斜梁计算1.荷载计算踏步板传来的荷载kN/m斜梁自重kN/m130 华北水利水电大学毕业设计斜梁栏杆自重kN/m楼梯栏杆重0.12kN/m总荷载设计值kN/m2.内力计算取平台梁截面尺寸mm，则斜梁的水平投影跨度为：m梁跨中截面弯矩和支座截面剪力分别为：kN·mkN3.承载力计算mm，mm，mm，N/mm2,N/mm2,N/mm2，则：kN·mkN·m属于第一类T型截面。mm2,选2C12（=226mm2）因为kNkN因此只需要按构造要求配置箍筋。选用A8@200mm。130 华北水利水电大学毕业设计8.3平台梁计算平台板：按单向板计算，板厚度取80mm，面层采用30mm厚水磨石，底板为15mm厚混合砂浆抹灰。平台梁计算简图见图8.2。图8.2平台梁计算简图1.荷载计算平台板传来的均布恒荷载kN/m平台板传来的均布活荷载kN/m平台梁自重kN/m平台梁抹灰重kN/m均布荷载设计值12.898kN/m由斜梁传来的集中荷载设计值kN2.内力计算130 华北水利水电大学毕业设计平台梁计算简图如下，则平台梁的计算跨度为：m支座反力kN梁跨中截面弯矩为：kN·m梁端截面剪力为kN由于靠近楼梯间墙的梯段斜梁距支座过近，剪跨过小，故其荷载将直接传给支座，所以计算截面宜取在斜梁内侧，此处剪力kN3.正截面承载力计算mm，mm，mm，mm，N/mm2,N/mm2,N/mm2，则：kN·mkN·mmm2,选2C18（=509mm2）因为kN因此只需要按构造要求配置箍筋。选用A8@200mm。130 华北水利水电大学毕业设计8.4平台板计算平台板：板跨度mm，板厚，板厚度取80mm，面层采用30mm厚水磨石，底板为15mm厚混合砂浆抹灰，取1m宽的板带为计算单元。1.荷载计算面层30mm厚的水磨石kN/m板自重kN/m板底抹灰kN/m恒荷载标准值kN/m恒荷载设计值kN/m活荷载设计值kN/m荷载设计值kN/m2.配筋计算跨中弯矩：kN·mmm2,选B8@150（=335mm2）支座处按构造配筋B8@200。130 华北水利水电大学毕业设计第9章基础设计9.1设计资料基础混凝土为C30，N/mm2,N/mm2；垫层混凝土为C15，100mm厚，两侧各伸出100mm；钢筋采用HRB400级，N/mm2，钢筋混凝土保护层为40mm。9.2独立基础设计9.2.1荷载计算基础承载力计算时应采用荷载标准组合，恒K+0.9(活K+风K)或恒K+活K，取两者中较大者。以轴线为计算单元进行基础设计，上部结构传来荷载标准值见内力组合表。边柱柱底恒K+0.9(活K+风K)kN·mkNkN恒K+活KkN·mkNkN边柱采用恒K+0.9(活K+风K)的组合值进行计算。中柱柱底恒K+0.9(活K+风K)kN·mkNkN恒K+活KkN·mkNkN中柱采用恒K+活K的组合值进行计算。130 华北水利水电大学毕业设计底层墙、基础连系梁传来荷载标准值墙重±0.000以上：kN/m±0.000以下：kN/m（采用一般黏土砖，kN/m3）连梁mm，取mm，mmkN/mkN/m（连梁与柱轴线距离为0.065m）柱A基础底面kNkN·m柱B基础底面kNkN·m9.2.2确定基础底面尺寸及地基承载力验算室内外高差450mm，基础埋置深度是指设计室外地坪至基础底面的距离(采用独立基础时从室内地面算起),基础室外埋深1.05m,基础室外埋深1.5m。见图9.1。1.A柱（1）初估基底尺寸根据《建筑地基规范》，当基础宽度大于3.0m或埋深大于0.5m时，地基承载力特征值按下式进行修正。（由于基底尺寸未知，先不考虑对基础宽度进行修正）式中：修正后的地基承载力特征值(kPa)；地基承载力特征值(kPa)；130 华北水利水电大学毕业设计、分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别，查表，；地基持力层土的重度，地下水位以下取浮重度()；基础底面以上埋深范围内土的加权平均重度，一般取20kN/m3；基础底面宽度(m),当b＜3m时按3m取值，b＞6m时按6m取值；基础埋置深度，d=0.5+0.65=1.15m；kPa考虑偏心影响，将A增大10%～40%。由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即设，则m，m，（2）按持力层强度验算基底尺寸基底形心处竖向力kN偏心距mkPa2.B柱因为B、C轴向距离近3.3m，B、C柱分别设独立基础场地不够，所以将两柱做成双柱联合基础。因为两柱荷载对称，所以联合基础近似按中心受压计算基础，基础高度700mm，基础埋深1.65m。见图9.2。130 华北水利水电大学毕业设计初估基底尺寸根据《建筑地基规范》，当基础宽度大于3.0m或埋深大于0.5m时，地基承载力特征值按下式进行修正。（由于基底尺寸未知，先不考虑对基础宽度进行修正）式中：修正后的地基承载力特征值()；地基承载力特征值()；、分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别，查表=0.3，=1.6；地基持力层土的重度，地下水位以下取浮重度()；基础底面以上埋深范围内土的加权平均重度，一般取20；基础底面宽度(m),当b＜3m时按3m取值，b＞6m时按6m取值；基础埋置深度，d=0.5+0.70=1.20m；kPa设，则m，m，因为基础宽度m，需对再次进行修正.kPa设，则m，m，取m，m。130 华北水利水电大学毕业设计9.3抗震验算房屋震害调查统计资料表明，建造于一般土质天然地基上的房屋，遭遇地震时。极少有因地基承载力不足或较大沉陷导致上部结构破坏。因此，我国《建筑抗震设计规范》（2010）规定，下述建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：1.规范中规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。2.地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑：①一般的单层厂房和单层空旷房屋；②砌体房屋；③不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋；④基础荷载与③项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。注：软弱黏性土层指7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和120kPa的土层。本设计为5层框架结构，建筑高度<24m，属于第二种类别，故不进行基础抗震验算。9.4地基变形验算根据《建筑地基基础设计规范》3.0.1，此工程基础设计等级为丙级（规范规定场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑、次要的轻型建筑物）不需要进行地基变形验算。9.5基础结构设计9.5.1荷载设计值基础结构设计时，需按荷载效应的设计值（1.35恒+活）进行计算A柱kNkN·m130 华北水利水电大学毕业设计(B-C柱)kNkN·m9.5.2A柱基1.基底净反力kPakPa基底剖面尺寸示意图见图9.3。2.冲切验算在基底上净反力（即不考虑的作用），产生的剪力作用下，基础可能发生冲切破坏，破坏面为大致沿方向的锥形截面。破坏原因主要是由于混凝土斜截面上的主拉应力超过了混凝土抗拉强度而引起的斜拉破坏。为了防止冲切破坏的发生，应进行抗冲切承载力验算，公式如下：受冲切承载力截面高度影响系数，当取1.0；取0.9；其间按线性内差法取。混凝土轴心抗拉强度设计值；基础冲切破坏锥形的有效高度；基础冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，相应于荷载效应基本组合时作用在上的地基净反力设计值，；冲切验算时取用的部分基底面积。由于基础高度h不大于800mm，则，此基础设100mm厚C15混凝土垫层，因此混凝土保护层厚度C取40mm。mm,130 华北水利水电大学毕业设计mm,mmmmmm，取mm，则mm，则m2kN则冲切力：kNkN故基础高度满足要求。3.配筋kPkNmm2每米板带钢筋2881mm2/3.0m=960mm2/m,选C14@160(As=962mm2/m)。kNmm2每米板带钢筋2161mm2/3.6m=600mm2/m,选C12@160(As=707mm2/m)。130 华北水利水电大学毕业设计9.5.3(B-C）柱基基础高度H=0.700m。1.基底净反力kPa2.冲切验算在基底上净反力（即不考虑的作用），产生的剪力作用下，基础可能发生冲切破坏，破坏面为大致沿方向的锥形截面。破坏原因主要是由于混凝土斜截面上的主拉应力超过了混凝土抗拉强度而引起的斜拉破坏。为了防止冲切破坏的发生，应进行抗冲切承载力验算，公式如下：受冲切承载力截面高度影响系数，当取1.0；取0.9；其间按线性内差法取。混凝土轴心抗拉强度设计值；基础冲切破坏锥形的有效高度；基础冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，相应于荷载效应基本组合时作用在上的地基净反力设计值，；冲切验算时取用的部分基底面积。由于基础高度h不大于800mm，则，此基础设100mm厚C15混凝土垫层，因此混凝土保护层厚度C取40mm。mm,mm,mmmm，kNkNkN满足要求。130 华北水利水电大学毕业设计3.纵向内力计算kN/m,弯矩和剪力的计算结果见图9.4。4.抗剪验算柱边剪力kN,kNkN满足要求。4.纵向配筋计算板底层钢筋mm2每米板带钢筋5858mm2/3.6m=1627mm2/m选C16@150(As=1340mm2/m)。顶层钢筋mm2，板顶层按构造配筋C10@2005.横向配筋计算柱下等效梁宽为：m柱边弯矩kN·mmm2每米板带钢筋3975mm2/1.475m=2695mm2/m，选8C22(As=3041mm2/m)。130 华北水利水电大学毕业设计130 华北水利水电大学毕业设计参考文献[1]GB/T50104-2001建筑制图标准[S].北京：中国计划出版社，2002. [2]GB50009-2012建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012. [3]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010. [4]GB50223-2012建筑抗震设防分类标准[S]. [5]GB/T50105-2001建筑结构制图标准[S].[6]GB50010-2010混凝土结构设计规范．北京：中国建筑工业出版社，2010 [7]GB5009-2011中小学建筑设计规范[S].[8]GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S]. [9]GB/T50001-2001房屋建筑制图统一标准 [10].GB50352—2005《民用建筑设计通则》 [11]GB/T50033--2001建筑采光设计标准建筑设计防火规范 [12]龙驭求、包世华主编.结构力学.第二版.高等教育出版社，2006. [13]曾桂香，陈爱玖主编.房屋建筑学.复旦大学出版社.2010 [14]徐秀丽编著.混凝土结构设计.中国建筑工业出版社.2008[15]梁兴文、史庆轩主编.混凝土结构设计.中国建筑工业出版社.2011[16]马成松主编．建筑结构抗震设计．武汉：武汉理工大学出版社，2010[17]赵顺波主编．混凝土结构设计原理．上海：同济大学出版社，2010[18]崔钦淑编著.PKPM结构设计程序.中国水利水电出版社.2011[19]建筑结构构造资料集．武汉：武汉工业大学出版社，1998[20]11G101—1、11G101—2、11G101—3混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造祥图．北京：中国建筑标准设计研究所出版，2011130 华北水利水电大学毕业设计致谢在这次毕业设计中，得到了曾老师及其他的老师们的悉心指导和深切关怀。在此我诚挚地向指导毕业设计老师表示衷心的感谢，感谢他们在我整个毕业设计期间给予的耐心指导和严格要求。老师们的耐心指导，不厌其烦的工作态度，让我非常感动。经过本学期的毕业设计和毕业实习，我对结构专业的知识和相关的内容从理论和实践两个方面都进行了温习和巩固，把所学到的知识体系合理的应用在了本次设计当中，提高了自己的能力；还让我学习了老师们分析问题，解决问题的方法，我在老师的帮助下慢慢成长，对我以后的学习和工作有很大的帮助。这次毕业设计是对我所学知识的集中应用，它全面的反映了我对大学两年所学知识的掌握程度。在此期间，我学到的不仅是丰富的专业知识，更重要的是学到了做人的道理，更加增强了我的责任心，做我们这个专业设计的人员一定要本着对自己、对人民的生命财产负责的态度实事求是的完成每一项设计任务。最后，我要再次对指导我毕业设计的老师表示衷心的感谢，特别是曾老师对我的耐心指导，我才能很好的完成此次毕业设计。另外，还要感谢陪伴我两年的华水的老师和同学们，感谢他们两年来一点一滴的指导和帮助，谢谢大家!130 华北水利水电大学毕业设计附录1：外文原文UndergroundSpaceFormDesignofLargeCentrifugalShakerSystemandAnalysisofMachineFoundationVibrationYongzhiWanga,YunlongWangb,ZhuoshiChencandXiaomingYuand1KeyLaboratoryofEarthquakeandEngineeringVibration,InstituteofEngineeringMechanics,ChinaEarthquakeAdministration,Harbin150080,Chinaayong5893741@163.com,bwyl_iem@hotmail.com,cvarious@163.com,dyxmiem@163.comKeywords:largecentrifugalshaker;undergroundspaceform;mathematicalmodel;machinefoundationvibration.Abstract.Centrifugalshakersareaccountedthemosteffectiveandthemostadvancedtestmethodofgeotechnicalearthquakeengineeringandsoildynamics,forauniqueabilityofexertingdynamicloadsofsinewavesandseismicwavesonmodelswhilethesamegravitystressasprototypeisproduced.Largecentrifugalshakersarenecessarytocountriesoffrequentearthquakeoccurrences,butnoonehasbeenbuiltinChina.Asstate-of-the-arttestequipments,itsconstructionabsolutelyhasmanychallenges.Inthemachinefoundationdesign,itsundergroundspaceemployedanarrowrectangleasusualcan’tsatisfythespaceneedsoffacilities,whiletheimbalanceforceofequipmentsagainstfoundationstabilityisinherentlyhigh.Fornorelevantresearchfindingscanbeavailable,thepaperstatesthegenerallayoutofalargecentrifugalshakerandthefiendishproblemsbetweentwospaceforms.Bytheoriesofmass-spring-damperandelastichalf-space,twofoundationvibrationmathematicalmodelsforlargecentrifugalshakersareproposed.Thecalculationresultsofbothundergroundspaceformsshowaroundspacemeetingthespaceneedsoffacilitiesdoesn’tsignificantlyincreasefoundationvibration,andismoreideal.Moreovertheviewofanarrowrectanglerundergroundspacemorestabletolargecentrifugalshakersbyexperienceisnottrue.IntroductionSoilisaquitecomplexmaterialwithstress-strainbehaviorsaffectedbymanyandvariousfactors,whichshowsignificantdifferencesinmechanicalcharacteristicsunderdifferentloadingpathsanddifferentgravitystressconditions.Viacentrifugalshakers,thedynamicpropertyandthefailure130 华北水利水电大学毕业设计mechanismofsoilmassandgeotechnicalstructurescanbetrulyreproducedbyexertingdynamicloadsofsinewavesandseismicwavesonmodelswhilethesamegravitystressasprototypeisproduced.Incontrastwithconventionalresearchmethodssuchasearthquakedamagesurvey,physicaltestsandnumericalsimulations,thistestmethodismoreeconomical,reliableandcatholicity.Therefore,itwinsfavourandattentionofgeotechnicalengineeringscholarsandisconsideredasthemosteffectiveandthemostadvancedearthquakesimulationmethod.Moreover,centrifugalshakerscombinedwithnumericalsimulationstocomplementeachother,cangreatlyincreasethelevelofgeotechnicalengineeringandseismicresistanceresearch[1].Largecentrifugalshakersarenecessarytocountriesoffrequentearthquakeoccurrences,butnoonehasbeenbuiltinChina,whichisinconsistentwiththecomplicatedengineeringgeotechnicalconditions,therapidengineeringconstructiongrowthandtheseriousseismicrisksinChina[2].Aroundtheworld,onlytwolargecentrifugalshakersexistinUSA(inUniversityofCalifornia,Davis)andJapan(inPublicWorksResearchInstitute)respectively,andtheirconstructionprocesseshaveshowedmanyproblems,manydifficultiesandlongduration.Therefore,thelargecentrifugalshakerconstructioninChinawithlimitedinternationalexperiencestoreference,definitelywillencounterssomeunknownproblems.Forexample,inthemachinefoundationdesign,undergroundspaceformemployedanarrowrectangleasusualcan’tsatisfythespaceneedsoffacilities,meanwhiletheimbalanceforceofequipmentsagainstfoundationstabilityisinherentlyhigh,andnorelevantresearchfindingscanbeavailable.Thepaperstatesthegenerallayoutofalargecentrifugalshakerandanalysesthefiendishproblemsbetweentwospaceformsofaroundandanarrowrectangle.Bytheoriesofmass-spring-damperandelastichalf-space,twofoundationvibrationmathematicalmodelsforlargecentrifugalshakersareproposed,andthefoundationvibrationofbothspaceformsiscalculatedandanalyzed.ConstructionLayoutThegenerallayoutofthelargecentrifugalshakersysteminUCDavisadoptedtwofloorstructures,whiletheoneinPWRIadoptedthreefloorstructures.Accordingtothefunctionsandrunningcharacteristicsofeachfacilityconstitutingalargecentrifugalshakersystem,andreferringtotheexperiencefromdesignersandusersofbothexistinglargecentrifugalshakers,itispreferabletoadoptthreefloorstructuresforalargecentrifugalshakersystem,asshowninFig.1.130 华北水利水电大学毕业设计Thecomponentsofalargecentrifugalshakersystemcanbedividedintofoursubsystems,namelyashaker,acentrifuge,atestingauxiliarysystemandsupportingfacilitiesofcivilengineering,asshowninTable1.Theshakerbasicallyconsistsofamovingplatform,anexcitingsystem,powersources,etc.Thecentrifugebasicallyconsistsofabucket,anarm,amachinebase,shafts,areducer,amotor,etc.Thetestingauxiliarysystembasicallyconsistsofadataacquisitionsystem,avideoobservation,containers,samplingequipments,etc.Thesupportingfacilitiesofcivilengineeringgenerallyconsistofapowersubstation,acoolingventilationsystem,adesiccationanddrainagesystem,etc.AsshowninFig.1,thecraneandupperinstrumentstoragecontainingsignalrings,opticalfiberringsandpowerringsareinstalledonthetopfloor.Astheoperationhall,themaincomponentsofequipmentsareinstalledonthemiddlefloor,includingthearm,bucket,containers,machinebase,armsupport,drivebearings,lowerinstrumentstorageandobservationequipmentsystemetc.Thebottomfloorisinstalledwiththedrivingmotor,reducer,lubricationsystem,rotaryjoint,hydraulicsourceandcoolingventilationsystemetc.,allofwhichhaveremarkablecharacteristicsoflargevibration,highnoiseandintenseheat,sothisfloorissetupunderthegroundandgenerallyadoptsanarrowrectanglespaceformforwithinfacilities.Butforlargecentrifugalshakers,thefacilitiesonthebottomfloorareverylargeinsizeandgreatinquantity,ifitsspaceformadoptsanarrowrectangleasusualusedinmediumandsmallcentrifugalshakers,orlargecentrifugeswithoutashaker,thespaceneedsoffacilitiescan’tbemet[3].Thus,somescholarsproposethataroundundergroundspaceformcanbe130 华北水利水电大学毕业设计adoptedinsteadofanarrowrectangletoobtainmorespaceforfacilities.However,otherscholarsfeelanxiousaboutthemachinefoundationstabilityfortheimbalanceforceofequipmentsisextremelyhigherthanthemediumandsmallcentrifugalshakers,andtheviewbyexperienceisanarrowrectangleundergroundspaceissaferforthemachinefoundationstabilitythanaroundundergroundspace[3].Becausefoundationstabilityisonepreconditionoffeasibilityfortheconstructionofalargecentrifugalshaker,thekeyproblemwhetheraroundundergroundspacesatisfyingthespaceneedsoffacilitiesissafeformachinefoundationstabilitymustbestudied. MathematicalModelTheimbalanceforceofalargecentrifugalshakerisproducedbythreeprimarysources,whatarethehugeexcitingforceofshakers,centroidshiftinginfailureprocessoftestmodelsandremainingangleofswingbuckets.Theformertwosourcescangenerateagreatinstantaneousimbalanceforce,whichismoredangerousformachinefoundationstability.Duetoallimbalanceforcesmustpassthroughthearmandmachinebasetothemachinefoundation,thecausedmachinefoundationvibrationisacouplingmovementofhorizontalandrocking,inwhichtheloadcanbesubstitutedbyaconcentratedforceP.IfPisconstantinthearmrotation,thehorizontalvibrationofmachinefoundationateachdirectionissinusoidalperiodicmovements.Therefore,thefoundationstabilitycanbeevaluatedbythemaximumhorizontalamplitudeinthecouplingmovementofhorizontalandrocking.130 华北水利水电大学毕业设计Presently,vibrationanalysistheoriesfordynamicmachinefoundationcanbeclassifiedasthecategoryofmass-spring-damperandthecategoryofelastichalf-space,theformerisadoptedincountiesrepresentedbyChina,India,andthecurrentcodefordesignofdynamicmachinefoundation(GB50040–96)inChinaalsobelongstothiscategory,whilethelatterisadoptedincountiesrepresentedbyAmericaandJapan.Referringtoboththeoriesofmass-spring-damperandelastichalf-space,twofoundationvibrationmodelsforlargecentrifugalshakersareproposed,respectivelyshowninFig.2andFig.3.Fig.2isthemathematicalmodelbasedonthetheoryofmass-spring-damper,inwhichPistheconcentratedforce;MandOarethemassandthecentroidoffoundation;h1isthedistancebetweenthecentroidandthetopoffoundation;h2isthedistancebetweenthecentroidandthebottomoffoundation;ρ1,ρ2areequivalentgyrationradiuscorrespondingtothefirstandthesecondnaturalfrequenciesrespectively;andO1,O2arethecentreofrotation.Fig.3isthemathematicalmodelbasedonthetheoryofelastichalf-space,inwhichr0istheequivalentradius;Kxistheequivalentstiffnessoftranslation;D’xistheequivalentdampingoftranslation;Kφistheequivalentstiffnessofshimmy;D’φistheequivalentdampingofshimmy;andotherparametersareidenticaltoFig.2.Thecomputationalformulastotheabovemathematicalmodelsandfurtherdetailscanbefoundinthereference[4].ResultAnalysisInFig.1,thewholelabincludingthreefloorsaretreatedbyintegratedreinforcedconcretetogetherwiththemachinefoundation,andbuiltonthenaturalgroundofsoilbed.Tothestructuresoflabwithadensityof2500kg/m3,whentheundergroundspaceadoptsaroundform,itsradiusis5.5mandheightis2.8m,incontrast,adoptsanarrowrectangle,itslengthis12m,widthis3.5mandheightis3.5m.Meanwhile,theparametersofthenaturalgroundneededforcalculationarethedensityof1900kg/m3,compressionstrengthof40000kN/m,Poissonratioof0.35andshearmodulusof155Mpa.Themaximumimbalanceforceofarmis900kN,withadistanceof2mtothetopofmiddlefloor.Baseontheseparameters,thecalculationresultsoffoundationvibrationareshowninFig.4andFig.5,correspondingtotheabovemathematicalmodelsrespectively.TheplotsinFig.4andFig.5representthemaximumhorizontalamplitudeversusfrequency,whichshowtwoformsoftheundergroundspaceareallsafeunderthesafetyindexof100galinbothmethods,andtheamplitudeatresonantfrequencyinmass-spring-dampermethodisabouttwicelargerthanthatinelastichalf-spacemethod.Simultaneously,theyalsoindicatearoundundergroundspacemeetingthespaceneedsoffacilitiesdoesn’tsignificantlyincreasefoundationvibration,incomparisonwithanarrowrectangleundergroundspace,inotherwords,theviewofa130 华北水利水电大学毕业设计narrowrectangleundergroundspacemorestabletolargescalecentrifugalshakersbyexperienceisnottrue.ConclusionsThemainconclusionshereincanbegot:(1)Thecalculatedresultsemployedtwomathematicalmethodsofmass-spring-damperandelastichalf-spaceshowtheundergroundspacewithtwoformsofaroundandanarrowrectangleareallsafeforthemachinefoundationstability.Moreovertheamplitudeatresonantfrequencyinthemass-spring-dampermethodisabouttwicelargerthanthatintheelastichalf-spacemethod.(2)Thecalculatedresultsalsoindicatetheroundundergroundspacedoesn’tsignificantlyincreasethefoundationvibrationincomparisonwiththenarrowrectangleundergroundspace.Therefore,theviewofanarrowrectangleundergroundspacemorestablebyexperienceisnottrue.(3)Thelabforalargecentrifugalshakersystemcanadoptsthreefloorstructures,witharoundundergroundspace,whichcanmeetsthehighspaceneedsoffacilitiesandisamoreidealform.References[1]X.Yuan,Z.Cao,R.Sun,etal,PreliminaryresearchonliquefactioncharacteristicsofWenchuan8.0earthquake,ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,6(2009)1288–1296.(inChinese)130 华北水利水电大学毕业设计[1]Y.Wang,X.Yuan,R.Sun,Generallayoutandkeyconstructiontechnologiesoflargescalecentrifugalshakers,AppliedMechanicsandMaterials,Vols.90-93(2011)1627-1633.[2]GB50040–96,CodeforDesignofDynamicMachineFoundation,ChinaPlanningPress,Beijing,2002.(inChinese)[3]Y.Wang,Y.Wang,H.Huang,etal,Influenceonfoundationvibrationbyundergroundspaceformoflargescalecentrifugalshaker,RockandSoilMechanics,accepted,(inChinese)大型离心式振动系统的地下空间形态设计和机械基础振动分析YongzhiWanga,YunlongWangb,ZhuoshiChencandXiaomingYuand1KeyLaboratoryofEarthquakeandEngineeringVibration,InstituteofEngineeringMechanics,ChinaEarthquakeAdministration,Harbin150080,China130 华北水利水电大学毕业设计ayong5893741@163.com,bwyl_iem@hotmail.com,cvarious@163.com,dyxmiem@163.com关键词：大型离心振动筛；地下空间形式;数学模型;机械基础振动.摘要：人们认为离心振动筛是岩土地震工程和土动力学试验的最有效和最先进的方法，因为它有一个独特的发挥正弦波和地震波的动态负载能力，而同样的重力的原型应力也产生。大型离心式振动筛对于地震发生频繁的国家是必需的，但没有一个是建立在中国的。作为国家最先进的测试设备，它的建设绝对很具挑战性。在机械基础设计中，其狭窄的矩形地下空间通常不能满足设施的需求空间，然而设备对地基稳定性的不平衡力固然是高的，但没有相关的研究结果可以利用。论文阐述了大型振动离心机的总体布局和两种空间形式之间存在的一些疑难问题。根据质量弹簧阻尼器和弹性半空间理论，大型振动离心机的两个基础振动的数学模型被建立。两种地下空间形式的计算结果表明，能满足空间设施的需求的圆形空间的并没有明显增加基础设施的振动，并且是较为理想的。此外，凭经验来看，一个狭窄的矩形地下空间对大型离心式振动筛更稳定的观点是不正确的。引言土壤是一种带有应力-应变行为并且受各种因素影响的比较复杂的材料，这表明不同加载路径和不同重力应力条件下机械特性的显著差异。离心振动筛在发挥正弦波和地震波的动态负载能力时动态特性和土体与岩土结构的破坏机理可以真实再现，同时同样的重力应力作为原型而产生。与传统的研究方法，如地震震害调查，物理实验和数值模拟相比，这种测试方法更经济，可靠和普遍。因此，它赢得岩土工程学者的支持、青睐和重视，被认为是最有效和最先进的地震模拟方法。此外，带有数值模拟的离心振动筛，可以极大地提高岩土工程与抗震性能的研究水平。大型离心式振动筛对于130 华北水利水电大学毕业设计地震发生频繁的国家是必需的，但没有一个是建立在中国的，这与复杂的工程岩土条件，工程建设的快速增长和在中国严重的地震风险是不符合的。在世界各地，只有两个大型离心振动筛，他们分别存在于美国（加州大学戴维斯分校）和日本（在公共工程研究所），其建设过程已经出现了很多问题，很多困难，和持续时间长。因此，借鉴有限的国际经验，中国在大型离心振动筛建设中，肯定会遇到一些未知的问题。例如，在机器基础设计中，地下空间形式采用窄矩形通常不能满足设施的空间需求，同时设备对地基稳定性的不平衡力本质上是高的，但没有相关的研究成果可提供。论文阐述了大型离心振动筛的总体布局以及分析了圆形和窄矩形两种空间形式之间存在的一些疑难问题。根据质量弹簧阻尼器和弹性半空间理论，建立了大型振动离心机的两个基础振动的数学模型，并且对地基振动的两种空间形式进行了计算与分析。建筑布局加州大学戴维斯分校的大型离心机振动台系统的总体布局采用了两层结构，然而在公共工程研究所的那个大型离心机振动台系统采用了三层结构。根据每个构成大型离心振动筛系统设施的功能和运行特点，并参照现有大型离心振动筛的设计人员和用户的经验，大型离心式振动台系统最好是采用三层结构，如图1所示130 华北水利水电大学毕业设计一个大型离心振动筛系统的组成部分可分为四个子系统，即振动筛、离心机，、测试辅助系统及配套的土木工程设施，如表1所示。振动筛大体上包括一个可移动的平台，一个励磁的系统和电源等。离心机大体上包括一个水桶，一只手臂，一个机器底座，一些轴，一个减速机和一个电机等。测试辅助系统基本上包括一个数据采集系统，一个视频观察，一些容器和采样设备等。土建工程的配套设施一般包括一个变电站，冷却通风系统，干燥和排水系统等。正如图1所示，起重机和上仪器存储器包含的信号环，光纤环与功率环安装在顶层。作为操作厅，设备的主要部件都安装在中间楼层，包括臂，桶，容器，底座，臂架，传动轴承，降低仪器的存储和观测设备系统等。底层安装有驱动电机，减速器，润滑系统，旋转接头，液压源和冷却通风系统等。所有这一切都有大型振动的显著特点：高噪声、强热，所以这地板下的地面设置，一般采用窄矩形空间内设施的形式。[3]但对于大型离心式振动筛，最底层设施的规模和数量是巨大的，如果它采用通常应用于中小型离心式振动筛，或应用于无振动筛的大型离心机的窄矩形的空间形式，那么就不能满足设施所需要的空间。因此，一些学者提出，可以采用圆形地下空间形式来替代窄矩形空间形式，从而获得更多的设施空间。然而，其他学者担忧，窄矩形空间形式离心式振动筛对机器设备不平衡力的地基稳定性要远远高于中小型离心式振动筛，并且通过经验来看，是一个窄矩形地下空间对于机器基础稳定性比圆形地下空间安全。由于地基稳定性是建设大型离心振动筛可行性的一个前提条件，所以能满足设施空间需要的圆形地下空间是否对机器基础稳定是安全的这个关键问题必须研究。数学模型130 华北水利水电大学毕业设计一个大型振动离心机的不平衡力是由三个主要来源产生的，它们分别是巨大的激振力，质心偏移试验模型破坏过程及摆动桶剩余角。前两种来源能产生很大的瞬时不平衡力，这对机器基础稳定性造成更大危险。由于所有的不平衡力必须由机器基础的手臂和机座产生，所以所引起机器基础的振动是一种水平与摇摆的耦合运动，其中负载可以被一个集中力P取代。如果P在臂的旋转中不变，那么机器基础在每个方向上的横向振动都是正弦周期运动。因此，地基的稳定性可以通过在水平与摇摆耦合运动横向最大振幅中得以体现。目前，动力机器基础振动分析理论可分为质量弹簧阻尼器理论和弹性半空间理论，前者由以中国，印度为代表的国家采用，例如:在中国,动力机器基础设计规范（gb50040–96）也属于这一范畴，后者则是由以美国和日本为代表的国家采取。基于指质量弹簧阻尼器和弹性半空间理论，大型振动离心机的两个基础振动模型已建立，分别在图2和图3显示。图2是基于质量弹簧阻尼理论的数学模型，其中P是集中力；M和O分别是质量和质心的基础；H1是质心和基础顶点之间的距离；H2是质心和基础底部之间的距离；ρ1，ρ2相当于分别为第一和第二自然频率对应的回转半径；O1，O2是旋转中心。图3是基于弹性半空间理论的数学模型，其中R0是等效半径；KX是翻译的等效刚度；D"x是阻尼等效翻译；Kφ是摆振的等效刚度；D’φ是等效阻尼摆；其他参数和图2中的参数是一样的。上述数学模型的计算公式和进一步的细节，可以在参考[4]中找到。结果分析130 华北水利水电大学毕业设计图1的分析结果显示，整个实验建了三层三层都是由集成的钢筋混凝土精制加工的，并且都是建立在土壤床的天然地基上。当密度为2500kg／m3的实验室，地下空间为圆形时，其半径为5.5m和2.8m，相比之下，如果是窄的长方形时，其长度为12m，宽3.5m和高3.5m。同时，天然地基需要计算的参数有:1900kg／m3的密度，40000kn／m的抗压强度，0.35的泊松比和155Mpa的剪切模量。手臂的最大不平衡力是900kn，离中间层的顶部有2m。基于这些参数，基础振动计算结果在图4和图5中显示出来，与上面的数学模型分别对应。图4和图5图分别表示最大横向振幅与频率，这表明地下空间的两种形式都是安全的，并且都是在100gal安全指标下的两种方法。用质量弹簧阻尼的方法时的谐振频率的幅度大约是用弹性半空间的方法时谐振频率的两倍。同时，它们还表明一个能满足空间的需求的圆形地下空间，与一个狭窄的矩形地下空间比较，并没有明显增加基础设施的振动。换句话说，一个狭窄的矩形地下空间大型振动离心机不可能比一个圆形地下空间大型振动离心机稳定。结论可以得到的一些主要结论：130 华北水利水电大学毕业设计（1）采用质量弹簧阻尼和弹性半空间两种数学方法的计算结果显示：圆、窄矩形地下空间两种形式对机器基础稳定性都是安全的。此外，用质量弹簧阻尼方法的谐振频率的振幅是用弹性半空间方法的谐振频率的振幅的两倍。（2）计算结果表明了：与窄矩形地下空间相比，圆形地下空间并没有明显增加基础振动。因此，凭经验来看，一个窄矩形地下空间大型振动离心机不可能比一个圆形地下空间大型振动离心机稳定。（3）一个圆形地下空间的大型振动离心机系统的实验室可采用三层结构，还可满足设施的高空间的需要。这是一种较理想化的形式。参考文献[1]X.Yuan,Z.Cao,R.Sun,etal,PreliminaryresearchonliquefactioncharacteristicsofWenchuan8.0earthquake,ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,6(2009)1288–1296.(inChinese)[2]Y.Wang,X.Yuan,R.Sun,Generallayoutandkeyconstructiontechnologiesoflargescalecentrifugalshakers,AppliedMechanicsandMaterials,Vols.90-93(2011)1627-1633.[3]GB50040–96,CodeforDesignofDynamicMachineFoundation,ChinaPlanningPress,Beijing,2002.(inChinese)130 华北水利水电大学毕业设计[4]Y.Wang,Y.Wang,H.Huang,etal,Influenceonfoundationvibrationbyundergroundspaceformoflargescalecentrifugalshaker,RockandSoilMechanics,accepted,(inChinese) 130'