板材矯直機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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板材矯直機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 平直度是評價(jià)金屬板帶質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。隨著用戶對板帶質(zhì)量要求的不斷提高，板帶平直度的控制和改善顯得日益重要。板材矯直機(jī)是消除板材平直度缺陷，改善板形的關(guān)鍵設(shè)備。 首先，本文簡單介紹了十一輥板材矯直機(jī)的生產(chǎn)工藝及電氣傳動系統(tǒng)的控制設(shè)備 ...

摘要
平直度是評價(jià)金屬板帶質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。隨著用戶對板帶質(zhì)量要求的不斷提高，板帶平直度的控制和改善顯得日益重要。板材矯直機(jī)是消除板材平直度缺陷，改善板形的關(guān)鍵設(shè)備。
首先，本文簡單介紹了十一輥板材矯直機(jī)的生產(chǎn)工藝及傳動系統(tǒng)的控制設(shè)備、。
其次，通過對板材矯直機(jī)的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，完成了十一輥矯直機(jī)電氣傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)，PLC控制設(shè)計(jì)，上位機(jī)監(jiān)控設(shè)計(jì)。由于采用了西門子公司的simaticPLC控制技術(shù)，可以很好地實(shí)現(xiàn)控制功能和完成控制任務(wù)。實(shí)現(xiàn)了對矯直機(jī)的精確控制，對提高板材的矯直精度具有重要意義。
關(guān)鍵詞：板材矯直機(jī)，電氣控制，PLC
 
ABSTRACT
Flatness is one of the principal factors evaluating the metal plate and strip. With the users’ demand for the strip quality becoming more strict, it is increasingly important to improve and enhance the strip’s flatness. The leveler is a kind of key equipment to eliminate the three- dimensional vice on the strip and enhance its quality.

Firstly, this paper introduces eleven-roller leveler’s production engineering, control equipment and control system of electrical drive system.
Secondly, by researching the electrical control system of leveler, I complete the design of eleven-roller leveler’s electrical drive system, PLC control and PC monitoring. By using Siemens’ PLC control technology, this design achieves control functions and completes the control task, realizes the accurate control of the leveler. This has great importance of improving the accuracy of the leveler.
Key Words: Plates leveler, Electrical control, PLC

本課題研究的主要內(nèi)容
本課題的研究對象是板材生產(chǎn)線中的板材矯直機(jī)，結(jié)構(gòu)形式為11矯直輥，擬圍繞矯直機(jī)電氣線路設(shè)計(jì)、PLC程序設(shè)計(jì)和上位機(jī)設(shè)計(jì)三部分進(jìn)行，進(jìn)行的研究內(nèi)容具體如下：
1、對板材矯直機(jī)電氣線路設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究。其中包括電路配電設(shè)計(jì)、主傳動設(shè)計(jì)、輔助傳動設(shè)計(jì)和PLC接線設(shè)計(jì)。
2、PLC程序設(shè)計(jì)。使用STEP-7編程，實(shí)現(xiàn)對板材矯直機(jī)的運(yùn)動控制。
3、上位機(jī)設(shè)計(jì)。使用WinCC編程，實(shí)現(xiàn)上位監(jiān)控。
3.1.2 PLC特點(diǎn)    - 20 -
3.1.3 PLC的構(gòu)成    - 21 -
3.1.4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則    - 23 -
3.1.5 PLC梯形圖特點(diǎn)    - 24 -
3.2 板材矯直機(jī) PLC控制系統(tǒng)要求    - 24 -
3.2.1主傳動控制要求    - 24 -
3.2.2壓下傳動控制要求    - 24 -
3.2.3導(dǎo)輥傳動控制要求    - 24 -
3.2.4換輥傳動控制要求    - 24 -
3.2.5前后輥道的控制要求    - 24 -
3.3 PLC選型    - 24 -
3.3.1 S7-300概覽    - 24 -
3.3.2 SIMATIC S7-300 可編程序控制器特點(diǎn)    - 25 -
3.3.3 SIMATIC S7-300結(jié)構(gòu)    - 25 -
3.3.4 SIMATIC S7-300安裝    - 26 -
3.3.5 SIMATIC S7-300功能    - 27 -
3.3.6 SIMATIC S7-300通訊    - 28 -
3.4 PLC模塊選擇    - 29 -
3.4.1 CPU選擇    - 29 -
3.4.2 PLC數(shù)字量輸入模塊選擇    - 30 -
3.4.3 PLC數(shù)字量輸出模塊選擇    - 31 -
3.4.4 PLC位置檢測模塊選擇    - 32 -
3.4.5 PLC電源模塊選擇    - 33 -
第四章 上位機(jī)處理    - 35 -
4.1WinCC簡介    - 35 -
4.1.1 定義    - 35 -
4.1.2 突出的優(yōu)點(diǎn)：    - 35 -
4.1.3  SIMATIC WinCC的組成及作用    - 36 -
4.2 WinCC組態(tài)    - 37 -
4.3 WinCC顯示畫面    - 38 -
第五章 通訊實(shí)現(xiàn)    - 40 -
5.1 ProfiBus簡介    - 40 -
5.2 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)的通信功能    - 41 -
5.3 PROFIBUS 站點(diǎn)診斷    - 41 -
第六章 評析總結(jié)    - 43 -
參考文獻(xiàn)    - 44 -
致謝    - 45 -
附錄    - 46 -

附錄
1、主傳動部分程序
2、壓下傳動部分程序
3、換輥機(jī)構(gòu)部分程序
導(dǎo)輥調(diào)節(jié)部分程序

參考文獻(xiàn)
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摘     要
永磁直線電機(jī)是一種具有很高定位精度的新型電機(jī)。不同與其他勵(lì)磁的直線電機(jī)，它采用永磁體作為勵(lì)磁源。研究其磁場分布及力特性具有重要意義。相對于傳統(tǒng)的解析法，有限元數(shù)值分析可以縮短電機(jī)的設(shè)計(jì)周期及減少設(shè)計(jì)成本，可對直線電機(jī)的磁場及力得出精確的分析。ANSYS8.0是一種在工程中廣泛使用的有限元分析軟件，采用該軟件中的電磁場分析功能對永磁直線電機(jī)的磁場進(jìn)行有限元的分析和計(jì)算，并在此分析的基礎(chǔ)上對永磁直線電機(jī)的力場做進(jìn)一步的計(jì)算和分析，對永磁直線電機(jī)的設(shè)計(jì)具有重要的工程意義。
通過電磁場的有限元數(shù)值分析方法，利用通用有限元分析軟件ANSYS8.0建立平板型單邊永磁直線電機(jī)的有限元模型，分析其2維靜態(tài)磁場，得到初步的分析結(jié)果，并在這個(gè)分析的基礎(chǔ)上對永磁直線電機(jī)的力場進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，計(jì)算直線電機(jī)的推力和法向力，結(jié)合永磁直線電機(jī)的靜態(tài)磁場，研究了永磁直線電機(jī)推力及法向力和電流變化的相互關(guān)系，對今后永磁直線電機(jī)的設(shè)計(jì)和研究具有一定的參考意義。

論文的主要工作
論文的主要工作如下:
1．建立永磁直線電機(jī)樣機(jī)在ANSYS8.0上的有限元模型。
2．利用ANSYS8.0 對2D有限元模型的靜態(tài)磁場分析，給出2D磁力線圖等數(shù)據(jù)
3．利用ANSYS8.0對2D有限元模型的力場進(jìn)行分析計(jì)算，得到直線電機(jī)的推力及法向力，推力系數(shù)，直線電機(jī)的波動力等數(shù)據(jù)
 

目 錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iii 
目錄 iv
表列 x
圖列 xii
第一章 緒論 1
1.1  直線電機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用 1
1.2  直線電機(jī)的分類 3
1.3  直線電機(jī)的工作原理 4
1.4  有限元分析及相關(guān)軟件的介紹 5
1.4.1有限元分析簡介 7
1.4.2通用有限元軟件ANSYS8.0 7
1.5 課題的主要意義和論文的主要工作 7
1.5.1課題的主要意義 7
1.5.2論文的主要工作 8
第二章  ANSYS 8.0及其在電磁場有限元計(jì)算中的應(yīng)用 9
2.1  電磁場的有限單元法 9
2.1.1 基本方程 9
 2.1.2 位函數(shù)及邊界條件 9
2.1.3 有限元法的求解 11
2.2   電磁力計(jì)算方法 12
2.2.1 虛功法 12
       2.2.2 MAXWELL張量法 12
2.3  ANSYS有限元建模 14
2.4  網(wǎng)格的劃分和單元的選定 17
      2.4.1網(wǎng)格的劃分 17
      2.4.2單元的選定 17
2.5  邊界條件的加載 18
第3章 永磁直線電機(jī)的電磁場有限元仿真分析…………………………………………………………………………………….  20
3.1 永磁直線電機(jī)的磁場分析方法概述 20
3.2 永磁直線電機(jī)的磁場有限元仿真模型 20
3.2.1永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu) 20
3.2.2永磁直線電機(jī)磁場有限元模型的建立 21
3.3 永磁直線電機(jī)的磁場分析……………………………………………………………………………………. ……………………………… 23
        3.3.1永磁直線電機(jī)邊端效應(yīng) 23
　　    3.3.2永磁直線電機(jī)齒槽效應(yīng) 24
    3.3.3永磁直線電機(jī)磁場變化 24
第4章  永磁直線電機(jī)的力場特性的有限元仿真分析………………………………………………………………………   25

4.1 永磁直線電機(jī)的矢量控制 25
4.2 推力和法向力與電流的大小的分析 27
         4.2.1推力和法向力與電流的大小關(guān)系 27
          4.2.2 推力系數(shù) 28
4.3 推力與法向力與電機(jī)電流相位的分析    28.
          4.3.1推力與法向力電流相位關(guān)系 28
4.4 推力與法向力的波動問題 28
4.4.1永磁電機(jī)空載時(shí)的輸出力 .29
4.4.2永磁電機(jī)額定電流下的輸出力 31
第五章　結(jié)論與展望 34
參考文獻(xiàn) 35
附錄 ANSYS8.0使用說明 36

                     
表列

表2－1 材料特性 14
表2－2 可選擇單元類型 17
表3－1 永磁直線電機(jī)參數(shù) 21
表4－1 推力和法向力隨電流大小變化數(shù)據(jù) 28
表4－2 推力和法向力隨電流相位變化數(shù)據(jù) 30
表4－3 空載時(shí)推力和法向力波動變化數(shù)據(jù) 31
表4－4 額定電流下推力和法向力波動變化 32

圖  列
圖1—1 直線電機(jī)按工作原理的分類 3
圖1－2 由旋轉(zhuǎn)電機(jī)演變?yōu)橹本€電機(jī)的過程 4
圖1－3 直線電機(jī)的工作原理 4
圖1－4 有限元模型圖 4
圖1－5 最大切應(yīng)力等應(yīng)力線圖  5
圖2－1 永磁直線電機(jī)的2-D實(shí)體 15
圖2－2 永磁直線電機(jī)的3-D實(shí)體模型 15
圖2－3 定義完材料屬性后的實(shí)體模型 16
圖2－4 永磁直線電機(jī)的網(wǎng)絡(luò)劃分 17
圖2－5 加載力標(biāo)志和邊界條件 17
圖2－6 PMLSM的電流密度 17
圖2－7 PLANE53 18
圖2－8 邊界條件示意圖 19
圖3－1 平板永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu) 21
圖3－2  PMLSM繞組接線圈 21
圖3－3 永磁直線電機(jī)的有限元模型 21
圖3－4 鑄鐵的B-H曲線 22
圖3－5 初級鐵芯的B-H曲線 22
圖3－6 網(wǎng)格分布（局部）         22
圖3－7 永磁直線電機(jī)磁力線圖 22 
圖3－8 永磁直線電機(jī)磁通密度矢量圖 22
圖3－9 永磁直線電機(jī)磁場強(qiáng)度矢量圖 22
圖3－10 永磁電機(jī)左邊端效應(yīng) 23
圖3－11 永磁電機(jī)右邊端效應(yīng) 23
圖3－12 永磁體單獨(dú)作用的磁力線圖 23
圖3－13 額定電流單獨(dú)作用下的磁力線圖 23
圖3－14 合成磁力線圖 23
圖4－1 矢量變換 26
圖4－2 推力隨電流大小變化曲線   27
圖4－3 法向力隨電流大小變化曲線 27
圖4－4 推力隨電流相位變化曲線圖 28
圖4－5 法向力隨電流相位變化曲線  28
圖4－6 初級移動的過程示意圖 28
圖4－7 推力波動 29
圖4－8 法向力波動 29
圖4－9 額定電流下推力波動 31
圖4－10 額定電流下法向力波動 32

中文摘要
要解決的是人類住的問題，它不但要為人們提供一個(gè)空間，而且要為人們創(chuàng)造一個(gè)有組織的空間環(huán)境。因?yàn)橹挥羞@樣，才能滿足人們物質(zhì)生活和精神生活的要求。建筑以人為本，居住建筑是以家庭活動為中心，人們希望從住宅中獲得舒適享受，尋求安定和舒適感。住宅設(shè)計(jì)即是要分析家庭生活的要求，又要探索創(chuàng)造出豐富多彩的住宅類型。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)包括建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面。我查閱了相關(guān)資料文獻(xiàn)，初步選定設(shè)計(jì)方案，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)考慮到住宅的舒適，安全，美觀，經(jīng)濟(jì)等方面的要求，進(jìn)行了建筑的平、立、剖面設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行材料選擇及荷載的計(jì)算，用底部剪力法驗(yàn)算墻體的抗震要求。根據(jù)規(guī)范及荷載設(shè)計(jì)了條形基礎(chǔ)，給現(xiàn)澆板配筋，并對相關(guān)構(gòu)件（樓梯部分、挑梁、過梁、雨蓬等）進(jìn)行了計(jì)算。

關(guān)鍵詞：住宅，結(jié)構(gòu)，方案，荷載，抗震
 
外文摘要
     
Abstract
The residence solves the problem of human living . It not only provides   space for people, but also create a systematical space environment .Because only thus, It can satisfy the need of peoples physical life and spiritual life. The residence building make people the center, live the building is to take the family activity as the center, the people hope to acquire the comfort to enjoy from the residence, looking for to stabilize the comfortable feeling of sum . The residence design is a request that wants the analytical home life, and then to investigate to create an abundant colorful residence type.

目  錄  字
1 引言    1
2 建筑設(shè)計(jì)說明    1
2.1 一般說明    2
2.2 工程設(shè)計(jì)依據(jù)    2
2.3 設(shè)計(jì)目的    3
2.4 平面設(shè)計(jì)說明    3
2.5 立面造型    4
2.6 結(jié)構(gòu)方案的選擇、優(yōu)化    4
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明    5
3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)    5
3.2 設(shè)計(jì)原則    5
3.3 主體工程設(shè)計(jì)    5
3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及布置    5
3.5 施工材料    6
4 結(jié)構(gòu)計(jì)算書    6
4.1 工程概述    6
4.2 設(shè)計(jì)依據(jù)及計(jì)算項(xiàng)目    7
4.3 荷載統(tǒng)計(jì)    7
4.4 抗震驗(yàn)算    10
4.5 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)    14
4.6 墻體驗(yàn)算    19
4.7 現(xiàn)澆樓板配筋計(jì)算    27
4.8 結(jié)構(gòu)梁配筋計(jì)算    29
4.9 過梁設(shè)計(jì)    37
4.10 樓梯計(jì)算    41
4.11 雨蓬計(jì)算    44
4.12 挑梁計(jì)算    47
結(jié)論    50
致謝    52
主要參考文獻(xiàn)  54
附：電算部分
 

摘要
本畢業(yè)設(shè)計(jì)遵循先、后結(jié)構(gòu)、再基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過程，根據(jù)任務(wù)書和指導(dǎo)書的要求，完成鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的秀水佳園綜合辦公樓的、結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。建筑施工圖包括總平面圖及說明，一層、二層、三層、標(biāo)準(zhǔn)層和屋頂平面圖，正立面和背立面圖，樓梯和電梯井的剖面圖，以及若干詳圖。各圖均按規(guī)范要求設(shè)計(jì)并得到指導(dǎo)老師認(rèn)可。本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)密切結(jié)合建筑設(shè)計(jì)，力求經(jīng)濟(jì)合理，?？紤]畢業(yè)設(shè)計(jì)的特殊要求，以手算為主、電算為輔。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)部分：重力荷載計(jì)算；框架側(cè)移剛度計(jì)算；橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算；豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算；截面設(shè)計(jì)與配筋計(jì)算；樓梯設(shè)計(jì)；梁板設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。
計(jì)算書的主要內(nèi)容有：手工完成橫向框架結(jié)構(gòu)側(cè)移計(jì)算、框架受力分析與截面設(shè)計(jì)（包括內(nèi)力分析、水平荷載與豎向荷載的計(jì)算和組合、截面配筋）；進(jìn)行樓梯設(shè)計(jì)；進(jìn)行框架現(xiàn)澆樓板局部單元板和連系梁的設(shè)計(jì)（包括手工進(jìn)行荷載計(jì)算、內(nèi)力分析組合及配筋計(jì)算）；進(jìn)行橫向框架所對應(yīng)的柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，因而是合理可行的。
 
3.1 柱截面尺寸的確定2
3.2 梁尺寸確定3
3.3 樓板厚度的確定3
3.4 柱高度3
4. 重力荷載計(jì)算 3
5.2 縱向框架側(cè)移剛度計(jì)算11
6. 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 13
6.1 橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 13
    6.1.1橫向自振周期計(jì)算13
6.1.2水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算14
6.1.3水平地震作用下的位移驗(yàn)算16
6.1.4水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算16
       8.2.2柱正截面承載力計(jì)算 61
8.2.3柱斜截面受剪承載力計(jì)算 63
8.3框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面抗震驗(yàn)算64
9. 樓梯設(shè)計(jì)65
9.1 平臺板計(jì)算66
9.1.1 荷載計(jì)算 66
9.1.2 截面設(shè)計(jì) 67
9.2 梯段板計(jì)算  67
9.2.1 荷載計(jì)算   67
9.2.2 截面設(shè)計(jì)   68
9.3平臺梁計(jì)算  68
9.3.1 荷載計(jì)算  68
9.3.2 正截面承載力計(jì)算  68
9.3.3 斜截面承載力計(jì)算  69
10. 梁板設(shè)計(jì)  69
10.1 板的計(jì)算   70
10.1.1 單向板計(jì)算  70
10.1.2 雙向板計(jì)算  71

10.2 梁的計(jì)算 75
10.2.1 彈性理論  75
10.2.2 塑性理論    79
11. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)81
11.1 場地土層條件81
11.2  結(jié)構(gòu)型式 81
11.3  材料選擇 81
11.4  確定基礎(chǔ)埋深d  81
11.5 確定地基承載力特征值   81
11.6 計(jì)算邊柱（以E/○4軸柱為例） 81
11.6.1 確定基礎(chǔ)基底尺寸 81
11.6.2 驗(yàn)算基礎(chǔ)底面應(yīng)力 82
11.6.3 計(jì)算基礎(chǔ)底板厚度h 82

11.6.4 基礎(chǔ)底板配筋 83
11.7 計(jì)算中柱（以D/○4軸柱為例）84
11.7.1 確定基礎(chǔ)基底尺寸84
11.7.2 驗(yàn)算基礎(chǔ)底面應(yīng)力84
11.7.3 計(jì)算基礎(chǔ)底板厚度h 84
11.7.4 基礎(chǔ)底板配筋85
N  結(jié)論 86
致謝88
參考文獻(xiàn)89

主要內(nèi)容(包括設(shè)計(jì)參數(shù))與要求
（一）建筑設(shè)計(jì)：建筑設(shè)計(jì)圖紙要求達(dá)到初步設(shè)計(jì)要求：
1.層數(shù)：8~10層，局部可自由調(diào)整； 開間3600~7200；進(jìn)深5400~6600；層高3000~3900； 2. 該工程為框架結(jié)構(gòu)辦公樓，丙類建筑，要求建筑設(shè)計(jì)平面布局合理，立面造型美觀，重視防火設(shè)計(jì)，3.建筑防火等級二級，安全等級二級，設(shè)計(jì)使用年限50年，環(huán)境類別一類，屋面防水等級二級；4.由門廳、樓梯及走道組成，至少設(shè)兩個(gè)疏散樓梯，一個(gè)電梯間；建筑面積不超過8000m2；采光要求：辦公室窗地面積比≥1:5。
（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1） 設(shè)計(jì)原則和程序：本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在完成建筑設(shè)計(jì)的前提下進(jìn)行。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)密切結(jié)合建筑設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)合理，使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。結(jié)構(gòu)布置要求荷載傳遞直接，受力明確，并按強(qiáng)度要求初步確定構(gòu)件的截面尺寸，構(gòu)件類型和尺寸規(guī)格應(yīng)盡可能少。在結(jié)構(gòu)布置的過程中，還需考慮整個(gè)建筑物的平面和豎向需采用的構(gòu)造措施，以保證整個(gè)建筑物或某些薄弱部位的剛度及整體性，合理確定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件節(jié)點(diǎn)處理，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接節(jié)點(diǎn)滿足強(qiáng)度、剛度和抗裂度的要求，并符合現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范、滿足國家強(qiáng)制性條文，最終把結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件設(shè)計(jì)準(zhǔn)確地反映到施工圖中。該工程采用全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系，1～5層混凝土強(qiáng)度等級為C40，以上各層均為C30。
（2） 設(shè)計(jì)內(nèi)容：①、計(jì)算書及相關(guān)資料：
1. 開題報(bào)告；2. 方案論證；3.設(shè)計(jì)摘要；4. 完成一層現(xiàn)澆樓板局部板的設(shè)計(jì)（包括荷載計(jì)算、內(nèi)力分析及配筋計(jì)算，繪出施工圖）；5．根據(jù)建筑要求完成其它樓層結(jié)構(gòu)布置，可應(yīng)用SATWE程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，用平法表示標(biāo)出梁,板,柱,墻的編號，尺寸及配筋； 6．人工計(jì)算完成框架結(jié)構(gòu)側(cè)移計(jì)算、框架受力分析與截面設(shè)計(jì)（包括導(dǎo)荷載，內(nèi)力分析，水平荷載與豎向荷載的組合、截面配筋并繪制施工圖）；7.應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件SATWE完成分析、設(shè)計(jì)，對比分析電算、手算主要結(jié)果；8．結(jié)合設(shè)計(jì)翻譯一篇專業(yè)外文資料及寫一篇讀書報(bào)告；9.根據(jù)設(shè)計(jì)前的畢業(yè)實(shí)習(xí)情況撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告，并附實(shí)習(xí)單位的鑒定意見。
②、設(shè)計(jì)計(jì)算書要求：設(shè)計(jì)要按新規(guī)范執(zhí)行；按學(xué)院有關(guān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）規(guī)范化及板式要求進(jìn)行撰寫說明書應(yīng)包括對結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式的分析比較，結(jié)構(gòu)計(jì)算過程和結(jié)果分析。力求簡明扼要、概念清楚、書寫工整，計(jì)算步驟明晰、計(jì)算準(zhǔn)確并附有必要的計(jì)算簡圖。
③、歸檔要求：所有設(shè)計(jì)成果用檔案袋裝上，并貼上學(xué)院封面、題目、目錄、設(shè)計(jì)者及指導(dǎo)教師姓名等。
（三）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求
（1）設(shè)計(jì)任務(wù)
根據(jù)建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件和工程地質(zhì)條件，論證地基、基礎(chǔ)方案，并提交地基基礎(chǔ)施工圖紙。
（2）設(shè)計(jì)要求
1．地基基礎(chǔ)方案應(yīng)符合上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工程地質(zhì)條件，并具有較好的經(jīng)濟(jì)性；
2．根據(jù)現(xiàn)行國家設(shè)計(jì)規(guī)范，進(jìn)行地基處理方案設(shè)計(jì)、承載力驗(yàn)算、地基沉降計(jì)算、基礎(chǔ)截面設(shè)計(jì)。
（3）設(shè)計(jì)成果
1. 基坑開挖及基礎(chǔ)平面布置圖；
2. 地基處理設(shè)計(jì)計(jì)算；
3. 基礎(chǔ)配筋計(jì)算及詳圖；
4. 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說明書。
工 作 進(jìn) 程 及 需 完 成 工 作 量
1．計(jì)算書要求見前
2．建筑圖紙要求：
1) 總平及說明 1:500 總平包括建筑物的位置、朝向、綠化、道路等說明包括建筑物的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。
2) 各層平面 1:100標(biāo)出各房間名稱
3) 屋頂平面 1:100   
4) 立面（正立面、背立面）1:100   
5) 剖面2個(gè) 1:100  其中一個(gè)選擇樓梯或電梯井剖切
6) 詳圖若干 1:20~40樓梯、電梯井道、屋頂泛水、外墻、玻璃幕墻等
3．結(jié)構(gòu)圖紙要求：
1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 
2) 平面結(jié)構(gòu)布置圖 
3) 梁平法施工圖  
4) 柱平法施工圖 
5）基礎(chǔ)平面布置圖及基礎(chǔ)詳圖
6) 樓梯、雨篷等詳圖

根據(jù)教學(xué)樓設(shè)計(jì)規(guī)范和其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)要求和提供的地質(zhì)資料，設(shè)計(jì)該教學(xué)樓。 按照先建筑后結(jié)構(gòu)，先整體布局后局部節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)資料、建筑設(shè)計(jì)總說明、建筑的平面、立面、剖面圖設(shè)計(jì)說明，以及其它部分的設(shè)計(jì)說明；結(jié)構(gòu)平面布置及計(jì)算簡圖確定、荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合、主梁截面設(shè)計(jì)和配筋計(jì)算、框架柱截面設(shè)計(jì)和配筋計(jì)算、次梁截面設(shè)計(jì)配筋計(jì)算、樓板和屋面設(shè)計(jì)、樓梯設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。其中附有風(fēng)荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖；縱向和橫向地震荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖；恒荷載和活荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖以及梁柱的內(nèi)力組合表。
關(guān)鍵詞：框架、重力荷載代表值；現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；內(nèi)力組合；彎矩調(diào)幅。
 
設(shè)計(jì)理念
教學(xué)樓是為人們學(xué)習(xí)提供最為良好環(huán)境的建筑?？v觀教學(xué)建筑的發(fā)展歷史，無不體現(xiàn) 著人類文化、文明的歷史進(jìn)程和時(shí)代特征。教學(xué)樓建筑設(shè)計(jì)同設(shè)計(jì)其他類型建筑一樣有許多共同點(diǎn)，也有許多不同的特點(diǎn)和要求。隨著時(shí)代的發(fā)展，辦公樓的內(nèi)容和形式都在不斷發(fā)生變化。因此，我對教學(xué)樓的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)研究，經(jīng)過一番思考，我認(rèn)為本設(shè)計(jì)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：
5    儲藏室    1    10.8
7    洗手間    5    43.2
 
3.6  基本假定與計(jì)算簡圖    ............................................................17
3.6.1  基本假定    ....................................................................17
3.6.2  計(jì)算簡圖    ....................................................................17
3.7荷載計(jì)算.....................................................................    17
3.8 側(cè)移計(jì)算及控制    ................................................................18
3.9  內(nèi)力計(jì)算及組合    ................................................................18
3.9.1  豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算    ........................................................18
3.9.2  水平荷載下的計(jì)算.........................................................    18
3.9.3  內(nèi)力組合    ....................................................................18
3.10  基礎(chǔ)設(shè)計(jì).....................................................................    19
3.11  施工材料    ....................................................................19
3.12  施工要求及其他設(shè)計(jì)說明    ....................................................19
4  設(shè)計(jì)計(jì)算書...................................................................    20
4.1  設(shè)計(jì)原始資料    ................................................................20
4.2  結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖    ............................................................20
4.3  荷載計(jì)算....................................................................    22
4.3.1  恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算    ............................................................22
4.3.2  活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算    ............................................................24

4.3.3  豎向荷載下框架受荷總圖    ....................................................25
4.3.4  重力荷載代表值計(jì)算    ........................................................30
4.4  地震作用計(jì)算.................................................................    33
4.4.1  橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算.....................................................    33
4.4.2橫向自振周期計(jì)算    ............................................................36
4.4.3  橫向水平地震力計(jì)算    ........................................................37
4.4.4  水平地震作用下的位移驗(yàn)算    ....................................................38
4.4.5  水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算    ................................................39
4.5  豎向荷載作用框架內(nèi)力計(jì)算    ....................................................44
4.5.1  梁柱端的彎矩計(jì)算.........................................................    46
4.5.2  梁端剪力和軸力計(jì)算.......................................................    57
4.6  風(fēng)荷載計(jì)算    ....................................................................59
4.7內(nèi)力組合    ........................................................................61
4．8截面設(shè)計(jì)    ....................................................................64
4.8.1 框架梁的配筋計(jì)算（僅以一層梁為例說明計(jì)算過程）.............................    64
4.8.2框架柱配筋計(jì)算    ................................................................67
4．8．3節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)    ....................................................................71
4.9  樓板設(shè)計(jì)    ....................................................................72
4.9.1 B，D區(qū)格板的計(jì)算    ............................................................72
第一,設(shè)計(jì)荷載    ....................................................................72
恒載：    ...........................................................................72
第四,截面設(shè)計(jì)    ....................................................................75
4.9.2 A, C單向板計(jì)算:&nbs