(精品)土木工程精品設計(2013年優(yōu)秀畢業(yè)設計)

1 引言土木工程專業(yè)的畢業(yè)設計是綜合性和實踐性極強的最后一個教學環(huán)節(jié)，是理論與實際相結合的訓練階段；是我們運用所學的基礎理論、專業(yè)知識和基本技能進行建筑、結構設計的重要實踐過程，涉及綜合運用建筑、結構、施工、設備、給排水和相關學科的基礎知識。畢業(yè)設計的時間較短，我們土木工程專業(yè)的學生本次畢業(yè)設計僅需完成該工程的建筑設計及結構設計兩部分，側重于結構計算。通過畢業(yè)設計，使我們初步了解醫(yī)院建筑的設計原理，熟悉運用建筑規(guī)范和國家標準圖集，初步掌握建筑設計的基本方法和步驟，了解建筑物的一些細部構造，進一步提高和訓練繪圖技巧，包括使用計算機繪制建筑圖及有關結構計算。在設計中，一方面要把所學的知識運用到設計、施工中去，熟悉國家有關規(guī)范、條例和規(guī)程并知道如何去查找規(guī)范里的相關條文；另一方面，由于現代化建筑一般都具有密度大，高度高，功能多，設備復雜，裝修豪華，防火要求和管理自動化水平高等特點，需要各工種交叉配合。因此，通過這次畢業(yè)設計，對于擴大我們非本專業(yè)知識面也是十分重要的。由于畢業(yè)設計是一種初步的嘗試，涉及專業(yè)比較多，加上條件和水平所限，不可避免地存在疏漏與錯誤，敬請各位資深專家、教師批評指正。 2 建筑設計說明建筑設計在現有的自然環(huán)境與總體規(guī)劃的前提下，根據設計任務書的要求，綜合考慮使用功能、結構施工、材料設備、經濟藝術等問題，著重解決建筑內部使用功能和使用空間的合理安排，內部和外表的藝術效果，各個細部的構造方式等，創(chuàng)造出既美觀又實用的建筑。建筑設計應考慮建筑與結構等相關的技術的綜合協調，以及如何以更少的材料、勞動力、投資和時間來實現各種要求，使建筑物做到適用、經濟、堅固、美觀。本方案采用框架結構，框架結構是由梁、柱、節(jié)點及基礎組成的結構形式，橫梁和立柱通過節(jié)點連成一體，形成承重結構，將荷載傳至基礎。其特點是承重系統(tǒng)與非承重系統(tǒng)有明確的分工，支承建筑空間的骨架與梁，柱是承重系統(tǒng)，而分割室內外空間的圍護結構和輕質隔墻是不承重的，這種結構形式強度高，整體性好，剛度大，抗震性好，開窗自由。框架結構是多層、高層建筑的一種主要結構形式?？蚣芙Y構具有建筑平面布置靈活、能獲得較大的空間、建筑立面容易處理、結構自重較輕、抗震性能好、計算理論較成熟等優(yōu)點，可以適應不同的房屋造型要求。同時，在結構性能方面，框架結構屬于柔性結構，自振周期較長，地震反應較小，經過合理的結構設計可以具有較好的延性性能。我國定義10層以下或建筑總高度小于28m的建筑為多層建筑，鋼筋混凝土框架結構多用于多層建筑，較少用于高層建筑，因為當房屋的高度超過一定的范圍時，框架結構側向剛度較小，水平荷載作用下側移較大，從受力合理和控制造價的角度，現澆鋼筋混凝土框架結構一般不超過60m，地震區(qū)現澆鋼筋混凝土框架，當設防烈度為7度、8度、9度時高度一般不超過55m、45m和25m。 框架結構是由梁、柱、節(jié)點及基礎組成的結構形式，梁和柱，通過節(jié)點連為一體，形成承重結構，將荷載傳至基礎，整個房屋全部采用這種結構形式的稱為框架結構或純（全）框架結構，框架可以是等跨或不等跨的，也可以是層高相同或不完全相同的，有時因工藝和使用要求，也可能在某層抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。此結構的柱網布置為正方形，采用縱橫向承重方案，樓面為現澆雙向板樓蓋，兩個方向的框架同時承受豎向荷載和水平荷載。建筑物是社會物質和文化財富，它在滿足使用要求的同時，還需要考慮人們對建筑物在美觀方面的要求。2.1 平面設計建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的組合關系,通常較為集中地反映建筑功能方面的問題。因此，在進行建筑設計時，總是從平面設計入手。但在平面設計中，應考慮建筑整體空間組合效果，分析剖面、立面的可能性和合理性，全面綜合的解決好設計問題。醫(yī)院的設計要充分考慮到交通聯系部分設計的合理性，要求功能區(qū)分合理，潔污路線清楚，避免或減少交叉感染。同時應滿足防火及抗震規(guī)范的要求。房屋建筑空間處理問題，除了內部空間的處理以外，還應當包括建筑物在群體布局中與其它建筑物之間的外部空間處理。建筑群體之間的空間處理一般包括建筑群的體形組合協調，使建筑物之間的空地、庭院、廣場等空間感覺完整、尺寸比例適宜以及空間與空間之間的聯系得當等問題。我們在研究建筑群的空間構圖時，既要分析建筑空間構圖上的一些特征，又要考慮人們活動過程中對空間構圖所提出的要求。在建筑總平面設計時，我們綜合考慮了以下幾個方面問題：1、建筑群空間處理首先要考慮體形統(tǒng)一協調。2、建筑群空間組合應與自然環(huán)境相配合。3、建筑群空間組合必須考慮人們活動的“動”、“靜”的效果。4、建筑群空間構圖還注意空間的層次與透視效果。5、建筑群的空間處理，與內部空間處理一樣，也應根據建筑功能程序和藝術要求考慮建筑空間的序列。根據綜合樓的性質和規(guī)模，結合基地條件和環(huán)境特點（包括現有地形、道路、綠化、朝向、原有建筑和設計管網等），按照上述原則來確定該綜合樓的位置和布局，規(guī)劃基地范圍內的綠化、道路和出入口，保證與其它建筑物之間的平面距離，綜合考慮其通風和采光等，使其滿足使用要求和藝術要求。根據使用功能的要求，結合自然條件、經濟條件、技術條件（包括材料、結構、施工），來確定各個房間的大小和形狀，確定房間和房間之間以及室內與室外之間的分隔與聯系方式和平面布局，使綜合樓的平面組合滿足實用、經濟、美觀和結構合理的要求。各個功能的房間的布設綜合考慮三個方面的要求：1、使用方面的要求：任何房間的布設不但都應有必須的面積和體積，適宜的形狀和尺寸，以適合內部家俱和設備的布置和使用活動的要求，而且還必須與其它房間和室外有合理的分隔與聯系。2、環(huán)境方面的要求：任何房間一般都應有良好的采光，通風和日照等自然環(huán)境條件，而且在房間內一般還應有與使用要求相適應的衛(wèi)生技術設備。給水、排水、照明、采暖等。3、審美方面的要求：不管什么房間都應根據具體情況，考慮室內空間體形、比例、色彩、裝飾以及家俱、設備布置等問題，以滿足人們精神上和審美上的要求。在一幢建筑物中，房間不是孤立存在的，它的尺寸和形狀應考慮與其它房間進行組合的可能，應滿足結構上和經濟上的要求。因為結構的跨度有它經濟合理的范圍，以方便施工。在一般建筑中，使用房間最常見的平面形狀是矩形，因為梁板結構的布置以矩形最為經濟，而且矩形平面一般也有利于室內家具的布置和滿足使用活動的要求，在建筑組合設計中，也便于上下左右靈活組合。本次房間設計全部為矩形，且都能滿足上述要求。本建筑為框架結構，墻體為填充墻，只起維護分隔作用，承重結構與圍護結構分工明確?？蚣芙Y構本身并不形成空間,只為形成空間提供一個骨架。這就給自由靈活的分隔空間創(chuàng)造了十分有利的條件?？蚣芙Y構對建筑平面組合限制較少,各部分空間的大小和平面布置可按功能特點作不同的處理。但各空間的形式和平面尺寸應盡量與柱網的排列形式和尺寸協調?？紤]無障礙設計，在主入口及部分次入口設置坡道，綜合樓中設置電梯兩部。2.2 剖面設計建筑剖面設計是對各房間和交通聯系部分進行豎向的組合布局。它的主要內容有確定房間的剖面形狀、建筑各部分的高度及建筑物的層數，進行建筑剖面組合，研究建筑空間的利用。此外還要處理建筑剖面中的結構、構造關系等問題。建筑平面與剖面是從兩個不同的方向來表示建筑各部分的組合關系，因此，設計中的一些問題往往需要將平面和立面結合在一起考慮，才能加以解決。房間的室內高度，從樓地面到室內天花或其它構件底面的距離叫凈高，凈高加上樓板層的結構，即該層的地坪面或樓板面到上層樓板面的距離叫層高。確定房間高度和剖面形狀的原則與確定房間的平面尺寸和形狀是一樣的。(1) 考慮房間的使用性質和活動的特點。(2) 考慮采光、通風、空氣容量等衛(wèi)生要求。房間的高度，也是反映建筑標準和建筑經濟的一個方面，因為建筑體積和造價有密切的關系，所以適當降低房間的層高是降低建筑造價的措施之一。綜合考慮上述因素，我們認為：使用要求是決定房間尺寸和形狀的主要因素，但在滿足基本使用的條件下，結構的經濟合理，構件的規(guī)格等等，又往往成為決定具體尺寸的重要因素。綜合考慮了診室，手術室，病房等房間的層高要求，本工程底層層高定為3.9m，以上各層均為3.6m。設計一個房間，除了確定必要的面積、尺寸和形狀外，還要房間各構成要素的設計與布置。房間的構成要素包括：內外聯系的門，通風、采光用的窗等等。一、門的設計與布置：在建筑設計中，各種門的設計與布置，包括確定門的大小、數量、位置和開啟方式等等，對于人流活動、家具布置、內部窨使用以及安全疏散等影響很大。因此，對門必須進行精心設計。對門的設計主要考慮了以下幾點：(1) 根據功能要求確定門的大小(2) 根據使用的具體要求確定門的數量。二、窗的設計和布置房間中窗子的大小、形式和位置，對室內采光、通風、日照和使用等功能要求，對建筑物的裝門面構圖，都有很大關系，在設計時應根據各方面要求綜合考慮。采光是窗的主要功能，室內采光的優(yōu)劣，一方面取決于的平面和剖面的尺寸和形式；另一方面也與窗的方位、位置、大小、形狀、窗子的透光程度、窗前的遮擋情況、以及室內墻反光能力等因素有關。房間所需采光面積大小，在一般民用和工業(yè)建筑中，常常參考實踐經驗所得的窗面積和地面面積來進行設計。窗子的大小、數量，還應考慮經濟條件和當地的氣候條件，因為窗的造價比墻貴，而且窗子的保溫、隔熱性能比墻差。在設計窗的位置時，考慮了下列問題：1、窗的位置應很好地考慮房間內部的使用情況。2、窗子大都兼有通風的作用，因此房間的窗子位置應與門的位置一起考慮，最好把窗開在門對面的墻上或離門較遠的地方，以使房間盡可能得到穿堂風。3、窗子的位置還考慮了立面的要求，使立面構圖整齊諧調，不致雜亂無章，影響立面的效果。室內光線的強弱和照度是否均勻，不僅與窗在平面中的寬度和位置有關，而且還與窗在剖面中的高低有關。房間內光線的照射深度主要取決于側窗的高度，側窗上沿越高，光線的照射深度越遠，進深較大的房間，為避免室內遠離窗口處的照度過低，應適當提高窗上沿的高度。垂直交通包括三步樓梯及兩部電梯。門的高度根據人體尺寸來確定，窗高要滿足通風采光要求。 2.3 立面設計立面設計是為了滿足使用功能和美化環(huán)境的需要而進行的。同時，還可起到改善環(huán)境條件、保護結構和裝飾美化建筑物的作用。并且要考慮它的耐久性、經濟性；正確處理與施工技術的關系。完整的立面設計，并不只是美觀問題，它和平、剖面的設計一樣，同樣也有使用要求、結構構造等功能和技術方面的問題，但是從房屋的平、立、剖面來看，立面設計中涉及的造型和構圖問題，通常較為突出。建筑外形不是設計者主觀臆造出來的，它是功能、結構體系和內部空間組合等合乎邏輯的反映；建筑外形也不是建筑內容的簡單反映或直接表現，而是在建筑功能、技術、經濟等各種條件制約下，根據建筑藝術表現的要求和建筑形式美的構圖規(guī)律，進行加工創(chuàng)作而成的。不同的功能要求具有不同的建筑空間，而不同的建筑空間又形成不同的建筑外形，這種關系首先表現在建筑外部的體形組合上，其次也表現在立面上許多構件和構件的組合上。建筑立面可以看成是由許多構部件所組成：它們有墻體、梁柱、墻墩等構成房屋的結構構件，有門窗、陽臺、外廊等和內部使用空間直接連通的部件，以及臺基、勒腳、檐口等主要起到保護外墻作用的組成部分。恰當地確定立面中這些組成部分和構部件的比例和尺度，運用節(jié)奏韻律、虛實對比等規(guī)律，設計出體型完整、形式與內容統(tǒng)一的建筑立面，是立面設計的主要任務。建筑物的外墻做散水，主要是為了迅速排除靠墻體的地面水并堵住地面水沿墻腳向下滲透，以減少墻腳基礎受水侵蝕的可能性。散水是將外墻四周地面做成向外傾斜的坡道，以便將水導至遠離墻腳處。由于散水附屬在外墻底部，當墻身下沉時，在交接處容易產生裂縫而滲水。解決辦法可在接縫處嵌以瀝青油膏，或將勒腳做至散水面以下。本次設計的散水寬度為1000mm，坡度為4%。女兒墻是屋頂上直接受到風吹雨淋的一個構件，如果沒有適當的防水措施，雨水就有可能順女兒墻滲入室內，女兒墻的外飾面材料也可能因此而破壞。防止女兒墻滲水的辦法主要是在女兒墻的墻身中鋪設油氈防水層，或把屋面防水層鋪過女兒墻。本次綜合樓設計中，為了安全和美觀的需要，設置了女兒墻，女兒墻高1000mm。并充分考慮了女兒墻的抗震和防水。勒腳是外墻接近室外地面處的表面部分，其作用：一是保護墻身不受外界雨、雪的侵襲而受潮、受凍；二是加固墻身，以防因外界機械性破壞而使墻身受損；三是對建筑物立面處理產生一定效果。根據勒腳的作用，勒腳應選用防水性、耐久性較好，并有一定裝飾效果的材料。本次綜合樓外墻勒腳采用1：2水泥砂漿粉刷，高度為600 mm。這種勒腳的優(yōu)點是造價低，施工方便，。缺點是比較脆、容易裂，日久常有起殼剝落現象，嚴重的會造成墻體的破壞。發(fā)生起殼剝落現象的主要原因：一是施工時墻面清洗濕潤不夠，以致在抹灰時砂漿中水份被磚墻吸收，使面層抹灰咬不住，從而造成了面層與基層的粘結，造成空鼓；二是當室內外高差較大時，地下的潮氣由室內填土進入勒腳墻體并停留在與外墻抹灰交接的孔隙間，由于地下潮氣往往含有堿性介質，經過外墻面的風吹日曬，潮氣揮發(fā)，堿性介質形成結晶，體積膨脹，致勒腳面層成片剝離脫落；三是由于散水坍陷，使抹灰開裂滲水，當水浸入勒腳后，由于凍融循環(huán)的影響，導致表面脫殼。建筑立面設計的步驟，通常根據初步確定的房屋內部空間組合的平剖面關系，例如房屋的大小、高低、門窗位置，構部件的排列方式等，描繪出房屋各個立面的基本輪廓，作為進一步調整統(tǒng)一，進行立面設計的基礎。設計時首先應該推敲立面各部分總的比例關系，考慮建筑整體的幾個立面之間的統(tǒng)一，相鄰立面間的連接和協調，然后著重分析各個立面上墻面的處理，門窗的調整安排，最后對入口門廊、建筑裝飾等進一步作重點及細部處理。2.4 構造和建筑設計措施建筑不僅要滿足人們生產、生活等物質功能的要求，而且要滿足人們精神文化方面的要求。為此，不僅要賦予現實用屬性，同時，也要賦予它美觀的屬性。建筑的美觀主要是通過內部空間及外部造型的藝術處理體現，同時，涉及到建筑的群體空間布局，而其中建筑物的外觀形象經常地，廣泛地被人們所接觸，對人的精神感受上產生的影響尤為深刻。建筑體型和立面設計是整個建筑設計的重要組成部分，要滿足使用功能，物質技術條件，環(huán)境條件及社會經濟條件等要求。2.4.1 墻體根據墻體在平面上所處位置不同，有內墻和外墻、縱墻和橫墻之分。凡位于房屋內部的墻體統(tǒng)稱為內墻，它主要起分隔房間的作用；位于房屋周邊的墻體統(tǒng)稱為外墻，它主要是抵御風、霜、雨、雪的侵襲和保溫、隔熱，其圍護作用；沿建筑物短軸方向布置的墻體稱為橫墻，有內橫墻和外橫墻之分。在一片墻上，窗與窗或窗與門之間的墻體稱為窗間墻，窗洞下部的墻稱為窗下墻。墻體按結構受力情況分為承重墻和非承重墻。此結構墻體均為非承重墻。非承重墻雖不承受外來荷載，但承受自身重量，下部有基礎的墻稱為自承重墻。僅起分隔房間的作用，自身重量由樓板或梁來承擔的墻稱為隔墻。框架結構中，填充在柱子之間的墻又稱為填充墻。墻體應滿足以下幾個要求：要有足夠的強度和穩(wěn)定性，滿足保溫、隔熱等熱工方面的要求，滿足隔聲要求，滿足防火要求及抗震要求。為滿足抗震要求，應設置貫通的圈梁，使其具有一定的延伸性，減緩墻體的酥碎現象產生。墻腳和勒腳受到土壤中水分的侵蝕，致使墻身受潮，墻面層脫落，影響衛(wèi)生環(huán)境，應做好防潮工作。墻體材料采用現在運用較為廣泛的粉煤灰輕渣空心砌塊。門窗過梁用來支承門窗洞口上墻體的荷重，本工程采用鋼筋混凝土過梁。有些部位的窗戶則無需過梁，直接位于框架梁之下。2.4.2 基礎基礎是建筑物的重要組成部分，它承受建筑物的全部荷載，并將其傳給地基。基礎構造形式隨建筑物上部結構形式、荷載大小及地基土質情況而定。一般情況下，上部結構形式直接影響基礎形式，但當上部荷載增大，且地基承載力有變化時，基礎形式也隨之變化。地基不是建筑物的組成部分，它只是承受建筑物荷載的土層。地基每平方米所能承受的最大壓力，稱為地基允許承載力，也叫地耐力。具有一定地耐力，直接支承基礎的土層稱為持力層，持力層以下的土層稱為下臥層。地基承受基礎傳來的壓力是由上部結構至基礎頂面的豎向力和基礎自重以及基礎上部土層組成。而全部荷載是通過基礎的底面?zhèn)鹘o地基的。因此，當荷載一定時，加大基礎底面積可以減少單位面積地基上所受到的壓力。本工程采用柱下獨立基礎。2.4.3 樓地層樓地層包括樓板層和地坪層，是水平方向分隔空間的承重構件，樓板層分隔上下樓層空間，地坪層分隔大地與底層空間。樓板是房屋的水平承重構件，樓板層由面層、樓板、頂棚三部分組成，必須滿足足夠的強度和剛度；隔聲、防火、熱工；建筑經濟等要求。本工程采用現澆鋼筋混凝土樓板，該樓板具有堅固、耐久、剛度大、強度高防火性能好等優(yōu)點，當前應用比較普遍?，F澆樓板經常與現澆梁一起澆筑，形成現澆梁板。本工程正是采用的梁板式樓板。樓地面采用水磨石地面，該種地具有良好的耐磨性，耐久性、防火性，并具有質地美觀、表面光潔，易清潔等優(yōu)點。地面層是人們日常生活、工作、生產時經常接觸的地方，也是建筑物中經常經受磨擦、洗刷和承受壓力的部分。因此，對滿足各種使用功能要求、藝術要求以及經濟要求等才有較大影響，設計時必須綜合考慮，重點解決。例如對使用頻繁的大廳，應具有足夠的堅固性，即在各種外力作用下不易被磨損，不起灰，而且還應考慮平整、光潔等美觀以及防滑等要求。地面應考慮隔聲，使人行走時不致產生過大的噪聲。浴廁、開水房的地面，則要求防水、防潮，而且要注意易于清掃；對一些有特殊要求的房間，地面還要考慮耐酸、耐堿、耐腐蝕、耐高溫等要求。此外，由于地面面積較大，技術要求較高，施工比較費時、費工，特別當采用高級材料時，則更應全面考慮材料、施工、經濟指標等要求。地面構造的設計主要是：選擇面層材料，確定基本構造方案及解決特殊構造要求，如：防水、隔音、防油、防酸堿等；進行細部節(jié)點處理，如不同地面交接處構造、變形縫構造等。樓地面主要是用來分隔上下空間，它既是上層的地面，又是下層的天花，因此在設計時綜合考慮了上下兩層的要求。對樓板要求能隔聲，底層的地面則要求注意了防潮。水磨石又稱磨石子地面，其性能和做法與水泥砂漿地面相似，但耐磨性比水泥砂漿面層好，表面光潔，不易起灰，造價比水泥砂漿面層高12倍。但水磨石地面更易產生反潮現象。在南方，每當梅雨季節(jié)，氣溫升高、雨水較多，空氣中相對濕度較大，地面容易返潮。避免返潮現象主要解決兩個問題：一是減少圍護結構內表面與室內空氣的溫差，使圍護結構內表面溫度在露點溫度以上；二是降低空氣相對濕度，加強通風。在建筑構造上解決第一個問題，第二個問題可用機械設備（如去濕機）等手段來解決。本工程采用架空式地坪的方法來改善地坪返潮。其做法是在底層地坪下設通風間層，使底層地坪不解除土壤，以改變地面的溫度狀況，從而減少冷凝水的產生，使返潮現象得到明顯的改善。但由于增加了一層樓板，使得造價增加。本次設計所有樓地面均采用水磨石樓地面，樓梯也為水磨石飾面。2.4.4 屋頂屋頂是房屋頂層覆蓋的外圍護結構，它的主要功能是為建筑提供一個良好的內部使用空間環(huán)境，因此它具有能夠抵御自然界中的風、雨、雪、霜的干擾，太陽輻射，氣溫晝夜的變化和各種外界不利因素對建筑物影響的能力，同時屋頂也是建筑造型的重要組成部分。屋頂的組成包括屋面、支承結構和頂棚。屋頂按其外形一般分為平屋頂、坡屋頂、其它形式的屋頂由于屋頂覆蓋在房屋的最好上面，因此屋頂的防水的問題就特別突出。防止屋面漏水是要解決的首要問題，也是保證建筑室內空間能夠正常使用的先決條件。為解決這一問題，應從兩方面入手，一方面選擇好的屋面防水材料，不讓屋頂產生漏水現象；另一方面，組織設計好屋面的排水坡度將雨水引向雨水口，以達到使屋面雨水迅速排走，不在屋頂產生積水現象。南方夏季炎熱，強烈的太陽光輻射屋頂，屋頂只有采取相應的隔熱措施，才能保證大量的熱量不會通過屋頂傳入市內。本工程采用外檐溝排水。采用鋼筋混凝土檐溝，為防止傾覆，采用現澆式。屋面采用剛性防火屋面，其構造簡單，施工方便，造價較低。屋頂覆蓋在房屋的最上面，要起到防止自然界風霜雨雪、陽光、灰砂等侵襲和防水、保溫、隔熱等作用，有時還要考慮人們在上面使用。屋頂擱置上墻上，除承擔本身的重量外，還要承受人、物、風雨和積雪等外力，所以屋頂設計要考慮和解決防水、保溫、承重這三面問題。屋頂的防水和排水是靠必要的防水材料，通過適當的構造處理而形成的，防水效果的好壞與材料和構造組織的好壞有很大關系。屋面防水基本方法有兩種：一是“導”的方法，即利用屋面坡度將防水構件互相搭接鋪蓋，把屋面雨水因勢利導地迅速排除，使?jié)B漏的可能性縮到最小范圍。二是“堵”的方法，即利用防水材料，堵塞屋面防水構件的縫隙，做到無縫無孔，以防止雨水滲漏。屋面排水設計，主要解決以下兩個問題：1、決定適宜的排水坡度為了排除雨水，屋面就需要有一定的坡度。坡度越大，排水越暢。但當坡度過大，會給施工和結構布置造成不利條件。在一般情況下，坡屋頂的坡度對排水要求是沒總是的，對綜合樓這樣的平屋頂來說，屋面坡度采用2%為適宜。坡度在工地上有時也用泛水來表示，屋面泛水就是屋脊標高與檐口標高的差值。綜合樓設計屋頂坡度采用墊置坡度。也稱填坡或構造找坡，一般在水平鋪設的預制屋面上，用輕質材料填出屋面排水坡度。2、合理組織排水系統(tǒng)合理組織的水系統(tǒng)，主要根據屋面高低、跨度大小、變形縫位置等，劃分排水區(qū)段、確定屋面的排泄水方向和檐口的排水方式。本工程采用挑檐女兒墻平屋頂，屋面分水線排水坡度為2%，檐溝內墊置出1%橫向坡度。雨水從屋面直接流入槽溝內，雨水順坡度流入雨水口。結合綜合樓屋面特點，我們采用剛性防水，就是利用水泥及其制口（水泥砂漿、混凝土、鋼筋混凝土）的高滲性做成的屋面防水層。剛性防水屋面與柔性防水屋面比較，其特點是便于結構形式復雜的屋面的防水；便于上人使用；除少量熱瀝青刷面外基本上擺脫了高溫操作；材料來源廣，比柔性防水便宜；耐久性較好，維修比較方便。剛性防水層的基本材料是水泥、砂、石，它的基本防水原理是利用水泥制品的密實性來抵抗水分的滲透，因此它的抗?jié)B能力與制品的密實程度有著密切的關系。提高剛性防水材料的密實性主要通過改進顆粒級配、合理控制水灰比及良好的施工質量而獲得的。為了進一步提高抗?jié)B性能，在剛性防水材料中，也可以摻入一些防水劑。綜合樓防水層屋面做法是：鋼筋混凝土樓板上為20厚1：3水泥砂漿找平，上面為保溫層，再用20厚水泥砂漿找平，上面為隔離層，結構層采用40厚C20細石混凝土，內配4150雙向鋼筋，最上面的面層為青色防滑地磚。本設計工程建筑設計力求給人一種均衡、和諧的感覺，與環(huán)境融于一體，充分體現了建筑物的功能，通過巧妙組合，使建筑物創(chuàng)造了優(yōu)美、和諧、統(tǒng)一而又豐富的空間環(huán)境，給人以美的享受。3 結構設計說明3.1 工程概況東?？h第二人民醫(yī)院綜合樓，建筑面積4205m2，按照規(guī)劃要求，擬建層數為4層的框架結構。1、 年平均溫度16 0C，夏季最高氣溫為40.7 0C，冬季最低氣溫為-14 0C；2、 冬季相對溫度73 ，夏季相對溫度81；3、 冬季主導風向東北平均風速2.6m/s，夏季主導風向東南平均風速2.6m/s，最大風 速為23.7 m/s；4、 年平均降水量1034.1mm，月最大降水量179.3mm；5、 常年地下水位低于-1.5m，水質對混凝土沒有侵蝕作用；6、 地震荷載和雪荷載等常用荷載查相關規(guī)范。3.2 設計主要依據和資料（1）建筑設計資料集中國建筑工業(yè)出版社 2005（2）房屋建筑教程 化學工業(yè)出版社2004 （3）房屋結構抗震 重慶大學出版社1999 （4）土木工程結構 科學出版社2004（5）土木工程專業(yè)畢業(yè)指導 梁科學出版社2004（6）建筑抗震設計 科學出版社2003（7）建筑構造 科學出版社2004（8）世界建筑20年 天津大學出版社2000（9）建筑構造 清華大學出版社2005（10）公共建筑設計原理 東南大學出版社，2004（11）建筑結構設計 東南大學出版社，2002（12）混凝土結構設計 高等教育出版社，2005（13）中華人民共和國國家標準 混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2002），中國建筑工業(yè)出版社，2002（14）中華人民共和國國家標準 建筑抗震設計規(guī)范（GBJ50011-2001），中國建筑工業(yè)出版社，2001（15）中華人民共和國國家標準 地基基礎設計規(guī)范（GB5007-2002），中國建筑工業(yè)出版社，2002（16）中華人民共和國國家標準 建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2001），中國建筑工業(yè)出版社，2001（17）中華人民共和國國家標準 建筑制圖標準（GB/T50104-2001），中國建筑工業(yè)出版社，2001（18）中華人民共和國國家標準 辦公建筑設計規(guī)范（JGJ67-89），中國建筑工業(yè)出版社，1989（19）中華人民共和國國家標準 建筑結構制圖標準（GB/T50105-2001），中國建筑工業(yè)出版社，2001（20）基礎工程 清華大學出版社，1996（21）建筑結構設計 東南大學出版社，2002（22）建筑構造資料 中國建筑工業(yè)出版社，1994（23）鋼筋混凝土構件設計 地震出版社，1996（24）工程結構抗震設計中國建筑工業(yè)出版社，2004（25）混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖 中國建筑標準設計研究所出版 03G101-1（26）混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖 中國建筑標準設計研究所出版 03G101-2本工程采用框架結構體系，框架抗震等級為三級。本工程耐火等級為二級，其建筑構件的耐火極限及燃燒性能均按民用建筑設計規(guī)范（GBJI0I8-7）執(zhí)行.全部圖紙尺寸均以毫米為單位。本工程結構圖中所注標高均為結構標高。3.3 主體工程設計1、全部雙向板底筋短向放置在底層,長向放置在短向筋上。2、框架柱與墻連接均需間隔500mm高、在柱內預埋并向外伸出長度不小于1000mm的26的鋼筋與墻體相連接。3、 工程內預留洞、預埋件應與其他相關專業(yè)配合施工，嚴禁在結構構件上事后鑿洞。凡柱、板、梁及混凝土墻上開洞必須滿足相關規(guī)范要求。4、 凡建筑圖中未設墻處今后需加隔墻時，只允許加輕質隔墻。5、 框架梁上下立筋除圖中注明外均不宜有接頭，不可避免時，必須采用焊接接頭，同一截面內鋼筋的接頭面積不多于鋼筋總面積的50%。3.4 結構設計方案及布置 該建筑為醫(yī)療綜合樓，采用框架結構，建筑平面布置靈活，有較大空間。 該工程采用全現澆結構體系，結構平面布置見下圖。圖3.1 結構平面布置3.4.1構件初估一、柱截面尺寸的確定由于本框架結構荷載較小，可取1.1。設防烈度7度，抗震等級為三級,因此取0.9。地層柱的柱高H=3900mm，由于為現澆樓蓋則其=1.0H=3900mm, 其他層柱的柱高H=3600mm，同樣為現澆樓蓋條件下的計算高度=1.25H=1.253600mm=4500mm, 則由b/30=4500/30=150mm h/25=4500/25=180mm綜合考慮框架柱最小截面尺寸為bh=400mm380mm,選定柱截面尺寸為450mm450mm。二、梁尺寸確定 框架梁的截面高度可根據梁的跨度、約束條件及荷載大小進行選擇，一般取梁高為l/12l/8梁的跨度。為防止發(fā)生剪切破壞，梁高不宜大于1/4凈跨?？蚣芰旱慕孛鎸挾瓤扇榱焊叨鹊?/31/2梁高，為了使端部節(jié)點傳力可靠，梁寬不宜小于柱寬的1/2，且不應小于250mm。該工程框架為縱橫向承重，梁跨度為7.2m，根據梁跨度可初步確定框架梁截面尺寸300mm700mm。次梁梁高為跨度的1/181/12，梁寬為梁高的1/31/2，因梁與板整結在一起，故梁寬可取偏小值。選取次梁尺寸為200mm450mm，縱向鋼筋配筋率一般為0.6%1.5%。三、樓板尺寸板的縱橫向的跨度比為2，采用現澆雙向板，板的最小厚度 h=l/40l/50lox（lox為雙向板的斷想計算跨度），且滿足h80mm 。板的厚度取100mm。3.4.2 基本假定與計算簡圖一、基本假定1、平面結構假定：該工程平面為正交布置，可認為每一方向的水平力只由該方向的抗側力結構承擔，垂直于該方向的抗側力結構不受力。2、由于結構體型規(guī)則，布置對稱均勻，結構在水平荷載作用下不計扭轉影響。二、計算簡圖在橫向水平力作用下，梁對墻產生約束彎矩，因此將結構簡化為剛結計算體系，計算簡圖如后面所述。3.4.3 荷載計算水平荷載包括風荷載和地震荷載。風荷載的計算按當地情況確定。地震作用計算方法按建筑結構抗震設計規(guī)范進行，對高度不超過40m以剪切為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，可采用底部剪力法。豎向荷載主要是結構自重（恒載）和使用荷載（活載）。結構自重可由構件截面尺寸直接計算，建筑材料單位體積重量按荷載規(guī)范取值。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數按荷載規(guī)范取用。3.4.4 側移計算及控制當一般裝修標準時，框架結構在地震作用下層間位移和層高之比、頂點位移與總高之比分別為1：650，1：700。3.4.5 內力計算及組合一、豎向荷載下的內力計算 豎向荷載下內力計算首先根據樓蓋的結構平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架?？蚣芙Y構在豎向荷載下的內力分層法；連梁考慮塑性內力重分布而進行調幅，按兩端固定進行計算。二、水平荷載下的計算 水平力首先在框架分配，然后將分得的份額按各榀框架的剪切剛度進行再分配，采用D值法進行計算。三、內力組合1、荷載組合。由于不考慮風荷載影響，荷載組合簡化如下： (1) 1.2恒1.4活 (2) 1.2恒1.4風 (3) 1.2恒+0.85(1.4活+1.4風) (4) 1.2恒+0.5活+1.3地震 2、控制截面及不利內力。框架梁柱應進行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強度、截面尺寸有改變層及體系反彎點所在層?？蚣芰嚎刂平孛婕安焕麅攘椋褐ё孛妫琈max，Vmax，跨中截面，Mmax?？蚣苤刂平孛鏋槊繉由?、下截面，每截面組合：Mmax及相應的N、V，Nmax及相應M、V，Nmin及相應M、V。3.4.6 構件及節(jié)點設計 構件設計包括框架梁、柱，板的配筋計算。3.4.7 基礎設計根據上部結構條件、工程地質、施工等因素，選用柱下獨立基礎，進行基礎的配筋及抗沖切的驗算。3.5 施工材料1、本工程中所采用的鋼筋箍筋為級鋼，fy=210N/m,主筋為級鋼，fy=300N/，級鋼，fy=360N/。2、柱梁鋼筋混凝土保護層為35mm,板為15mm。3、鋼筋的錨固和搭接按國家現行規(guī)范執(zhí)行。4、本工程混凝土強度等級為C20，C30。5、墻體采用240厚粉煤灰輕渣空心砌塊。3.6 施工要求及其他設計說明1、本工程上部樓板設計時未考慮較大施工堆載（均布），當外荷載達到3.0KN/m時，應采取可靠措施予以保護。2、施工縫接縫應認真處理，在混凝土澆筑前必須清除雜物，洗凈濕潤，在刷2度純水泥漿后，用高一級的水泥沙漿接頭，再澆筑混凝土。3、未詳盡說明處，按相關規(guī)范執(zhí)行。4 結構計算書4.1 工程概況我們本次設計課題是一幢醫(yī)療綜合樓，四層框架結構，抗震設計烈度為7度。地基按類場地土。建筑物底層層高為3.9m，其它層為3.6m，柱、梁板均為現澆結構。4.1.1 平面設計首先應是底層的設計，初步擬定柱的截面尺寸450mm450mm，梁的截面尺寸為300mm700mm，在設計中，考慮到多層綜合樓的多項功能集一體，設計中，把它主要功能分區(qū)，亦即是住院病房和辦公區(qū)，各個區(qū)進行人員分流以及滿足防火要求。4.1.2 剖面設計 為了很好的反映樓層的結構，在設計剖面時，剖到樓梯這個比較重要的部位，使剖面能很好的反映結構的布置，樓地面的裝修以及梁柱之間的關系等。4.1.3 排水設計為了使雨水能很好的有組織的排走，設計中，采用的是外檐溝排水，起坡坡度均為2%,設計成雙坡排水。4.1.4 結構選型采用鋼筋混凝土框架結構1、屋面、樓面結構：現澆鋼筋混凝土屋面板，按上人屋面的使用荷載取用；2、樓梯結構：采用梁式樓梯；3、排水采用檐溝外排水，溝內墊坡。4、基礎：采用柱下獨立基礎。4.1.5基本資料：1、設計標高：室內設計標高0.000m，室內外高差600mm；2、墻身做法：墻身為粉煤灰輕渣空心砌塊。用M5混合砂漿砌筑，內粉刷為混合砂漿底，紙筋灰面，厚15mm，“803”內墻涂料兩度，外粉刷為1：3水泥砂漿底，厚15mm, 5厚1：1水泥砂漿粘結層，水刷石墻面；3、樓地面做法：采用水磨石地面。 4、屋面做法：鋼筋混凝土樓板上為20厚1：3水泥砂漿找平，上面為保溫層，再用20厚水泥砂漿找平，上面為隔離層，結構層采用40厚C20細石混凝土，內配4150雙向鋼筋，最上面的面層為青色防滑地磚；門窗做法：采用木門，鋁合金窗，詳細尺寸見建施圖；5、工程地質資料：持力層為粉質粘土，地基承載力標準值為210KPa，基本風壓0.55 KN/m2，雪壓0.40KN/m2，抗震7度設防（近震）；6、活荷載標準值：屋面活荷載為2.0 KN/m2，樓面活荷載，三層樓面活荷載取為2.0 KN/m2，一、二層為門診區(qū)樓面活荷載取為2.5 KN/m2。根據這些資料和設計的平面圖和結構布置，選取第二榀框架作為計算單元，并據此來進行框架計算。4.2 結構布置及計算簡圖4.2.1結構布置根據該房屋的使用功能及建筑設計的需求，進行了建筑平面、立面及剖面的設計，其各層建筑平面、剖面示意圖見建筑設計圖，本結構層高4層，底層層高為3.9m，其它各層為3.6m。填充墻采用390mm240 mm190mm的粉煤灰輕渣空心砌塊砌筑，門為木門，窗為鋁合金窗，門窗洞口尺寸見門窗表。樓蓋及屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構，樓板厚度取100 mm，梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算，由此估算的梁載面尺寸見表4.1，混凝土強度等級取C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）表4.1 梁截面尺寸（mm）主梁（bh）次梁（bh）300700200450柱截面尺寸可根據式N=FgEn ， AcN/Nfc估算，查表4.2、4.3得該框架結構在30m以下，抗震等級為三級，其軸壓比值N=0.9表4.2 結構抗震等級結構類型烈 度6789框架結構高度/m30303030303025框架四三三二二一一劇場、體育等三二一一表4.3 柱軸壓比限值N結構類型 抗 震 等 級一二三框架結構0.70.80.9取柱的截面為正方形，設計柱截面尺寸取值統(tǒng)一取450 mm 450 mm基礎選用柱下獨立基礎，基礎埋深取0.5m，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板頂，2-4層柱高度即為層高3.6m，底層柱高度從基礎頂面取至一層板頂，即h1=3.9+0.6+0.5=5.0m4.2.2重力荷載計算一、恒載標準值計算1、屋面防水層（剛性）：青色地磚 0.55 KN/m2找平層：20厚水泥砂漿 0.0220=0.4 KN/m2保溫層：80厚礦渣水泥 0.0814.5=1.16 KN/m2找平層：20厚水泥砂漿 0.0220=0.4 KN/m2結構層：40厚鋼筋混凝土 0.0425=1 KN/m2吊頂：V型輕鋼龍骨吊頂 0.17 KN/m2 合 計 3.68 KN/m22、樓面地面：水磨石地面 0.65 KN/m2結構層：100厚鋼筋砼板 0.125=2.50 KN/m2 抹灰層：10厚混合砂漿 0.0117=0.17 KN/m2吊頂：V型輕鋼龍骨吊頂 0.17 KN/m2 合 計 3.49 KN/m23、梁自重bh=300700自重 0.3(0.7-0.1)25=4.5 KN/m粉刷：20厚混合砂漿 0.02(0.7-0.1)2+0.317=0.51KN/m 合 計 5.01 KN/mbh=200450自重 0.2(0.45-0.1)25=1.75 KN/m粉刷：20厚混合砂漿 0.02(0.45-0.1)2+0.217=0.31KN/m 合 計 2.06 KN/m4、柱自重bh=450450自重 0.450.4525=5.06KN/m粉刷：20厚混合砂漿 0.020.45417=0.62KN/m 合 計 5.68 KN/m5、墻體底層南面墻：玻璃幕墻 3.91.5=5.85 KN/m墻體粉刷 3.9 m0.24 m8.0 KN/m3+3.9 m0.008 m19.8 KN/m3=7.488 KN/m +0.618 KN/m =8.11 KN/m北面墻：窗墻體粉刷1.8 m0.35 KN/m2+(3.9-1.8) m0.24 m8.0 KN/m3+(3.9-1.8) m0.5 KN/m2=0.63 KN/m +4.032 KN/m +1.05 KN/m =5.98 KN/m門墻體粉刷2.5 m0.45 KN/m2+(3.9-2.5) m0.24 m8.0 KN/m3+(3.9-2.5) m0.5 KN/m2=1.125 KN/m +2.688 KN/m +0.7 KN/m =5.02 KN/m內橫墻：窗墻體粉刷1.2 m0.35 KN/m2+(3.9-1.2) m0.24 m8.0 KN/m3+(3.9-1.2) m0.5 KN/m2=0.42 KN/m +5.184 KN/m +1.35 KN/m =6.95KN/m門墻體粉刷2.5 m0.2 KN/m2+(3.9-2.5) m0.24 m8.0 KN/m3+(3.9-2.5) m0.5 KN/m2=0.5 KN/m +2.688 KN/m +0.7 KN/m =3.89 KN/m內縱墻：墻體粉刷3.9 m0.24 m8.0 KN/m3+3.9 m0.5 KN/m2=7.488 KN/m+1.95 KN/m=9.44 KN/m中間層外墻窗（C3）自重墻體粉刷1.8 m0.35 KN/m2+(3.6-1.8) m0.24 m8.0 KN/m3+(3.6-1.8) m0.5 KN/m2=0.63 KN/m +3.46 KN/m +0.9 KN/m =4.99KN/m窗（C4）自重墻體粉刷2.1 m0.35 KN/m2+(3.6-2.1) m0.24 m8.0 KN/m3+(3.6-2.1) m0.5 KN/m2=0.735 KN/m +2.88 KN/m +0.75 KN/m =4.37KN/m內墻窗（C1）自重墻體粉刷1.2 m0.35 KN/m2+(3.6-1.2) m0.24 m8.0 KN/m3+(3.6-1.2) m0.5 KN/m2=0.42 KN/m +4.608 KN/