摊铺机振捣梁结构设计

摊铺机振捣梁结构设计
摊铺机振捣梁结构设计

2008级工程机械综合课程设计

RP452L沥青混凝土摊铺机振捣装置结构设计

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二0 一一年十二月

目录

摘要 (2)

第一章绪论 (3)

1.1国内外发展状况 (3)

1.11 国内外技术现状 (3)

1.12 现代先进摊铺机的关键技术和结构 (4)

1.13 国内外技术发展趋势 (5)

第二章摊铺机振捣装置工作特点及原理概述 (6)

2.1 振捣装置工作特点 (6)

2.2 振捣装置工作原理 (7)

第三章振捣装置的总体方案分析与确定 (8)

3.1 振捣器的主要参数 (8)

3.11 振捣梁的运动参数 (8)

3.2 振捣功率的计算 (11)

3.21 振距的计算 (11)

3.22 振捣驱动比功率 (12)

3.23 振捣驱动力矩M (12)

3.24 马达压力差△P (12)

3.25 振捣功率N

(13)

T

3.3 振捣参数优化设计 (13)

第四章振捣梁的设计与计算 (15)

4.1 振捣器结构尺寸设计 (15)

4.11 振捣器振捣锤倒角 (15)

4.12 振捣梁相位关系 (15)

第五章振捣装置液压系统分析 (17)

第六章设计总结 (18)

参考文献 (19)

摘要

振捣器是摊铺机的主要工作装置之一也是熨平板的主要组成部分,摊铺机工作装置的性能直接影响着路面的施工质量。振捣装置是安装在熨平板前面的偏心式梁式旋转机构,主要用于混合料的初步捣实,对提高摊铺机混合料的密实度起关键性作用。

目前,摊铺机振捣装置主要有但振捣和双振捣两种形式。单振捣装置,只有一排振捣梁,对混合料的捣实作用强度小,振捣梁的符合运动产生的惯性力以及偏心轴运动产生的离心力共同作用于熨平板箱体,使熨平板产生不可避免的前后摆振,即有害振动。由于单振捣装置结构简单、性价比较高,被广泛用于对摊铺路面质量要求不高的道路施工中。双振捣装置分为前、后两排振捣梁和偏心轴。偏心轴通过两个振捣连杆把运动传递到振捣装置,从而抵消一部分离心力,前后振捣梁交替上下往复运动,可以抵消运动过程中产生的一部分惯性力,故双振捣装置大大提高了摊铺路面的平整度,而且由于振捣装置质量一般较大,采用双振捣熨平板施工后,摊铺路面的混合料密实度可达95%以上,减少了后续压路机的碾压次数,降低了施工成本,提高了摊铺路面质量和工作效率。

关键词:摊铺机,熨平板,振捣器,偏心轴

第一章绪论

1.1国内外发展状况

20世纪60年代,中国开始研制沥青混合料摊铺机产品,在1986-1993年期间分别引进日本NIIGATA、德国戴纳派克、福格勒和ABG公司的制造技术,同时也进口了大量的德国的摊铺机产品。截至目前我们已经形成了可生产制造全系列摊铺机产品的能力,并得到了广泛应用,可满足各种工况需求。国产摊铺机已得到道路施工的广泛应用,其比例不断升高,已成为主导机型。培养了一大批摊铺机开发研究、使用治理、维修保养等方面的专业人才,为今后进一步发展打下良好的技术基础。

1.11 国内外技术现状

问世于20世纪30年代的沥青混合料摊铺机,经过近80年的发展,已经成为集机械技术、液压技术、电子技术等高新技术于一体的高科技产品。我国是从20世纪60年代才正式开始,快速发展阶段不足10年。目前国内外先进摊铺机的技术现状主要体现在以下五个方面:

(1)机电液一体化摊铺机已成主流;

现代沥青混合料摊铺机的行走装置有轮胎式和履带式两种,输料装置有刮板送料和螺旋分料两种,其传动系统在过去相当长的时间里都是采用机械传动系统。对于摊铺作业中出现的种种复杂情况,机械传动系统难以适应,结果造成摊铺速度时快时慢,最终影响摊铺路面平整度。现代摊铺机已发展成为集机电液为一体的先进设备,很好的解决了以上难题。

(2)摊铺机恒速控制得到广泛应用;

在每个摊铺作业循环中,发动机转速的变化,液压元件容积效率的变化及履带划转率的变化,都会导致摊铺速度的不稳定,这是影响摊铺路面平整度十分重要的原因。为此采用恒速控制技术能更好的从各个方面来解决这些问题。

(3)自动调平成为重要特性;

摊铺机作业时,对于路况产生的干扰,只能靠摊铺机自身的自调平能力来抵抗,使得基层原有的纵坡坡形在摊铺层上得以递减,起到摊铺的上层比下层平整的效果。

(4)比例控制输料达到匹配新水平;

以往的摊铺机,其刮土输料系统和螺旋输料系统都是采用机械传动,输料量的控制也都是开关式,输料量与实际生产率之间难以稳定的匹配,最终影响平整度。改用比例控制使匹配输料达到了一个新水平,实现了在设定摊铺速度、宽度、厚度情况下连续稳定输料,并且液压系统的负荷也稳定,不但对提高平整度有利,而且提高了传动系统的可靠性。

(5)抗离析摊铺技术日趋成熟。

离析曾是摊铺机大宽度摊铺很难解决的问题。离析有四种情况分别是横向离析,竖向离析,纵向带状离析和窝状离析。为解决离析难题,抗离析摊铺机相继出现从而更好的解决了这些问题。

1.12 现代先进摊铺机的关键技术和结构

(1)左右行走履带全液压独立驱动方式。可实现圆滑转向摊铺以及无级变速的性能

(2)全自动比例供料系统。全自动比例及非接触式传感控制方式,使供料自动保持均匀、稳定。确保高质量连续摊铺作业。

(3)多种组合形式的高密实度熨平装置。目前具有多种组合的高密实度熨平装置,分别采用不用工作原理和结构。福格勒公司近期开发研制适合不同工况的多

种熨平装置,更便于用户选择应用。

(4)组合式自动找平系统。将参照基准分别设置在已摊铺和未摊铺的路面上,并采用非接触式传感装置,有效地提高了摊铺平整度和应用机动性能。

全轮驱动的轮胎式摊铺机。加大了附着牵引力,减少打滑,改善了轮胎式摊铺机的使用性能。

目前,国内有关摊铺机熨平装置的研究主要集中在自动悬挂装置、智能加热装置、抗弯拉紧装置等方面,相关的研究单位主要有东北大学、江苏大学、中国矿业大学、天津工程机械研究所和长安大学等几家。研究内容包括建立熨平装置的数学模型,振捣、振动机构的运动学、动力学分析,振动、振捣频率的确定,振捣机构振幅调节方法等,取得了一定的成绩。但大家的研究分析仅停留在理论分析阶段,没有结合熨平装置的实际工作情况,相关试验研究也未见到。专利方面,国内有关熨平装置的专利涉及了自动找平系统,熨平板液压伸缩装置,振捣机构的传动控制,熨平板的浮动控制等方面,对于本项目拟将开展的熨平板振捣惯性力平衡技术、振动均匀性技术和箱体热变形抑制技术等方面未见涉及。

1.13 国内外技术发展趋势

目前,我们可以通过展览会、技术交流以及各种技术资料等多种渠道去了解国外摊铺机的技术发展情况。公路建设的迅猛发展,有力的促进了摊铺机技术的不断提高。当前,摊铺机的发展趋势主要以下几个方面:

(1)高密实度摊铺,熨平板由单排振捣发展为双排振捣梁,并同时在熨平板箱体内装有振动器,显著提高了铺层材料的密实度。

(2)多功能摊铺,不但能够铺设沥青混合料,而且也可以摊铺稳定土、RCC材料等多种材料。

(3)人性化和精细化的设计动向。

(4)双层沥青混合料铺层一次性完成。

第二章摊铺机振捣装置工作特点及原理概述

2.1 振捣装置工作特点

振捣装置布置在螺旋布料器之后、熨平板之前。由偏心轴和铰接在偏心轴上的振捣梁组成。其作用是将横向铺开的料带进行初步捣实,将大集料压入铺层内部,有单振捣梁式和双振捣梁式。图2.1为双振捣装置结构,其轴承与框架连接,轴承座内偏心轴通过液压马达驱动带动主副振捣梁作不同步的上下往复振动。梁下平面对沥青混合料进行初步密实。

图2.1 双振捣装置

1-轴承座;2-副振捣梁;3-主振捣梁;4-副振捣锤;5-主振捣锤;6-框架;7-连杆;8-偏心轴

振捣梁的底部前沿有斜面,当机器作业时,振捣梁对松散混合料的击实作用逐渐增强。为了保证铺层顺利进入熨平板下,机构设计时应保证振捣梁的下止点位置低于熨平板底面约3~4mm。振捣装置可对路面进行预压实,这种预压实是在一定的摊铺速度情况下产生的。经过预压实的路面的,不同粒径的石料填充镶嵌,初步形成了板块骨架结构,再经过压路机碾压成型后,粗细石料咬合形成密实的板块。单振捣梁结

构比较简单,但是振捣的密实度较低,为了提高铺层密实度,有的摊铺机配备双振捣梁。

2.2 振捣装置工作原理

振捣装置布置在螺旋布料器之后、熨平板之前,有单振捣梁式和双振捣梁式之分,其中双振捣梁式可以提高铺层密实度,应用较为广泛。双振捣梁式振捣装置,前后有两套振捣装置,前面的是预捣实梁,后面的是主振捣梁。两根振捣梁的偏心相位配置相差1800。振捣以熨平装置为机架,以液压马达驱动偏心轴,梁被夹在熨平板前端和挡料板之间,当偏心机构转动时,振捣梁只作上下往复运动从而达到捣实的目的。

振捣梁的往复行程,可进行无级调整,视摊铺厚度。摊铺温度和密实度来选择行程的大小。通常来说,薄层小粒径宜选用段短行程。反之,摊铺层厚度大,集料粒径大、摊铺温度低时宜选用长行程。摊铺面层时只能选用短行程。

根据不同的摊铺层厚度通过调整偏心量即可调整振捣梁冲击行程,两偏心量的相位差为1800,有利于振捣梁的质量平衡而使熨平板平稳工作。前后振捣梁的振动幅度分别为0~12mm和0~9mm,振动频率和激振力均可调节。前振捣梁的迎料坡角450,后振捣梁的迎料坡角为300。振捣梁振动可带动熨平板振动,使摊铺后的混合料更加密实。

第三章振捣装置的总体方案分析与确定

3.1 振捣器的主要参数

3.11 振捣梁的运动参数

1.冲击行程H

(1)摊铺机振捣梁冲击行程分析

表3.1中列出了徐工生产的RP452L型号摊铺机振捣梁冲击行程的一些参数,查资料可以打出国内外多数摊铺机都采用双振捣双调幅方案,结合工程实际情况和摊铺机技术的不断发展已经开始开始采用前调幅后定幅双振捣方案。

振捣振幅可调式的熨平板,由于其结构复杂,调节时容易导致同一振捣器中两侧振捣机构偏心不一致,致使振捣器无法正常工作,损坏轴承或是振捣梁作非水平的上下运动。同时,因为摊铺机后振捣梁的冲击行程下止点位置一般固定不变(比摊铺机熨平板底面低0.5mm),所以,结合摊铺机用户使用的实际情况(后振捣梁冲程在使用时通常不调),为避免摊铺机后振捣梁冲程调整的麻烦,目前一般已将后振捣梁冲程H 设计成固定值5mm,前振捣梁冲击行程H设计成可调值0-3-6-9-12。

(2)振捣梁冲击行程H计算公式

H=2×e (3.1.1)式中:e—偏心轴和偏心套所形成的总偏心量e=√e12+e22?2e1e2cosαe1—偏心轴的偏心量;

e2—偏心套的偏心量;

α—偏心套相对偏心轴的旋转角;

将装配结构简化,以机构旋转中心为圆心,以偏心轴相对于转动轴的偏心量e为半径作偏心轴的偏心圆。为便于调节,设定偏心轴的偏心方向始终朝正上方,偏心套的初始偏心方向朝正下方,以C点位圆心,以e2为半径做偏心套的偏心圆,如图3.1

所示,此时,偏心套的偏心圆上任意一点P与机构转动轴心O连线距离OP即为该振捣机构的偏心量e,冲击行程H=2×e。

3.1 振捣梁冲击行程H计算示意图

调节冲击行程时将偏心套由图中0位置旋转α角,此时振捣机构偏心量e即为偏心套的偏心与偏心轴的偏心的向量和,即OP连线间的距离

e=OP=√e

2+e22?2e1e2cosα(0≤α≤3600)(3.1.2)

1

当e1、e2、e已知时Cosα=(e12+e22-e2)/2e1e2

即可求得相应α值,由此即可确定偏心套与偏心轴的相对位置,调节熨平板时必须保证每一振捣器中两侧的偏心套相对于偏心轴的旋转方向和角度一致,否则导致振捣器无法正常工作,或使振捣梁左右两边作非水平的上下运动,影响振捣效果,并产生噪声,最终导致损坏内部轴承,这一过程可通过坐标系进行简化分析,如图3.2所示

图3.2 旋转不同角度时P点位置的比较

取O点为坐标原点,图3.2(a)的偏心套相对于偏心轴的旋转角度为α,图

3.2(b)的偏心套相对于偏心轴的旋转角度为(3600-α)。这时,α角度与(3600-α)角度所对应的偏心量e值是相等的。

但是当主轴旋转ε角度时,则OP亦旋转ε角度,OP相对于x、y轴的坐标分别为:对于图3.2(a)偏心结构:

X11=E·cos(β+ε)(3.1.3)

Y11=E·sin(β+ε)(3.1.4)对于图3.2(b)偏心结构:

X21=-E·cos(β-ε)(3.1.5)

Y21= E·sin(β-ε)(3.1.6)显然,当β≠900时,X11≠X21,Y11≠Y21,左右两边无法保持同步,振捣机构无法正常工作。

2.冲击频率f

(1)摊铺机振捣轴转速、振捣梁冲击频率分析。

摊铺机型号振捣轴转速n(r/min)振捣梁冲击频率f(HZ)振动器振动频率f(HZ)

通过查相关资料手册可以得出国内多数摊铺机制造企业都采用振捣梁冲击频率f <25HZ方案。如果振捣频率大于25HZ时,除了产生不良的夯实效果外,机械噪声会大增,结构件损坏严重,安装在熨平装置上的自动调平仪器振动会过大。

振捣频率确定后,再根据振捣系统传动路线计算实际的振捣频率,使其等于或约等于所确定的振捣频率。

(2)冲击频率f需与摊铺机作业速度相适应。

振捣梁冲击频率f需与摊铺机作业速度v相适应(《公路沥青路面施工技术规范》)要求摊铺机作业速度v=2~6m/min)。作业速度太慢效率低下,机件磨损严重,太快增加供料难度,不能保证摊铺层预压实度。

振捣器的振动给沥青摊铺机的摊铺带来不同程度的影响,特别是宽而薄的面层。过高的冲击频率会产生共振,使熨平板产生不稳定的状态、改变熨平板的工作仰角,影响摊铺质量。同时,也会使沥青摊铺机加速损坏。因此,要根据不同沥青路面铺筑厚度选择最佳冲击频率。另外,为了减少沥青摊铺机的起步阻力,起步时暂不施振,待沥青摊铺机正常运行后再进行振捣。

3.2 振捣功率的计算

3.21 振距的计算

振捣梁夯实两次摊铺机前进的距离称为振距。用S表示:

S =v T×103(3.2.1)式中:S-摊铺机的振距,mm;

v-摊铺速度,m/min;

T-振捣频率,等于偏心轴转速,r/min。

按照《公路沥青路面施工技术规范》要求摊铺机作业速度v=2~6m/min,取v=5m/min;取T=25HZ(1500r/min),计算可得

×103mm=3.33mm

S =v T×103=5

1500

振距大,压实度低。对于所设计的摊铺机,在标准设计工况下,也应该有与压实

度指标相对应的振距,如果设计的摊铺机振距不大于与设定压实度相对应的振距,那么摊铺层的压实度也就不低于所设定的压实度。

3.22 振捣驱动比功率

在一定的摊铺速度情况下,单位摊铺宽度上所消耗的振捣驱动功率称为振捣驱动

比功率。振捣驱动比功率

N T ′= N B (3.2.2)

式中:N-振捣驱动功率,kW;

B-摊铺机最大摊铺宽度,m 。

驱动比功率是由实验测得,不同的物料,不同的摊铺速度,不同的振捣频率,驱

动比功率也不同。查手册可得,设计时对于振距3.33mm ,压实度指标80%的沥青摊铺机,振捣驱动比功率为1.2kW/m 。振距大,压实度低。对于所设计的摊铺机,在标准设计工况下,也应该有与压实度指标相对应的振距,如果设计的摊铺机振距不大于与设定压实度相对应的振距,那么摊铺层的压实度也就不低于所设定的压实度。

3.23 振捣驱动力矩M

发动机通过传动系统传到振捣梁上的力矩称为振捣驱动力矩M ,用式(3.2.3)表示:

M=9546N/T (N · m )

(3.2.3)

式中,N,T 代号的意义与前面相同。查相关资料可得RP452L 沥青混凝土摊铺机最大摊铺宽度B=4.5m ,由前面计算可得N T ′=1.2kW/m,T=1500r/min;结合式(3.2.3)计算可得:

M=9546×1.2×4.5/1500=34.4KN ·m

3.24 马达压力差△P

对于振捣系统为液压传动的摊铺机,马达压力差△P 用式(3.2.4)表示:

△P = 2πM m

qηm

(MPa ) (3.2.4) M m =

M T i iT ηiT (N · m ) (3.2.5) 式中:M m -马达的输出扭矩(N · m );

q-马达的排量(mL/r );

ηm –马达的效率;

i T -从马达到振捣梁之间各种传动元件(如链传动、带传动等)的总速比; ηiT -从马达到振捣梁之间各种传动元件(如链传动、带传动、万向节、支撑等)

的总效率;

3.25 振捣功率N T

摊铺机的振捣功率N T 指发动机输出给振捣系统消耗的有用功率,用式(3.2.6)表示:

N T

= N η

(3.2.6)

式中:N -振捣驱动功率,Kw ;

η-振捣系统的总效率,等于从发动机到振捣梁之间各种传动元件(如联轴器、分动箱、泵、马达、链传动、带传动、万向节、支撑等)效率之乘积。

3.3 振捣参数优化设计

摊铺机的熨平装置是由两个主熨平装置或两个液压伸缩熨平装置及若干个加宽熨

平装置拼装组成,各拼装段都有独立的偏心轴和振捣梁。因此,各拼装段的振捣频率、振幅和振捣质量都有可能不相同。这样,虽然确定了一个总的振捣驱动比功率,但是分配给各拼装段的实际振捣驱动比功率就会不一样。每个熨平装置拼装段实际振捣驱动比功率不等,将会造成摊铺层上压实度的横向不均匀,影响平整度的横向均匀性。所以,在振捣系统设计时,不可忽视的一个问题是根据等比功率振捣原理进行设计。所谓等比功率振捣原理,就是使熨平装置各拼装段的单位长度上所消耗的振捣驱动功率(即振捣驱动比功率)相等。各拼装段的振捣驱动比功率N t ′与振捣质量、振幅及频率的关系可以用式(3.3.1)表示:

N t ′=6.2KGA 2T 3L ×10-8 (3.3.1)

式中:N t ′

-振捣驱动比功率,kw/m ;

K-修正参数,由实验得,取1.4-1.8;

G-振捣件(振捣梁及随动连接件)质量,kg;

A-振幅,mm;

T-振捣频率,Hz;

L-振捣梁长度,m。

对于机械加宽熨平装置,各拼接段振捣梁的振捣频率都是相同的;对于液压伸缩熨平装置,通常主熨平板与伸缩熨平板上的振捣马达是串联的,由于容积效率的关系,第二个马达(偏心轴)的转速比第一个马达(偏心轴)的转速小,对驱动功率有影响。另外,各拼接段振捣梁的长度难以相等,如果按等截面设计振捣架,振捣质量也不一定相等,对驱动功率也有影响。所以,在设计时,应按公示(3.3.1)给出的G、A或

′,使其与确定的振捣T的数值进行优化调整设计,验算各拼接段的振捣驱动比功率N

t

′相等或近似相等。

驱动比功率N

T

第四章振捣梁的设计与计算

4.1 振捣器结构尺寸设计

4.11 振捣器振捣锤倒角

(1)振捣锤倒角分析

通过查相关资料可以得出RP452L型沥青混凝土摊铺机振捣锤倒角分析如表4.1所示,从而可以确定前振捣锤采用倒角为450、后振捣锤倒角为300的方案。

从其设计结构上来分析,后振捣锤在下止点时其底边略低于熨平板边约0.5mm,其主要作用在于将熨平板前的松散混合料顺利捣入熨平板之下,利于熨平板的整平作业,提高铺设层平整度。

摊铺机出厂设置值为:后振捣梁冲击行程H为固定值5mm,前振捣梁通过旋转副偏心套(相对副偏心轴旋转600)将其冲击行程H调整为6mm。这时前、后振捣梁底边高差约16mm。

(2)振捣锤振捣过程

振捣梁从最高点开始向下振捣、实现对混合料的压缩密实,然后从最低点向上运动形成空隙,螺旋粉料器压力F和混合料自重作用填满空隙,振捣梁从最高点向下振捣实现对混合料的再一次压缩密实。

4.12 振捣梁相位关系

如果振捣梁的惯性力过大,会对整个摊铺机熨平板振动参数和作业质量产生较大的不良影响。为了找出抑制或消除惯性力的办法,应分析出主、副振捣梁的相位关系以及其他因素对振捣梁惯性力大小的影响,从而减小惯性力过大对整个摊铺机熨平板的影响。

每一振捣单元都是双振捣机构,由前(副)、后(主)振捣器组成。后振捣器冲程固定,副振捣器冲程可调。前(副)、后(主)振捣器到达各自行程下止点存在着相位差Φ。

左右基本段振捣单元之间,左基本段振捣器与右基本段振捣器到达各自行程下止

点时间不同,存在着相位差α。

加长段振捣单元宽度不等,通过螺栓与另一加长段振捣单元固连在一起,形成一段振捣单元。左右基本段振捣器与相邻的加宽段振捣器以及不同尺寸的相邻加宽段振捣器,到达各自行程下止点时间不同,存在着相位差β。

第五章振捣装置液压系统分析

振捣液压系统由电比例控制变量柱塞泵和斜轴式柱塞马达组成的一套闭式液压系统,由马达输出转速给振捣机构,使夯锤频率实现无级变速,其原理如图5.1所示。

图5.1 振捣液压系统

1-振捣泵;2-补油泵;3-安全溢流阀;4-单向阀;5-补油泵安全溢流阀;6-梭阀;7-振捣马达;8-外控减压阀;Y-振捣泵比例电磁阀

振捣液压系统和螺旋分料液压系统相似,是由振捣泵和振捣马达组成。当操纵调节面板上的振捣频率调节旋钮,就改变电磁阀Y的电量,改变油泵盘活塞的位置。油泵流量的改变,使马达的转速改变,振捣频率也就改变了。

由于振捣梁马达安装在熨平装置上,要经常的装拆,所以与振捣马达的管路连接采用了快速接头连接,共三个,进油、回油和溢流各一个。其他的工作过程和螺旋分料液压系统相同。

第六章设计总结

通过本次的课程设计使我对所学习的知识又进行了更深层次的回顾和掌握,特别是我们最近刚学习的几门专业课,比如《工程机械发动机与底盘构造》、《工程机械发动机与底盘理论》、《工程机械设计》等科目进行了重新的复习,使我对工程机械的一些工作装置以及相关构造等又有了重新的认识和掌握。在掌握专业知识的同时我对电脑的操作也有了更进一步的提高,比如word文档的编辑和处理,CAD画图软件的使用等方面,同时也提高了我的查阅图书、资料、以及相关信息的能力。

这次设计也是下学期毕业设计的一个预热和准备,通过这次设计也使我对毕业设计大概有了一个浅显的认识和了解,基本明确了毕业设计的方向以及各方面的要求。结合目前现有水平,要想进行好本专业相关的设计是件很不容易的事情,这不但需要有强硬的专业知识储备做后盾而且也要有充分的耐心和时间。首先,在头脑中应该要有一个明确的思路,要明确设计的方向和基本的设计方案,从而再构思进行每个环节的入手点;对待每一步每个环节都要有耐心,要仔细地去计算、查阅资料等,不能有半点的马虎,否则将会造成后面的错误,甚至整个设计的错误。

同时本次设计也得到了各位老师的指点和细心教导,使我有了基本的设计思路和提纲,但是由于个人知识储备等能力有限,而且缺乏实践认识等局限使得设计还有很多的不足之处,还希望老师能够批评指正,我一定会虚心接受并努力改正,争取尽自己最大努力把本次设计做好,同时为毕业设计甚至以后的工作奠定基础。

参考文献

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[8]阮国平,沥青摊铺机振捣装置的数学模型及参数分析[J],建筑机械:1992年第8期。

怎样把梁柱配筋和轴压比调到最佳(结构设计经验心得)

怎样把梁柱配筋和轴压比调到最佳结构 新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。以SATWE软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 1.完成整体参数的正确设定计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。 (1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍,其有效质量系数仍不能满足要求,也不能再增加振型数,而应认真分析原因,考虑结构方案是否合理。 (2)最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出,设计人员如发祥该角度绝对值大于15度,应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。 (3)结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值,可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。 上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来,正确设置,否则其后的计算结果与实际差别很大。 2.确定整体结构的合理性整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的主要指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。 (1)周期比是控制结构扭转效应的重要指标。它的目的是使抗侧力的构件的平

结构设计中梁柱的交接处理方法

前言 随着生活水平的提高,人们对居住环境的要求也越来越高,房屋结构设计越来越复杂。为了满足广大消费者的需求,建筑设计部门以及房地产开发商对住房的结构设计不断提出新的要求,目的是满足人们不断提高的物质追求。因此,设计师要不断更新设计理念,由历史上的单层、低层向多层、高层进展,采用先进的设计论述和技术,提高住宅设计质量,使房屋建筑结构设计更科学、更以人为本、更安全可靠、更环保和经济,这也是房屋建筑结构设计未来的进展方向。

结构设计中梁柱的交接处理方法 1、结构设计的基本策略 建筑结构的设计是建造的基础环节,优质的建筑设计,是优质建筑形成的第一步。对工程的质量、成本、使用寿命都有很大的影响。建筑设计费用虽然很少,但是可以影响建筑成本的75%。设计人员在房屋结构设计中,首先是要保证图纸规范、合理。一般结构设计的基本策略大致上有:绘制结构平面图,对于有抗震设防要求的地区,需要输入结构软件进行建模,计算建筑所在地抗震设防烈度的大小值;绘制屋顶结构图,现代建筑形式各异,建筑物形态不同,结构的处理方式也不同,屋顶的设计更是日新月异。结构设计者除具有相当的设计知识外,还应该具备一定的空间概念,正确绘制出屋顶设计图纸的意图;绘制大样详图,这一步可以在建筑详图确定的基础上,也可以直接绘出,这是比较完整的设计图纸,也是一个设计师技术水平的高度体现。 2、关于结构中梁柱设计的理解 结构设计中对梁进行优化,是提高设计质量及建筑效率的有效策略。设计者可以运用本构与重构概念和手法,进行结构中的梁柱设计。科学浅析梁原型的"元"秩序的构成情况,认真探讨材料与力流在梁构件内或梁构件系统之间的自身调整,然后经过计算和浅析,以而提高结构的设计质量。设计者需要确定和构建生成逻辑清晰、具有体现力的结构形态策略与框架。 结构中的梁可以采用多种材料形成,适合做梁的材料形成的梁构呈现不同的形式和特质。如混凝土梁的形成,其塑性可使梁外形坚实有力,梁的承受力转变与延

混凝土梁板结构设计计算书

混凝土梁板结构课程 设计计算书
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混凝土梁板结构设计课程设计计算书
目录
1 设计题目 ................................................................................................................. 1 1.1 基本条件 ....................................................................................................... 1 1.2 基本条件 ....................................................................................................... 1 2 结构布置及截面尺寸 ............................................................................................. 1 2.1 结构的布置 ................................................................................................... 1 2.2 板的截面尺寸确定 ....................................................................................... 2 2.3 次梁截面尺寸确定 ....................................................................................... 2 3 板的设计计算 ......................................................................................................... 3 4 次梁的设计计算 ..................................................................................................... 5 5 主梁的设计计算 ..................................................................................................... 7 6 施工图 ................................................................................................................... 15
I

第七章.框架梁柱截面设计及构造措施

第七章 框架梁柱截面设计及构造措施 7.1 框架梁的截面设计 选取首层梁进行计算,梁控制截面的内力如图7-1所示。 从框架梁内力组合表中选出AC 跨和CD 跨跨间截面及支座截面的最不利内力,并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算;梁端弯矩: V b M M x 2-= (7-1) 图7-1梁控制截面图 7.1.1 梁的正截面受弯承载力计算 1、首层A-C 框架横梁计算: 支座边缘弯矩: 84.17075.0)26.085.053.11675.069.201(A =??-=上M kN ?m 51 .20075.0)2 6.085 .068.11275 .034.230( =??-=上C M kN ?m 对于梁下部配筋,选用最大正弯矩处为支座边缘处,相应的剪力44.19=V kN 33 .16675.0)2 6.085 .044.1975 .048.171( max =??-=M kN ?m 当梁上部受拉时,按矩形截面计算,当梁下部受拉时按T 形截面计算。 根据《混凝土结构设计规范》表5.2.4规定的翼缘的计算宽度的确定:(取较小值) ①按计算跨度l 0考虑时:2000 3 600 660030'=-= = l b f mm

②按梁(肋)净距S n 考虑时:2300)3003300(300'=-+=+=n f S b b mm ③按翼缘厚度'h f 考虑时:150010012300h 12b ''=?+=+=f f b mm 注:肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距的横梁时,可不考虑③的规定。 故取2100'=f b mm 梁内纵向钢筋选HRB400级钢筋(360=y f N/mm 2),箍筋选HPB300级钢筋(270=y f N/mm 2);梁混凝土强度等级为C30(3.14=c f N/mm 2 , f t =1.43N/mm 2);相对界限受压区高度和截面最大抵抗矩系数查《钢筋混凝土设计原理》表4-3可知:518 .0=b ξ。截面最大抵抗矩系数 384.0518.05.0-1518.05.0-1b b max s =??=?=)()(,ξξα。 《混凝土结构设计规范》表11.3.6-1,规定梁最小配筋率: 表7-1梁最小配筋率 由于梁下部配筋由跨中最大正弯矩控制,即m kN M C ?=48.171A ,支座边缘处33.166max =M kN ?m ,计算截面按T 形截面计算(梁的纵向受力钢筋按一排布置),则: 555 45-600a -h h s 0===mm )2 (' 0'' 1f f f c h h h b f - α=1.0×14.3×2000×100×(555-100/2)=1516.52kN ?m> 33 .166max =M kN ?m 故属于第一类T 形截面。 018.0555 20003.140.110 33.1662 6 20 ' 1=????= = h b f M f c s αα 550.0029.0018.02-11211=<=?-=--=b s ξαξ

(梁板结构)混凝土结构设计复习题及答案

混凝土结构设计习题 楼盖(200题) 一、填空题(共48题) 1.单向板肋梁楼盖荷载的传递途径为楼面(屋面)荷载→次梁→主梁→柱→基础→地基。 2.在钢筋混凝土单向板设计中,板的短跨方向按计算配置钢筋,长跨方向按_ 构造要求配置钢筋。 3.多跨连续梁板的内力计算方法有_ 弹性计算法__和塑性计算法___ 两种方法。 4.四边支承板按弹性理论分析,当L2/L1≥_2__时为_单向板_;当L2/L1<__2 _时为_双向板。 5.常用的现浇楼梯有__板式楼梯___和___梁式楼梯___两种。 6.对于跨度相差小于10%的现浇钢筋混凝土连续梁、板,可按等跨连续梁进行内力计算。 7、双向板上荷载向两个方向传递,长边支承梁承受的荷载为梯形分布;短边支承梁承受的荷载为三角形分布。 g g q,折算 8、按弹性理论对单向板肋梁楼盖进行计算时,板的折算恒载'/2 q q 活载'/2 9、对结构的极限承载力进行分析时,需要满足三个条件,即极限条件、机 动条件和平衡条件。当三个条件都能够满足时,结构分析得到的解就是结构的真实极限荷载。 10、对结构的极限承载能力进行分析时,满足机动条件和平衡条件的解称为上限解,上限解求得的荷载值大于真实解;满足极限条件和平衡条件的解称为下限解,下限解求得的荷载值小于真实解。 11、在计算钢筋混凝土单向板肋梁楼盖中次梁在其支座处的配筋时,次梁的控制截面位置应取在支座边缘处,这是因为支座边缘处次梁内力较大而截面高度较小。 12、钢筋混凝土超静定结构内力重分布有两个过程,第一过程是由于裂缝的形成与开展引起的,第二过程是由于塑性铰的形成与转动引起的。 13、按弹性理论计算连续梁、板的内力时,计算跨度一般取支座中心线之间的距离。按塑性理论计算时,计算跨度一般取净跨。 14、在现浇单向板肋梁楼盖中,单向板的长跨方向应放置分布钢筋,分布钢筋的主要作用是:承担在长向实际存在的一些弯矩、抵抗由于温度变化或混凝土收缩引起的内力、将板上作用的集中荷载分布到较大面积上,使更多的受力筋参与工作、固定受力钢筋位置。 15、钢筋混凝土塑性铰与一般铰相比,其主要的不同点是:只能单向转动且转动能力有限、能承受一定弯矩、有一定区域(或长度)。 16、塑性铰的转动限度,主要取决于钢筋种类、配筋率和混凝土的极限压应变。当低或中等配筋率,即相对受压区高度 值较低时,其内力重分布主要取决于钢筋的流幅,

结构设计中梁柱的交接处理方法

结构设计中梁柱的交接处理方法 发表时间:2014-12-23T11:21:12.797Z 来源:《防护工程》2014年第9期供稿作者:汤志勇 [导读] 各因素要考虑全面深入,在进行节点浇筑混凝土时,在安装接点模板之前先要处理好缝的操作。 汤志勇 昆山开发区建筑设计院有限公司 215301 [摘要]作为建筑物整体构造体系举足轻重的部分,梁柱自然也属于工程结构的关键要素,梁柱的交界位置在危害出现时最容易破坏。因此,结构设计中梁柱交接的如何直接关系到建筑物整体构造的安全系数。现在我就自己实践经验对房屋建筑结构设计中梁柱交接的处理方法和存在的问题进行仔细分析。 [关键字]结构;梁柱;交接;处理方法 随着社会的进步,人们的物质享受水平也随之有了大幅提升,选购房屋时在质量和外形方面都提出了更高的要求。人们对房屋外形的需求错综复杂,住房建筑单位对于建筑风格也在不断的创新和改进,以适应消费者日益提高的住房需求。这就对房屋设计者提出更高的设计要求,从传统的呆板外形到现在多风格外形转换,安全系数也要不断的提升,同时应该积极学习和引进国外先进的设计理念,提高住房的整体设计水平,促进房屋建筑结构趋于更科学合理、充满更多的人文关怀,不断改善人们的居住条件,为当前高压力生活下的人们提供舒适的房屋。 一、结构设计基本方法的介绍 作为建筑的前提性质的工作建筑结构设计的质量务必严格要求,为建高出优秀建筑物奠定坚实的基础。结构设计水平高低直接关系到工程的使用年限、质量及成本等因素。不要因建筑设计费少而忽略其重要性,它的设计对建筑成本高达75%的影响。在先期的结构设计时,设计师职责就是要确保图纸科学合理。下面介绍结构设计的基本方法:结构平面图的设计,在要求具备防震的地方,还要建立模型,确定建筑所在地抗震设防烈度具体数值;设计屋顶结构图,积极创新,尽量满足人们对住房形态的追求。在掌握设计理论知识的同时,工作人员还要有一定的空间概念,正确设计出屋顶设计图纸的意图;大样详图的设计,这个可以直接进行,也可依据建筑详图进行,这可以集中展现建筑物的风格特征。 二、结构中梁柱的设计 进一步的优化结构中梁柱的设计可以有效的提高建筑效率与设计质量。设计梁柱结构须通过重构和本构概念及手法,仔细分析、深入研究可以进一步提高梁柱结构的设计质量。设计师务必要提供结构完整、表现力强的结构。 梁的建筑材料多种多样,所用材料不同,梁构的特质与形式也不同。例如,采用混凝土形成的梁柱,一般都有坚实有力的外形,并且可以彰显出结构中梁呈的完善造型;正确选用钢材,对形成美观、精细的梁形体具有很大铺垫作用。由此可见,梁构件的优化与重构是设计人员必须考虑的两个点。设计方式有很多种,但都是殊途同归,都是实现较高的梁内力,确保建筑质量。确保梁材料充分发挥效率的有效途径之一就是复合化、精细化的设计案例。如果让梁的内力向轴力方向调整并重构,通常可以通过梁的原型进行延伸,促使构件分解成截面和跨向支撑等部分。在如上分解以及力的传递的基础上,结构内力的传递逻辑就会显得更加清楚了。同时要求设计师进行新秩序的重新构件。在断面的设计、组合与复合构件的前提下,外形优美、受力合理的结构框架系统就应运而生了。 三、梁柱的节点区 1.梁柱节点区在抗震中的应用 安全是建筑施工的第一要求,这当然包括对抗震设计的严格要求。抗震能力的强弱要看梁柱节点区如何设计,少箍筋或无箍筋的条件下,由于剪压的作用,斜裂缝就很容易出现在建筑物的混凝土上,严重时纵向钢筋压屈成灯笼状的现象。所以,节点区足量的箍筋是非常有必要的。同时还应确保施工混凝土的等级符合安全标准,有力确保强节点强锚固,减轻节点区的各种应力。 2.梁柱节点区在建筑框架结构中的应用 建筑施工时,框架结构质量直接受制于梁柱交接处理效果,梁、柱共同传递的剪力、轴力及弯矩共同作用于梁柱节点区。安全起见,交接点的设计必须有足够的承受力支撑来自相邻构件的压力, 以确保梁柱整体坚固。 四、常见的梁柱交接设计中应考虑的问题 1.配筋问题 提高建筑安全系数的有效途径就是选用钢筋支撑建筑。在建筑的各关键点采用钢筋作支撑可有效巩固建筑牢固性。梁柱交接点钢筋构造的设计作为建筑安全性与强度的关键构成因素。比如,梁柱交接中间节点区梁柱钢筋在节点处的锚固与箍筋如何设置关系到之后的使用和施工。箍筋约束建筑的各重要部位的混凝土是建筑强度形成的经过,形成的建筑强度对剪力具有一定的缓解作用。一般,设计人员达到增强对混凝土的约束能力和抗剪能力的目的常在设计中尽可能的缩小箍筋的间距,切实保证建筑的有效抗震能力。这就要示设计人员在设计时,要加密钢筋的配置,尤其是在关键部位更要如此。然而,在实际的设计过程中,经常只加密梁柱的末端,而对交界点忽视,这种做法给建筑的施工质量、实用安全度带来严重的后果。由于梁柱交接点有柱、横梁及纵梁三类钢筋集结,构造较为复杂。钢筋密度往往会影响到箍筋的配置。建筑规范明确规定:结构框架中结构交接点核心区的箍筋数量不得少于柱端加密区的实际配箍量。设计合理有利于巩固梁柱承受剪力的能力。事实上,有相当数量的工作人员忽略了对加密节点钢箍的设置,没有全面深入地考虑节点所要承受的内力有多大,有的在节点的核心区连显著和必要的标记都没有,诸如此类的问题都会影响到建筑施工的质量。 2.混凝土处理问题 在确保建筑满足承载要求的条件下,要降低建筑耗材成本,一般在设计时会针对上、下柱及柱和梁板所需的混凝土选择出不同的强度等级,但容易忽略对梁柱的交接点所用混凝土的详细说明。理论上,于梁底标高之下20到30毫米的地方留出施工缝是柱在混凝土施工中的标准,并且梁板和节点区域同时作业。事实上,为了方便,工作人员往往在实际施工过程中选用相同强度等级的混凝土,如此一来使梁柱的抗挫折强度大打折扣,导致更容易破坏交接点。由此可见,严格遵循施工要求才能切实保证混凝土具备应有的强度,从而保证建筑结构整体质量符合要求。遵照施工规范,不同的梁柱的混凝土强度等级组合的情况下,梁柱交接点要严格按照柱强梁弱原则施工,交接点所用混凝土强度等级与柱使用的等级务必一致。此外,设垂直施工缝在梁柱交界处不仅违反施工原则,还给施工带来诸多不便,影响建筑安全可靠。混凝土浇筑应严格遵照设计图纸在梁柱接头四周以小板定位,同时还要优先浇筑梁柱接头的混凝土,之后完成梁板混凝土的浇筑。

某框架结构办公楼建筑结构施工图识读与基本构件计算土木设计说明

学院 毕业实训(设计) 计算书 题目:某框架结构办公楼 建筑结构施工图识读及基本构件计算二级学院:建筑工程学院 2013年01月10日

2013 届建筑工程技术专业毕业设计某框架结构办公楼 设 计 和 计 算 任 务 书 学院建筑工程学院 二〇一二年十月 某框架结构办公楼设计和计算任务书

一.目的要求 要求掌握读图识图的基本原理、方法与步骤。主要目的是使学生全面巩固、掌握读 图和识图的能力,不仅能读懂看懂,而且更能用已掌握的知识去解释、分析实际工程图纸,发挥出学生的主动积极性,培养学生的创新思维能力。 通过一个实例工程的结构设计训练,要求学生初步掌握结构设计训练的一般原则、 步骤和方法,能综合运用已学过的知识,培养综合分析问题、解决问题的能力,以及相应的设计训练技巧,同时还将培养设计训练工作中实事、严谨、准确的科学态度和工作作风。初步掌握多层建筑的结构选型、结构布置、结构设计及结构施工绘图的全过程,从而使学生学会具有一定的建筑结构的设计能力。 二.设计和计算的容 1.概况 本工程为某中等专业学校迁建工程之一的行政楼,建筑层数为四层,框架结构,整 体现浇。总占地面积738.3m ,总建筑面积2941.2 m 2 。。建筑高度:17.55m ,局部楼梯间高20.55m 。建筑耐久年限为50年。工程耐火等级为二级。工程屋面防水等级:为Ⅱ级,砼雨蓬为Ⅲ级。工程设计标高室±0.000相当于黄海高程79.45m,室外高差0.45m 。 建筑结构的安全等级为二级,地基基础设计等级为丙级。设计使用年限为 50年,耐火等级为三级。 依据的岩土工程勘察报告,场地较为平整,自上而下,土层岩性依次为耕植土、粉 质粘土、卵石、基岩。建筑场地等级为二级,基础持力层下无软弱夹层存在,场地稳定性较好。岩土工程勘察报告建议以卵石层位基础持力层。场地地下水类型简单,为第四系空隙性潜水。受大气降水及侧向渗流补给。地下水水位埋深在3.0~3.70米之间。本场地地下水对建筑材料无腐蚀性。 三.结构说明 工程设计墙、梁、板砼等级为C25,柱砼等级为C30,基础砼等级为C15,钢筋选用 一级钢HPB300,二级钢筋HRB335。受力钢筋混凝土保护层厚度为:板15mm ,梁25mm ,基础梁40mm ,柱30mm ,屋面板:外侧20mm ,侧15mm 。 箍筋必须为封闭式,非焊接箍筋的末端应做成135°弯钩,弯钩端头平直段长度不 应小于5d 。砌体工程:本工程±0.000以下墙体采用水泥实心砖,砖强度等级不小于 Mu15.0,水泥砂浆强度等级M10。本工程±0.000以上墙体外墙采用KP1多孔,砖强度 等级Mu10.0,用M7.5混合砂浆砌筑。墙采轻质墙体材料,要求容重不大于3/9m kN , 轻质隔墙做法及构造要求参照省建筑标准图集《MS 型煤渣混凝土空心砖结构构造》(2005浙G31)或行业及厂家相关标准。 四.设计依据 《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068-2001)

自己总结材料结构设计经验

结构设计经验FOR YAN Li(20150120) 一、上部结构布置、PKPM建模、工作流程注意事项 1、小于等于C25混凝土时,保护层厚度+5mm【规范】 2、扭转位移比小于1.2,不用点双向地震 3、抗震缝相关规范:《抗规》6.1.4 4、有效质量系数<90%,说明结构存在局部振动较多,较为松散,常为有较多不与楼板相连的构件的情况。 5、外边柱、墙的外边线到轴线距离沿结构全高一致。 6、双连梁:利用窗台增设连梁。例如原200X600连梁超筋,改为双200X450连梁,建模时按400X450输入 正常连梁,计算结果均分到两根连梁上。 7、15m范围内不应出现非拉通榀框架【省规】 8、初次建模从CAD导入轴网至PKPM时,退出“AUTOCAD向建筑模型转化”菜单时不点“清理无用的节点”, 否则刚导入的轴网、节点又被清除了。 9、现阶段6mm一级钢(270Mpa)供应不足,故不宜采用。 10、PMCAD建模时别忘了点“自动计算现浇楼板自重”! 11、强制刚性假定 高层结构计算位移保留弹性板面外刚度 偶然偏心 双向地震【高规4.3.2】 偶然偏心(只看位移比) 高层结构计算配筋 双向地震 ·计算后发现楼层位移满足要求且位移比小于1.2,在计算配筋和出计算书时可不勾选双向地震。 另外,计算配筋和出计算书时不勾选强制刚性假定和保留弹性板面外刚度。 强制刚性假定 多层结构计算位移 保留弹性板面外刚度 多层结构计算配筋:双向地震 ·计算后发现楼层位移满足要求且位移比小于1.2,在计算配筋和出计算书时可不勾选双向地震。 另外,计算配筋和出计算书时不勾选强制刚性假定和保留弹性板面外刚度。 12、调模型技巧: ·对于柱、墙较密的区域,柱、墙截面做小,反之做大。 ·受荷较大且靠边的区域柱、墙截面做大。 ·地梁层尽量低矮以作为崁固端。 ·扭转出现在第二周期:两个主轴方向刚度相差较大。 ·扭转出现在第一周期:结构周边刚度弱于中间刚度。 ·刚重比不足时,可调整地基土M值,实在不行就要考虑P-Δ效应。 13、楼板局部开大洞造成的明显薄弱部位应定义为弹性板;开洞较多或较复杂时应定义整层弹性板;多塔

框剪结构——结构设计经验之谈

框剪结构——结构设计经验之谈 框架-剪力墙结构由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小。对于框剪结构,由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了结砍的层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提高。 一、水平荷载主要由剪力墙承受 从受力特点看,由于框剪结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多,在水平荷载作用下,一般情况下,约80%以上用剪力墙来承担。因此,使框架结构在水平荷载作用下所分配的楼层框架剪力墙结构兼具了框架布置灵活、延性好和剪力墙刚度大的优点,二者通过水平刚度较大的楼盖协同工作,在水平作用下呈弯剪型位移曲线,层间变形趋于均匀,比纯框架结构侧移小,非结构性破坏轻,其中剪力墙为主要抗侧力构件,框架起到二级防线作用,比剪力墙体系延性好,布置灵活。因此,框剪结构是一种抗剪性能较好的结构体系。但由于剪力墙和框架的层间位移角弹性极限值相

差很远,当结构遭遇强烈地震时,剪力墙在其底部首先越过弹性变形阶段出现裂缝进而屈服,在出铰部位刚度大幅降低,刚度沿竖向发生突变,在塑性铰区发生塑性转动,从而带动上部的墙体发生刚体位移,再加上弯曲变形,顶部侧移激增,给与之相连的框架施加了很大的附加剪力。而此刻结构的层间侧移角还远小于框架的弹性变形值,框架尚未充分发挥其自身的水平抗力。剪力墙和框架之间刚度比值的变化也会引起地震作用的重新分配,增加了框架的负担,使得框架的延性降低,无法有效地担当起二道防线的作用。另外,框剪结构多用于 10~25 层左右的商住楼,根据工程设计实践,这一类层数的房屋自振周期大都在~,与某些地区的地震卓越周期较接近。如1985年墨西哥太平洋岸的级地震,共有 164 幢 6~20 层的房屋倒塌,其中倒塌率最高是10~15 层的建筑, 5 层以下和 25 层以上的破坏较轻。1975 年我国海城地震、而在1977 年罗马尼亚的弗兰恰地震(卓越周期 ?)中,倒塌最多的也是十几层的建筑物。当楼层多于 14 层时,地震力的大小和破坏率都有一个明显的陡然增大的趋势。因此,采取一些经济实用的方法来改善框剪结构的抗震性能,提高结构的可靠度就显得尤为必要。结构控制理论为多种建 (构 )筑物的抗震设计提供了一条有效可行的新途径。 二、改善框剪结构抗震性能的有关措施

结构设计总说明书带图完整版汇总情况

混凝土结构设计总说明 1.工程概况 1.1 本工程位于xx市xxxxx,总建筑面积约13万平方米,由多栋商铺组成; 2.设计依据 2.1 本工程主体结构设计使用年限为50年。 2.2 自然条件:基本风压:0.35kN/m 2(50年重现期);基本雪压:0.45kN/m 2;抗震设防参数:本工程最大地震影响系数αmax=0.04(第一设防水准);场地特征周期Tg=0.35秒;场地为可进行建设的一般地段。本工程抗震基本烈度为6度,场地土类别为Ⅱ类。 2.3 xxx工程有限公司2014.10xxx一期-4号中心岩土工程详细勘察报告书工程编号:2014-K53 2.4 本工程施工图按初步设计审查批复文件和甲方的书面要求进行设计。 2.5 本工程设计采用的现行国家标准规范规程主要有:

2.6 桩基静载荷试验报告和地基载荷板试验报告(本工程需有前述报告后方可进行基础施工) 3.图纸说明 3.1 计量单位(除注明外):长度:mm;角度:度;标高:m;强度:N/mm 2。 3.2 本工程±0.000相当于绝对标高41.700m。 3.3 本工程施工图与国标11G101-1《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》配套使用。 3.4 结构专业设计图应与其它专业设计图配合施工,并采用下列标准图: 国标11G101-1、11G101-2、11G101-3、11G329-1;中南标12ZG002、12ZG003、12ZG313 3.5 管桩专项说明另详。 3.6 本工程在设计使用年限内未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境。 4.建筑分类等级 4.1 根据国家规范、规程及本工程的相关批文,建筑分类等级详下表:

梁柱设计经验结构设计心得

梁柱设计经验结构设计心得 1 一、梁的设计 1.梁尺寸确定。 该工程定为纵横向承重,主要为横向承重,根据梁尺寸初步确定: 主梁高h : (1/81/12)L, 宽b(1/31/2)h 连系梁高h : (1/10-1/15)L, 宽b(1/3-1/2)h 次梁高h : (1/12-1/18)L, 宽b(1/3-1/2)h 2我这里引用一些梁设计的经验: (1).梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋,宜优先采用附加箍筋。 梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。 可在结构设计总说明处画一节点,有次梁处两侧各加三根主梁箍筋,荷载较大处详施工图。 (2).当外部梁跨度相差不大时,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。 当梁底距外窗顶尺寸较小时,宜加大梁高做至窗顶。 外部框架梁尽量做成梁外皮与柱外皮齐平。 当建筑有要求时:梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽,并宜小于1/3柱宽。(3).折梁阴角在下时纵筋应断开,并锚入受压区内La,还应加附加箍筋 (4).梁上有次梁时,应避免次梁搭接在主梁的支座附近,否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭,或增加构造抗扭纵筋和箍筋。(此条是从弹性计

算角度出发)。当采用现浇板时,抗扭问题并不严重。 (5).原则上梁纵筋宜小直径小间距,有利于抗裂,但应注意钢筋间距要满足要求,并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距,箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁,上、下部纵筋均应采用同直径的,尽量不在支座搭接。 (6).端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁,梁端支座可按简支考虑,但梁端箍筋应加密。 (7).考虑抗扭的梁,纵筋间距不应大于300和梁宽,即要求加腰筋,并且纵筋和腰筋锚入支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。(8).反梁的板吊在梁底下,板荷载宜由箍筋承受,或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。 (9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很小,作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时,注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承载力不足。对于大挑梁,梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。

梁柱设计经验结构设计心得(汇总版)

梁柱设计经验结构设计心得1 一、梁的设计 1.梁尺寸确定。 该工程定为纵横向承重,主要为横向承重,根据梁尺寸初步确定:主梁高h : (1/8—1/12)L, 宽b(1/3—1/2)h 连系梁高h : (1/10-1/15)L, 宽b(1/3-1/2)h 次梁高h : (1/12-1/18)L, 宽b(1/3-1/2)h 2我这里引用一些梁设计的经验: (1).梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋,宜优先采用“附加箍筋”。 梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。 可在结构设计总说明处画一节点,有次梁处两侧各加三根主梁箍筋,荷载较大处详施工图。 (2).当外部梁跨度相差不大时,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。 当梁底距外窗顶尺寸较小时,宜加大梁高做至窗顶。 外部框架梁尽量做成梁外皮与柱外皮齐平。 当建筑有要求时:梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽,并宜小于1/3柱宽。(3).折梁阴角在下时纵筋应断开,并锚入受压区内La,还应加附加箍筋 (4).梁上有次梁时,应避免次梁搭接在主梁的支座附近,否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭,或增加构造抗扭纵筋和箍筋。(此条是从弹性计算角度出发)。当采用现浇板时,抗扭问题并不严重。 (5).原则上梁纵筋宜小直径小间距,有利于抗裂,但应注意钢筋间距要满足要求,并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距,箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁,上、下部纵筋均应采用同直径的,尽量不在支座搭接。 (6).端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁,梁端支座可按简支考虑,但梁端箍筋应加密。 (7).考虑抗扭的梁,纵筋间距不应大于300和梁宽,即要求加腰筋,并且纵筋和腰筋锚入支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。 (8).反梁的板吊在梁底下,板荷载宜由箍筋承受,或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。 (9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很

梁板柱混凝土结构设计

《混凝土设计》课程设计 学生姓名: 张奇指导教师:徐晓红学生班级:土木08-1班学生学号:16 任务参数:序号一 D 序号二 3 设计时间:2011 年 5 月26 日 至2011 年 6 月 5 日

1、设计资料 某综合商场混凝土结构楼板设计,根据建筑方案要拟采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖。柱采用400400?的方形截面,楼面活荷载为2 5.3m kN 。 (1)楼面做法: 楼面采用mm 20厚水泥砂浆抹面,下铺mm 50厚水泥焦渣,梁板下面采用mm 20厚石灰砂浆粉刷。 (2)材料: 梁板混凝土均采用20C 级,钢筋直径大于mm 12时,采用335HRB 级钢(月牙纹),直径小于mm 12时,采用235HPB 级钢。 2、楼盖结构平面布置 (1)、主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。主梁跨度为m 5.7,次梁的跨度为m 6,主梁每跨内布置2根次梁,板的跨度为m 5.2,则 4.25 .26 0102==l l ,因此,可按单向板设计。 (2)、按照跨高比条件,要求板厚5.6240 2500 =≥h , 对民用建筑的楼盖板,要求mm h 70≥,因此,取板厚mm h 70=。 (3)、次梁的截面高度应满足:500~33312 6000 ~186000 12~ 18 === l l h ,取截 面高度mm h 450=,截面宽度取mm b 200=。 (4)、主梁截面高度750~50010 ~ 15 == l l h ,取截面高度mm h 700=,宽度取 mm b 300=。 楼盖平面布置见图12-

图2-1楼盖平面布置图 、 板的设计 板按考虑塑性变形内力重分布方法计算。取m 1宽板带为计算单元。 (1)荷载: mm 20厚水泥砂浆 232.002.020m kN m kN =? mm 50厚水泥焦渣 2 3 7.005.014m kN m kN =?

建筑结构设计制图标准

施工图制图原则和顺序 一、目录 根据建筑总平图,并与建筑子项工程相结合,确定项目要分“几套图,几个目录”。 大项目——分栋号楼号,分地上地下进行目录编排。 小项目——尽可能用一套图纸完成目录编排。 顺序:1.通用说明2.特殊说明(如桩基、人防)3.基础(地梁和承台应在一张图中体现)竖向构件(墙柱定位)5.楼层构件(楼板、梁)6.水池或楼梯详图7.节点详图 二、比例及图框 1.优先用A1或A0图框(横竖摆放),避免用加长图框。 2.优先用1:100比例,楼梯用1:50,节点详图用1:25,(用缩小图框及文字方式) 3.大图的比例在1:100-1:150之间,注意采用大比例时,字体要相应放大。 4.当采用分区,分块出图时,应有相应填充的分区示意图,缝相邻的构件应画出。 5.对于简单平面,模版及板配筋可以同一张图中表示。 6.对于复杂平面,模版及板配筋应分两张图表示。 7.对于多层住宅或办公楼,或是高层项目,可尝试板图和粱图在同一张图中表示,这是最方便施工的排图方式! 8.特别----当3~4层粱图与5~6层粱图仅有几根梁截面和配筋不同时,可以在一张图中表示,原位或说明用[_____]表示第5~6层梁,反之用于3~4层。 9.为了确保并提高效率,图框均应用TSSD自己做,预留7000宽图签栏,左下角说明是A几的图框。 10.轴号建筑未定时,可先不套,但应预留空间。 11.轴线、轴网、图框、模版图,墙柱图 地上、地下不同层之间-----善于用图框的方式来提高效率 三、图层及文字 1.结构底图原则----各专业图层及pkpm生成的图均用向结构底图中拷贝并刷成相应颜色及图层,统一图面,红色只能是不打印的查改图层,用于标注重点及缺漏 2.轴号轴线尺寸及图中构件尺寸定位应分不同图层及颜色。 3.墙柱填充及板面填充应不同图层及颜色,

梁板结构设计

【梁板结构设计】 一、填空题: 1.混凝土楼盖按结构型式可分为肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖等型式。 2.设计现浇单向肋梁楼盖中的纵向配筋时,跨中截面按形截面考虑,支座截面按形截面 考虑。 3.工程中常用的现浇楼梯根据受力特点可分为、、折板悬挑楼梯和 螺旋式楼梯等。 4.按弹性理论计算单向板肋梁楼盖的内力时,其杆件的简化包括梁、板和两 个方面的简化 5.当采用弹性薄板理论进行现浇双向板肋梁楼盖某区格板跨中最大正弯矩和支座最大负弯矩计算时,其活 荷载的最不利布置方式分别为和。 6.对周边支承的矩形板,现行《混凝土结构设计规范》规定:当长边与短边的边长比值l y/l x 时,可按沿短边方向受力的单向板计算;当l y/l x时,应按双向板计算。7.均布荷载作用下的方板A和B沿两边支承:板A为对边固定,属于向板;板B为邻边固定,属 于向板。 8. 钢筋混凝土梁纵筋弯起应满足的三个条件是:保证承载力;保证承载力;保证 承载力。 9.梁式楼梯梯段板的受力钢筋应沿(倾斜/水平)方向并靠(里/外)层布置,分布钢筋则应沿(倾斜/水平) 方向布置。(选择正确的答案打√) 10.板式楼梯梯段板的受力钢筋应沿(倾斜/水平)方向并靠(里/外)层布置,分布钢筋则应沿(倾斜/水平) 方向布置。(选择正确的答案打√) 11.伸缩缝的设置主要取决于。 12.5跨以上的等跨连续梁可简化为5跨计算,即所有中间跨的内力均取与第跨相同。 13.支撑梁的纵向钢筋配筋方案,按连续梁的及材料图确定纵向筋弯起和切断。 14.超静定结构才有内力重分布,静定结构只有重分布。 15.在现浇楼盖结构力的传递方式为板荷载传给两个方向梁,然后传给或,其次传给基础。 16.μ为泊桑比,混凝土的μ=。 17.梁板内力计算方法有按弹性理论计算方法和理论计算方法。 18.结构设计原则是保证结构的安全性、适用性、。 19.钢材和混凝土为不燃烧材料,因此混凝土结构的耐火设计主要考虑其。 20.欲求某跨跨中最大正弯距,除布置活荷载外,还应在布置活载。 21.影响结构的非荷载作用主要有温度、沉降、收缩、。 22.梯段板由斜板和踏步组成。梯段斜板不做刚度验算时,斜板厚度通常取 h= l0。 l0 为斜板 水平方向的跨度。 二、单项选择题 1.对于承载力、刚度和裂缝控制有较高要求的结构,应采用()的计算方法。 A、弹性理论 B、塑性内力重分布 2.当结构实际跨数多于5跨时,可按()进行内力计算。 A、3跨 B、5跨 C、2跨

建筑设计图纸

工程图纸往往是少则几张,多则数十张到数百张,如何能快捷地学好图纸,达到融会贯通,一般采用的学习方法是:先粗后精,先建筑后结构,先大后细,先主体后装修,先一般后特殊。 先粗后精,就是先看平面、立面、剖面,将整个工程的设计图纸粗略地看一遍,使对整个工程的规模、特点、结构情况,使用材料要求等等有一个大致的了解。并检查图纸是否齐全、清楚,内容有无漏项。然后再一张一张地细看,核对图纸中总尺寸和分尺寸,坐标、轴线、位置、标高、平立面等是否一致,标注是否齐全,有无遗漏、错误之处,各处交叉连接是否相符,门窗型号的位置、尺寸和数量表与平面是否一致等。 先建筑后结构,就是先看建筑图,后看结构图,核对建筑图和结构图的轴线位置、尺寸是否一致,前后有无矛盾; 检查立面图各楼层的标高是否与建施平面图相同,再检查建施的标高是否与结施标高相符。建施图各楼层标高与结施图相应楼层的标高应不完全相同,因建施图的楼地面标高是建筑完成面标高,而结施图中楼地面标高是结构顶面标高,不包括装修面层的厚度,同一楼层建施图的标高应比结施图的标高高出20~50mm。这一点需特别注意,因有些施工图,把建施图标高标在了相应的结施图上,如果不留意,施工中会出错。 此外,尤其要注意由于柱净高(包括应嵌砌填充墙、楼梯平台梁支承在框架住上等)形成的柱净高与柱截面长边尺寸(或圆柱直径)之比≤4(Hn/hc≤4或λ≤2)的短柱,其箍筋应沿柱全高加密。检查立面图门窗顶部标高是否与所在层的梁底标高相一致(或即使两者标高一致,但两者不在同一竖向平面内,此时应向设计索要梁下挑耳节点构造);检查楼梯踏步的水平尺寸和标高是否有错, 检查梯梁下竖向净空尺寸(净高)是否大于2m,是否存在碰头现象。 结构图部件等大样图及其编号,是否与结构布置图相符;钢筋配置是否齐全合适,钢筋尺寸、数量、形状与钢筋表是否相符,特别是配筋有无遗漏和差错,安装有无问题。 先大后细,就是先看大图后看细部大样图,搞清细部构造要求和作法,以及节点构造的连接处理是否清楚、合理,核对平面图中标注的大样与大样图的编号、尺寸、形式、作法是否一致,所采用的标准图集编号、类别、型号与图纸是否矛盾,大样图是否齐全,有无遗漏。 先主体后装修,就是先看主体结构部分,后看装修部分(包括装饰、防火、保温、隔垫、隔音等)以及其他特殊装修部位构造和材质要求。 先一般后特殊,就是先看一般建筑结构部位,熟悉基本尺寸、标高、部位、构造和要求后再看特殊部位和要求(如地基处理、变形缝的设置、防火处理、抗震构造等)搞清构造和处理方法;有无使用特殊材料,其品种、规格、数量能否满足需要等等。 在学习图纸时,一般还要做到以下几点: 1、图样与说明结合看 要仔细看设计总说明和每张图纸中的细部说明,注意说明与图面是否一致,说明问题是否清楚、明确,说明中的要求是否切实可行。 2、土建图与安装结合看 土建专业也要经常翻翻安装各专业图纸。特别是综合工长和掌握全面的技术负责人,要对照土建和机、电、管等图纸,核对土建安装之间有无矛盾;预埋铁件、预留孔洞位置、尺寸和标高是否相符。 3、图纸与变更相结合 设计中有许多变更通知单、图纸修改说明,要结合起来看,最好把变更说明部分注到图纸上去,以防止施工中遗漏。 这样分层次看图,可以做到有条不紊、较快掌握整个图纸内容和各项要求,同时可以发现问题,消灭差错,有利于施工顺利进行。 图纸会审是由设计、施工、监理单位以及有关部门参加的进行图纸审查会,其目的有两方面: 一是使施工单位和各参建单位熟悉设计图纸,了解工程特点和设计意图,找出需要解决的技术难题,并制定解决方案; 二是为了解决图纸中存在的问题,减少图纸的差错,使设计达到经济合理、符合实际,以利于施工顺利进行。图纸会审程序通常先由设计单位进行交底,内容包括:设计意图,生产工艺流程,建筑结构造型,采用的标准和构件,建筑材料的性能要求;对施工程序、https://www.360docs.net/doc/1216575894.html,方法的建议和要求以及工程质量标准及特殊要求等等。 然后由施工单位(包括建设、监理单位)提出图纸自审中发现的图纸中的技术差错和图面上的问题。如工程结构是否经济、合理、实用,对设计图中不合理的地方,提出改进建议;各专业图纸各部分尺寸、标高是否一致,结构、设备、水电安装之间各种管线安装之间有无矛盾,总图与大样之间有无矛盾等等,设计单位均应一一明确交底和解答。 会审时,要细致、认真地作好记录。会审时施工等单位提出的问题,由设计解答,整理出“图纸会审记录”,由建设、设计和施工、监理单位共同汇签,“记录”作为施工图纸的补充和依据。不能马上解决的问题,会后由设计单位发设计修改图或设计变更通知单。

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