某中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1 緒 論畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)計(jì)劃中最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，也是重要的綜合時間教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)知識的相應(yīng)技能，解決土木工程設(shè)計(jì)問題所需的綜合能力和創(chuàng)新能力。我這次的課題為實(shí)驗(yàn)樓設(shè)計(jì)，在老師及同學(xué)的指導(dǎo)幫助下，進(jìn)行了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是加深對理論和概念的理解，獨(dú)立系統(tǒng)的完成一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)，熟悉工程設(shè)計(jì)的一般步驟，熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中常用的方法。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)分建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分，建筑設(shè)計(jì)包括建筑平面圖、剖面圖、立面圖及建筑構(gòu)造詳圖；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)

2、設(shè)計(jì)以及樓梯、樓板設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)軟進(jìn)行復(fù)核，圖紙全部用計(jì)算機(jī)繪制，說明書全部用計(jì)算機(jī)打印。本設(shè)計(jì)從建筑到結(jié)構(gòu)是一個較為完整的設(shè)計(jì)過程，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)和鞏固了以前所學(xué)知識，把主要課程聯(lián)系成一個完整的體系，并運(yùn)用于設(shè)計(jì)中；本次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的基本能力，為畢業(yè)后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時間倉促，工作量較大，加之設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有限，不妥之處在所難免，敬請各位評審老師批評指正。2 建筑設(shè)計(jì)說明2.1 設(shè)計(jì)資料一、工程概況1. 工程名稱：漢中市漢臺第四中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓設(shè)計(jì)；2. 建設(shè)單位：漢中市漢臺第四中學(xué)；3. 建設(shè)場地：擬建建筑物位于陜西省漢中市漢臺區(qū)益州路。4. 建設(shè)規(guī)模：總

3、建筑面積5000平方米左右，主體結(jié)構(gòu)5層，無地下室。二、設(shè)計(jì)原始資料（一）氣象條件1.年最低溫度2.10C。2.全年主導(dǎo)風(fēng)向：東北；基本風(fēng)壓為0.30。3.全年降雨量871；日最大降雨量110；一小時最大降雨量82；雨季集中在每年的9、10月份。4.土壤最大凍結(jié)深度：無凍土；基本雪壓為0.20。（二）工程地質(zhì)條件1.工程地質(zhì)條件：擬建場地地勢平坦，地貌上屬于漢江北岸級階地中部，場區(qū)地層主要有以下五層組成：（1）素填土：主要以粘性土為主，含有磚瓦碎片、木炭灰及生活垃圾，層厚0.40-0.60米，遍布場地。（2） 粉土層：淺黃色，濕，粉質(zhì)含量較高，層厚0.60-0.80米；其地基土的容許承載力為1

4、30。（3）中砂層：松散狀態(tài)，稍濕，層厚1.0-2.60米；其地基土的容許承載力為160。（4） 圓礫層：灰黃-黃褐色，稍密狀，濕，層厚0.80米左右；其地基土的容許承載力為240。（5）卵石層：灰色-黃褐色，中密，濕，其地基土的容許承載力為360。2. 地下水：埋藏深度15.70，屬潛水類型。3. 場地地震效應(yīng)：（1）場地類別為類。（2）抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10，設(shè)計(jì)地震分組第二組，特征周期為0.40。（3）按照建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2010）進(jìn)行判別，該設(shè)計(jì)可不考慮地震液化問題 。4. 不良地質(zhì)作用：未發(fā)現(xiàn)影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用。5. 水腐蝕性

5、評價：該場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無腐蝕性，但在干濕交替條件下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有弱腐蝕性。（三）其他條件1.室內(nèi)地坪高，相當(dāng)于絕對標(biāo)高514.430。2.本工程由省建某公司某工程隊(duì)承建，該施工隊(duì)技術(shù)力量雄厚，施工機(jī)械化程度較高，施工機(jī)械設(shè)備齊全；建筑材料以及各種預(yù)制構(gòu)件均由承建公司負(fù)責(zé)組織供應(yīng)。2.2 工程設(shè)計(jì)依據(jù)2.2.1 規(guī)范國家相關(guān)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)。漢中市建設(shè)局規(guī)劃局批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案。2.3 建筑設(shè)計(jì)的目的和要求2.3.1 建筑設(shè)計(jì)的目的與要求1、在充分理解設(shè)計(jì)任務(wù)要求的基礎(chǔ)上，使建筑設(shè)計(jì)達(dá)到房間設(shè)置合理，使用方便，交通安全，設(shè)計(jì)方法正確，步驟清晰完整，并

6、學(xué)會正確使用規(guī)范和圖集。2、繪圖要求嚴(yán)格按照制圖標(biāo)準(zhǔn)要求，做到圖幅規(guī)范，布圖緊湊勻稱，線條流暢，粗細(xì)分明，尺寸齊全，注標(biāo)規(guī)范。3、說明書的撰寫應(yīng)字跡工整，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，條理清晰，文字通順。2.4 總平面設(shè)計(jì)依據(jù)及說明校園已有一些建筑。其中包括多個平房建筑。擬建的教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓建成后將增加學(xué)校的教學(xué)規(guī)模。考慮到這一點(diǎn)在進(jìn)行總平面布置時就必需突出實(shí)驗(yàn)樓的位置。同時要便于與學(xué)校的已有宿舍，食堂及實(shí)驗(yàn)樓相聯(lián)系，形成以實(shí)驗(yàn)樓為中心，其他建筑合理分散的格局。根據(jù)綜合實(shí)驗(yàn)樓的特點(diǎn)及上述原因來規(guī)劃基地范圍內(nèi)的綠化，道路和出入口。保證實(shí)驗(yàn)樓和其他建筑之間的平面距離，考慮其通風(fēng)和采光等，使其滿足使用和建筑藝術(shù)要求。2.5

7、 建筑平面設(shè)計(jì) 建筑平面他集中反映了建筑平面各組成部分的特征及相互關(guān)系，使用功能的 要求，是否經(jīng)濟(jì)合理。除此之外建筑平面與周圍環(huán)境的關(guān)系，建筑是否滿足平面設(shè)計(jì)的要求，同時還不同程度的反應(yīng)建筑空間藝術(shù)構(gòu)思和結(jié)構(gòu)布置的關(guān)系。 民用建筑的類型繁多，各類建筑房間的使用性質(zhì)和組成類別也不同，但從組成各部分的使用性質(zhì)來分析，均可以歸納為以下兩個組成部分，即使用部分和交通聯(lián)系部分。建筑平面設(shè)計(jì)的任務(wù)就是充分研究幾個部分的特征和相互關(guān)系，以及平面與周圍環(huán)境的關(guān)系，在各種繁雜的關(guān)系中找出平面設(shè)計(jì)的規(guī)律，使建筑滿足功能，技術(shù)，美觀，經(jīng)濟(jì)的要求。民用建筑的平面設(shè)計(jì)應(yīng)包括單個房間平面設(shè)計(jì)和平面組合設(shè)計(jì)。2.5.1 主

8、要使用房間的設(shè)計(jì)房間分類和設(shè)計(jì)要求：教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓的房間按功能分類有：第一：學(xué)習(xí)用房：普通教室，實(shí)驗(yàn)室第二：辦公用房：每層的辦公室 對使用房間平面設(shè)計(jì)的要求：房間的面積，形狀和尺寸要滿足室內(nèi)使用和家具設(shè)備合理布置的要求；第一：門窗的大小和位置應(yīng)考慮出入方便，疏散安全，采光通風(fēng)良好；第二：房間的構(gòu)成應(yīng)使結(jié)構(gòu)布置合理，施工方便，也有利于房間之間的組合，所用材料應(yīng)符合相應(yīng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)；第三：室內(nèi)空間以及頂棚，地面，各個墻面和構(gòu)件細(xì)部要考慮人們的使用和審美要求。房間面積：房間使用面積大小是由房間內(nèi)部活動特點(diǎn)，使用人數(shù)的多少，家具設(shè)備的數(shù)量和布置方式等多種因素決定的。影響房間面積大小的因素有：（1） 容納人數(shù)

9、（2） 家具設(shè)備及人們使用活動面積在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時首先必需看清楚教室的規(guī)模，容納多少學(xué)生上課，布置多少課桌椅。民用建筑房間面積定額參考指標(biāo)規(guī)定：中小學(xué)校普通教室面積定額為1-1.2 m2/人，不包括走道。民用建筑房間形狀有矩形，方行，多邊形，圓形等。在具體設(shè)計(jì)中根據(jù)使用要求，結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置，經(jīng)濟(jì)條件，美觀等方面綜合考慮。而作為實(shí)驗(yàn)樓采用矩形比較好，這是因?yàn)榫匦斡腥缦碌膬?yōu)點(diǎn)：（1） 矩形平面體型簡單，墻體平直，便于家具布置和設(shè)備安排。（2） 結(jié)構(gòu)布置簡單，便于施工。（3） 矩形平面便于統(tǒng)一開間，進(jìn)深有利于平面及空間的組合。房間尺寸：房間尺寸是指房間的面寬和進(jìn)深，而面寬常常是由一個或多個開間組

10、成。在初步確定了房間的面積和形狀之后，確定合適的房間尺寸是一個重要的問題。房間平面尺寸一般從以下幾個方面進(jìn)行綜合考慮：（1） 滿足家具布置和人員活動的要求；（2） 滿足視聽要求；（3） 良好的天然采光；（4） 經(jīng)濟(jì)合理的布置結(jié)構(gòu)。作為實(shí)驗(yàn)樓也應(yīng)該如此綜合考慮各方面的要求，同時也有針對教室的特殊要求。尤其是要滿足視聽方面的要求：（1） 第一排座位距離黑板的距離必須2.00以保證垂直視角45度；（2） 最后排距離黑板的距離不宜大于8.5m；（3） 水平視角應(yīng)30度。另外對教室前后桌之間的距離應(yīng)900mm，中間走道應(yīng)550mm。按36人布置桌椅使前排距黑板的距離為2400mm，后排距黑板的距離為77

11、50mm，中間走道的寬度為600mm，都能滿足要求。門窗設(shè)置：房間門的作用是提供人出入和各房間交通聯(lián)系，有時也兼采光和通風(fēng)。窗的主要功能是采光和通風(fēng)。門的寬度和數(shù)量的確定：單股人流的寬度為550mm，一個人側(cè)身通過的寬度為300mm。教學(xué)教室門的寬度應(yīng)考慮一人正常通行一人側(cè)身通過，因此教室的門的取為1000mm，采用單扇門。而設(shè)在中間走道的門的 寬度因?yàn)榇笥?000mm，所以采用雙扇門。由于教室的使用人數(shù)較多，面積達(dá)到59 m2，所以按民用建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范要求每教室設(shè)置兩個門，前后各一個。窗的面積：窗口面積大小主要根據(jù)房間的使用要求，使用面積和當(dāng)?shù)氐娜照涨闆r來確定。民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定辦公室，教

12、室，辦公室的視覺工作特征為中精密，窗地面積比應(yīng)為1/6-1/8。設(shè)計(jì)中因?yàn)閷?shí)驗(yàn)樓采用框架結(jié)構(gòu)，所以在窗戶開設(shè)上較為自由。因此教室外墻的窗戶開設(shè)較大，這樣即有利于采光又可以避免走道內(nèi)的行人對教室內(nèi)的影響。門窗位置：設(shè)計(jì)中將所有的房間門都開向走廊。同時在實(shí)驗(yàn)樓的東西兩側(cè)都設(shè)置出口與外界相連，便于人員的快速疏散。教室及辦公室外墻開設(shè)大面積窗戶形成了較好的空氣流通通道。2.5.2 輔助使用房間的設(shè)計(jì)民用建筑除了主要使用房間外還有輔助使用房間。輔助使用房間的設(shè)計(jì)原理，原則和方法與主要使用房間基本相同。但由于在這類房間中大都布置較多的設(shè)備，管道，因此房間的大小及布置均受到設(shè)備尺寸的影響。廁所設(shè)備及數(shù)量：廁

13、所衛(wèi)生設(shè)備主要有大便器，小便器，洗手盆，污水池等。大便器有蹲式和坐式兩種。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)樓使用人數(shù)較多，使用頻繁，所以選用蹲式。設(shè)計(jì)中廁所采用大便器兩邊布置，門內(nèi)開。按規(guī)定中間走道的寬度要大于1100mm，每個大便器所占面積不少于1200x900mm小便器距離要大于600mm。設(shè)計(jì)中實(shí)際布置的中間走道寬度為1100mm，每個大便器占用面積為1200x1000mm，小便器的間距為800mm ，都能滿足要求。2.5.3 交通聯(lián)系部分的設(shè)計(jì)交通聯(lián)系部分包括水平交通聯(lián)系部分和垂直交通聯(lián)系部分交通樞紐空間等。交通聯(lián)系部分的設(shè)計(jì)要求有足夠的通行寬度，聯(lián)系便捷，互不干擾，通風(fēng)采光良好等。此外，在滿足使用需要的前提

14、下，要盡量減少交通面積提高平面的利用率。第一：走道設(shè)計(jì)走道按使用性質(zhì)不同分為三種：（1） 完全為交通需要而設(shè)置的走道；（2） 主要為交通聯(lián)系同時還兼有其他功能的走道；（3） 多種功能綜合使用的走道。實(shí)驗(yàn)樓走道應(yīng)該屬于第二種情況。根據(jù)建筑物耐火等級及層數(shù)的要求：走道兩側(cè)布置房間時學(xué)校應(yīng)為2.10-3.00m。實(shí)驗(yàn)樓建筑耐火等級為二級，層數(shù)為五層?？紤]各種因素取走道的寬度為2.7m。走道長度應(yīng)根據(jù)建筑性質(zhì)，耐火等級及防火規(guī)范來確定。按照建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GBJ16-87）的要求，最遠(yuǎn)房間出入口到樓梯之間安全距離必須控制在一定的范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)樓耐火等級為二級，按規(guī)定應(yīng)不超過35m。設(shè)計(jì)中實(shí)際長度為27

15、.9m。滿足要求。 走道采光可以利用兩端的門及兩側(cè)的高窗。第二：樓梯設(shè)計(jì)樓梯是多層建筑中常用的垂直交通聯(lián)系手段，應(yīng)根據(jù)使用要求選擇合適的形式，布置恰當(dāng)?shù)奈恢谩８鶕?jù)使用性質(zhì)，人流通行情況及防火規(guī)范綜合確定樓梯的寬度及數(shù)量，并根據(jù)使用對像和使用場合選擇最合適的坡度。樓梯的形式和位置：根據(jù)實(shí)驗(yàn)樓的使用人數(shù)確定采用三部樓梯，兩個樓梯布置于中間，另外兩個布置于東西兩邊。這種樓梯造型對稱嚴(yán)謹(jǐn)，即有利于人員流動。樓梯寬度和數(shù)量：樓梯的寬度和數(shù)量主要根據(jù)使用性質(zhì)，使用人數(shù)和防火規(guī)范來確定。規(guī)范規(guī)定疏散樓梯的最小寬度對于實(shí)驗(yàn)樓應(yīng)不小于1.2m。平臺寬度應(yīng)大于踏步板的長度。梯井的寬度一般為60-120mm。設(shè)計(jì)中

16、通過計(jì)算確定梯井的寬度為100mm，輔助使用樓梯的踏步板長度小于平臺寬度。2.6 建筑剖面設(shè)計(jì)：剖面設(shè)計(jì)確定建筑物各部分高度，建筑層數(shù)，建筑空間組合與利用以及建筑剖面中的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造關(guān)系。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：第一：確定房間的剖面形狀、尺寸及比例關(guān)系；第二：確定房間的層數(shù)各部分的標(biāo)高；第三；確定天然采光自然、通風(fēng)、保溫、隔熱、屋面排水及選擇建筑構(gòu)造方案；第四：確定主體結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的方案；第五：進(jìn)行房間豎向空間的組合。2.6.1 房間的剖面形狀實(shí)驗(yàn)樓的剖面形狀都采用矩形。這是因?yàn)榫匦纹拭婧唵?、?guī)整、便于豎向空間的組合，易于獲得簡潔而完整的體形，同時結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。同時也能滿足使用要求。同時矩形的剖

17、面的形狀規(guī)整、簡潔、有利于梁板式結(jié)構(gòu)的布置。2.6.2 房間各部分高度的確定房間的凈高和層高房：確定實(shí)驗(yàn)樓間的凈高和層高房的因素：第一：實(shí)驗(yàn)樓中教學(xué)設(shè)備及學(xué)生活動的要求；第二：實(shí)驗(yàn)樓采光和通風(fēng)的要求；第三：實(shí)驗(yàn)樓的結(jié)構(gòu)高度及布置方式的要求；第四：建筑經(jīng)濟(jì)效果；第五：教室室內(nèi)空間的比例。設(shè)計(jì)中根據(jù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓凈高一般為3.30-3.60m的 規(guī)定采用教室的凈高為3.60m，辦公室的凈高采用與教室相同的高度。同時這樣的餓高度也能夠符合建筑采光及通風(fēng)的要求。窗臺的高度：對于教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓的窗臺過高，課桌椅將全部或大部分處于陰影處，影響使用效果。因此一般取高度為900-1000mm，這樣窗臺距離桌面的高度控

18、制在100-200mm。因此設(shè)計(jì)中內(nèi)外墻窗臺高度均設(shè)計(jì)為900。室內(nèi)外地面高差設(shè)計(jì)：為了防止室外雨水流入室內(nèi)，并防止墻身受潮，一般民用建筑常把室內(nèi)地坪適當(dāng)提高，以使建筑物室內(nèi)外形成一定的高差，該高差主要由以下的因素確定：第一：內(nèi)外聯(lián)系方便；第二：防水、防潮要求；地形及環(huán)境要求；第三：建筑物性格特點(diǎn)。綜合考慮各種因素和教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓的特點(diǎn)室內(nèi)外的高差確定為450mm。臺階高度采用150mm高，三節(jié)臺階。室內(nèi)地面標(biāo)高為+0.000m，室外地面的標(biāo)高為-0.450m。2.6.3 房屋的層數(shù)確定選擇教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓的層數(shù)時綜合考慮了它的使用要求，建筑結(jié)構(gòu)，材料和施工的要求，建筑基地環(huán)境與城市規(guī)劃的要求。即實(shí)驗(yàn)樓

19、的層數(shù)要滿足使用人數(shù)的要求并保證其人員活動的安全。同時有利于一般的建筑結(jié)構(gòu)形式的實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)樓的高度也考慮到學(xué)校整體環(huán)境的適應(yīng)問題。綜合這些要求實(shí)驗(yàn)樓的層數(shù)確定為教學(xué)五層。2.7 建筑體型和立面的設(shè)計(jì)建筑不僅要滿足人們的生產(chǎn)生活等物質(zhì)功能的要求，而且要滿足人們精神文化方面的要求。為此，不僅要賦予建筑實(shí)用性，同時也要賦予建筑美觀的屬性。建筑的美觀主要是通過內(nèi)部空間和外部造型的藝術(shù)處理來體現(xiàn)，同時也涉及到建筑的群體空間布局，而其中建筑物的外部形象經(jīng)常地，廣泛的被人們所接觸，對人們的精神感受上產(chǎn)生的影響尤為深刻。2.7.1 影響體型和立面的因素第一：使用功能；第二：物質(zhì)技術(shù)條件；第三：城市規(guī)劃及環(huán)境條

20、件；第四：社會經(jīng)濟(jì)條件。2.7.2 體型設(shè)計(jì)選擇教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓體型時主要考慮到基地環(huán)境和使用功能的要求。要求建筑物不單調(diào)，要有藝術(shù)感，那么建筑體型就不能采用單一的體型，要采用復(fù)雜的體型。復(fù)雜體型一般由兩個以上體量組合而成，體型豐富。實(shí)驗(yàn)樓兼有教學(xué)和辦公兩種功能，將教學(xué)與辦公分別置于兩種單獨(dú)的體型中，再將他們相互的組合，這樣就充分優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)樓的功能區(qū)組，避免了相互的干擾。設(shè)計(jì)中將辦公室置于中間，其他為教室，這樣也使整個建筑看起來均衡、穩(wěn)重。方便老師與同學(xué)的溝通。2.7.3 立面設(shè)計(jì) 進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓立面設(shè)計(jì)時主要通過虛實(shí)與凹凸的對比來使建筑的立面豐富。南北立面中大面積的窗戶形成了“虛”，而窗戶間的墻體

21、則形成了“實(shí)”。大面的“虛”配以小面積的“實(shí)”使建筑獲得輕巧、開朗的效果。南立面中上下窗戶間的墻體上做銀灰色的鋁合金的裝飾骨架，使墻體部分的視覺感受更加豐富。東西立面是大面積的墻體，容易造成呆板的感覺，因此利用線條將大面積的墻體分成小塊。設(shè)計(jì)中通過合理的利用玻璃幕墻來裝飾立面。通過屋頂?shù)难b飾使建筑的造型給人一種積極向上的感覺。2.8 構(gòu)造設(shè)計(jì)構(gòu)造設(shè)計(jì)主要解決建筑各組成部分的構(gòu)造原理和構(gòu)造方法。它是建筑設(shè)計(jì)中不可缺少的一部分，其任務(wù)是根據(jù)建筑的功能、材料、性能、受力情況、施工方法和建筑藝術(shù)等要求選擇經(jīng)濟(jì)合理的構(gòu)造方案，并作為建筑設(shè)計(jì)中綜合解決技術(shù)問題及進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。2.8.1 影響建筑構(gòu)

22、造設(shè)計(jì)的因素第一：外部作用里的影響；第二：氣候條件的影響；第三：認(rèn)為因素的影響；第四：建筑技術(shù)的影響；第五：建筑標(biāo)準(zhǔn)的影響。2.8.2 建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)的原則：第一：堅(jiān)固實(shí)用；第二：技術(shù)先進(jìn)；第三：經(jīng)濟(jì)合理；第四：美觀大方。2.8.3 墻體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，墻體都為填充墻。由于填充墻不承受外來的荷載，且本身的重量還要由樓板和梁來承受，因此設(shè)計(jì)應(yīng)使用墻自重輕，厚度薄，便于組砌，有一定的隔聲能力，同時還要能夠滿足特殊使用部位如廚房、衛(wèi)生間等處的防水、防火、防潮的要求。綜合以上的要求本設(shè)計(jì)中所有的教室、實(shí)驗(yàn)室的墻體都采用240厚的蒸壓灰砂磚，衛(wèi)生間的墻體采用實(shí)心磚。墻體的勒腳、散水的做法采用標(biāo)準(zhǔn)做法

23、，具體見施工說明。2.8.4 樓地面設(shè)計(jì)樓地層包括樓板層和地平層，是水平方向分隔房間空間的承重構(gòu)件，樓板分割上下樓層的空間，地坪層分隔大地與底層的空間。由于他們所處的位置不同、受力不同，因而結(jié)構(gòu)層有所不同。樓板層的餓結(jié)構(gòu)層為樓板；地坪層的結(jié)構(gòu)層為墊層。樓板層的設(shè)計(jì)要求：第一：具有足夠的剛度和強(qiáng)度；第二：滿足隔聲、防火、熱工的要求；第三：滿足建筑經(jīng)濟(jì)的要求。地坪層與樓板層一樣，是人們?nèi)粘Ｉ?、工作、生產(chǎn)直接接觸的地方，根據(jù)不同房間對面層的餓不同要求，面層應(yīng)堅(jiān)固耐磨、表面平整、光潔、不起塵、易清洗。對于居住和人們長時間停留的房間，要求有較好的蓄熱性和彈性；浴室、廁所要求耐潮濕、不透水；廚房、鍋爐房

24、要求防水、耐火；教室要求耐酸堿、耐腐蝕。本設(shè)計(jì)的房間用途主要是教室和實(shí)驗(yàn)室。人流量較大，因此采用水磨石地面。因?yàn)樗ナ孛婢哂辛己玫哪湍バ?、耐久性、防水防火性，并具有質(zhì)地美觀、表面光潔、不起塵、易清洗等優(yōu)點(diǎn)，而且經(jīng)濟(jì)性好。2.8.5 屋頂設(shè)計(jì)屋頂一般可以分為平屋頂和坡屋頂。屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)應(yīng)該考慮滿足功能、結(jié)構(gòu)、建筑三方面的要求。屋頂是建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)能抵御自然界各種環(huán)境因素對建筑的不利影響。其次屋頂還應(yīng)具有抵御氣溫的影響。屋頂好要承受風(fēng)、雨、雪的荷載及自身的重量，上人屋面還要承受人和設(shè)備的餓重量。因此必須具備一定的強(qiáng)度和剛度。屋頂是建筑的外部形體的重要組成部分，屋頂?shù)酿I造型對建筑的造型具有影響

25、。同時屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)應(yīng)該利于迅速的排水。屋頂?shù)呐潘绞椒譃橛薪M織排水和無組織排水兩大類。排水方式的餓選擇應(yīng)該滿足下列要求：第一：高度較低的建筑為了控制造價，宜采用無組織排水。第二：積灰多的屋面應(yīng)采用無組織排水。第三：有腐蝕性介質(zhì)的工業(yè)建筑也不宜采用有組織排水。第四：在漿雨量大的地區(qū)或房屋較高的地區(qū)應(yīng)采用有組織排水。第五：臨街建筑的排水向人行道時宜采用有組織排水。3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，能獲得較大的使用空間，建筑立面容易處理，可以適應(yīng)不同房間造型。因此這次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)樓采用鋼筋

26、混凝土框架結(jié)構(gòu)。3.1 結(jié)構(gòu)體系的選擇3.1.1 框架結(jié)構(gòu)組成框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)形式，橫梁和立柱通過節(jié)點(diǎn)連為一體，形成承重結(jié)構(gòu)，將荷載傳至基礎(chǔ)。整個房屋采用這種結(jié)構(gòu)形式稱為框架結(jié)構(gòu)或純框架結(jié)構(gòu)。3.1.2 框架結(jié)構(gòu)種類框架結(jié)構(gòu)根據(jù)施工方法的不同分為整體式、裝配式和裝配整體式三種。整體式又稱全現(xiàn)澆框架，它由現(xiàn)場支模澆筑而成，整體性好，抗震能力強(qiáng)。本次設(shè)計(jì)的工程采用現(xiàn)澆整體式框架。3.2 框架結(jié)構(gòu)布置按結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。本次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)樓采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)，樓板為預(yù)制板時應(yīng)沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆板

27、時，一般需設(shè)置次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風(fēng)載和地震荷載。在房屋的縱向則設(shè)置連系梁與橫向框架連接，這些聯(lián)系梁與柱實(shí)際上形成了縱向框架，承受平行于房屋縱向的水平風(fēng)荷載和地震荷載。3.3 基本假定與計(jì)算簡圖3.3.1 基本假定第一：平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。第二：由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整，布置對稱均勻，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計(jì)扭轉(zhuǎn)影響。3.4 荷載計(jì)算 建筑水平力是起控制作用的荷載，包括地震作用和風(fēng)力。地震作用計(jì)算方法按建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，對高度不超過40m以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度分

28、布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用荷載（活載）。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直接計(jì)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(shù)按荷載規(guī)范取用。3.5 內(nèi)力計(jì)算及組合3.5.1 豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載下內(nèi)力計(jì)算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法計(jì)算各敞口單元的內(nèi)力，然后在將各敞口單元的內(nèi)力進(jìn)行疊加；連梁考慮塑性內(nèi)力重分布而進(jìn)行調(diào)幅，按兩端固定進(jìn)行計(jì)算。3.5.2 水平荷載下的計(jì)算 利用D值法計(jì)算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然后將作用在每一層

29、上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進(jìn)行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點(diǎn)平衡求出梁端彎矩。3.5.3 內(nèi)力組合第一：荷載組合。荷載組合簡化如下：（1）恒荷載+活荷載、（2）恒荷載+活荷載、（3）恒荷載+活荷載、（4）恒荷載+地震荷載。第二：控制截面及不利內(nèi)力?？蚣芰褐鶓?yīng)進(jìn)行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強(qiáng)度、截面尺寸有改變層及體系反彎點(diǎn)所在層?？蚣芰嚎刂平孛婕安焕麅?nèi)力為：支座截面，Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。框架柱控制截面為每層上、下截面，每截面組合：Mmax及相應(yīng)的N、V，Nmax及相應(yīng)M、V，Nmin及相應(yīng)M、V。4.材料選擇4.1 施工材料第一：本工程中所

30、采用的鋼筋為二級鋼，fy=300N/m，三級鋼fy=360N/m。第二：柱梁鋼筋混凝土保護(hù)層為35mm,板為15mm。第三：鋼筋的錨固和搭接按國家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。第四：本工程上部結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級均為C35，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級為C30。第五：墻體外墻及疏散樓梯間采用240厚多孔磚。第六：當(dāng)門窗洞寬1000mm時,應(yīng)采用鋼筋磚過梁,放置3F6兩端伸入支座370并彎直鉤;門窗洞寬1000mm時,設(shè)置鋼筋混凝土過梁。4.2施工要求及其他設(shè)計(jì)說明第一：本工程上部樓板設(shè)計(jì)時未考慮較大施工堆載（均布），當(dāng)外荷載達(dá)到3.0Kn/m時，應(yīng)采取可靠措施予以保護(hù)。第二：本工程女兒墻壓頂圈梁為240mm120mm，內(nèi)

31、配48，6250。 第三；施工縫接縫應(yīng)認(rèn)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。第四：未詳盡說明處，按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。5.結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，梁截面的高度按梁跨度的1/81/12估算，由此估算的梁截面尺寸見表5.1，表中還給出了各層梁、柱和板的混凝土強(qiáng)度等級。其設(shè)計(jì)強(qiáng)度：C35（），C30（）。表5.1梁截面尺寸（）及各樓層混凝土強(qiáng)度等級層次混凝土強(qiáng)度等級橫梁縱梁次梁AB跨 CD跨BC跨25C301C35根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行建筑平面，立面及剖面設(shè)計(jì)，其建筑平面，結(jié)構(gòu)平面和剖面圖見設(shè)

32、計(jì)圖，主體結(jié)構(gòu)共五層，標(biāo)準(zhǔn)層高3.6米，及外墻及內(nèi)墻采用240厚加氣混凝土塊砌筑。柱的截面尺寸：框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為三級，框架軸壓比限值0.85 ，N為軸向力設(shè)計(jì)值按12KN/m2估算。由公式得第一層柱截面面積為邊柱： 中柱 ： 圖5.1 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖邊柱和中柱的截面尺寸為正方形，則邊柱和中柱的截面高度分別為：372mm和422mm?？紤]到柱凈高與截面長邊尺寸比大于4。本設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值如下：1層 700mm*700mm4層600mm*600mm框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖5.1所示。取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線：梁軸線取至板底，25層柱高即為層高，取3.6米；底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板

33、底，即h1=4.5+0.8=5.3m，取5.3m。6.重力荷載計(jì)算6.1屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面（不上人）：屋面 kN/m2 70厚鋼筋混凝土板 kN/m2 吊頂 kN/m2 kN/m2樓面1（教室）： 樓面 kN/m2 鋼筋混凝土板 kN/m2 吊頂 kN/m2 kN/m2樓面2（廁所等用）： 樓面 kN/m2 鋼筋混凝土板 kN/m2 吊頂 kN/m2 kN/m2樓面3（樓梯等用）： KN/m2 6.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不上人）屋面均布活載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5KN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 KN/m2 活荷載樓梯、走廊 2.5 KN/m2 6.梁、柱 、墻、 窗 、門重力荷載計(jì)

34、算梁柱可根據(jù)截面尺寸，材料容重及粉刷等計(jì)算出單位長度上的重力荷載；對墻，門，窗等可計(jì)算其單位面積上的重力荷載。具體計(jì)算過程從略，計(jì)算結(jié)果見表6.1。墻體為240mm厚的空心砌塊，外墻面貼瓷磚（0.5 kN/m2），內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為：0.5+7.0*0.24+17*0.02=2.52 kN/m2內(nèi)墻也為240mm厚的空心砌塊，兩側(cè)均為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為：7.0*0.24+17*0.02*2=2.36 kN/m2；木門單位面積重力荷載為0.2 KN/m2 ；鋁合金門、塑鋼窗單位面積重量荷載取0.4KN/m2;幕墻單位面積重力荷載為 1.0 kN

35、/m2。6.4重力荷載代表值計(jì)算集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值Gi,按下述方法確定。頂層重力荷載代表值包括:屋面恒載，屋面荷載，縱、橫梁自重，半層柱自重，半層墻體自重。其它層重力荷載代表值包括:樓面恒載，50%樓面均布活荷載，縱、橫梁自重,樓面上下各半層的柱及縱、橫墻體自重。將前述分項(xiàng)荷載相加，得集中于各層樓面的重力荷載代表值見圖6.1。其中，第五層： G5=11974.70kN第四層： G4=12012.76kN第三層: G3=12280.06kN第二層： G2=12280.06kN第一層： G1=14873.72kN圖6.1 各層重力荷載代表值表6.1 柱梁重力荷載代表值（標(biāo)準(zhǔn)值）層次

36、構(gòu)件b/mh/m /(kN/m)g(kN/m2)/mnGi /kNGi /kN1邊橫梁0.30.6251.054.7257.324827.822316.72中橫梁0.30.3251.052.362.01256.64縱梁10.250.5251.053.283.716194.18縱梁20.250.5251.053.285.924464.45縱梁30.250.5251.053.286.8489.22次梁10.250.5251.053.284.3512171.22次梁20.250.5251.053.286.302413.28次梁30.250.5251.053.287.20247.23次梁40.250.

37、4251.052.638.20243.13小梁10.150.2251.050.792.7324.31小梁20.150.2251.050.793.3325.25柱0.70.7251.1013.485.3483429.312-4邊橫梁0.30.6251.054.7257.524850.502354.04中橫梁0.30.3251.052.3602.11259.47縱梁10.250.5251.053.283.916204.67縱梁20.250.5251.053.286.024472.32縱梁30.250.5251.053.286.9490.53次梁10.250.5251.053.284.1512163

38、.34次梁20.250.5251.053.286.3020413.28次梁30.250.5251.053.287.2247.23次梁40.250.4251.052.638.2243.13小梁10.150.2251.050.792.7324.31小梁20.150.2251.050.793.3325.25柱0.60.6251.109.93.6481710.722403.035邊橫梁0.30.6251.054.7257.524850.50中橫梁0.30.3251.052.3602.11259.47縱梁10.250.5251.053.283.916204.67縱梁20.250.5251.053.286

39、.024472.32縱梁30.250.5251.053.286.9490.53次梁10.250.5251.053.284.1516217.79次梁20.250.5251.053.286.320413.28次梁30.250.5251.053.287.2494.46柱0.60.6251.109.93.6481710.72注：1）表中為考慮梁柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù)。g表示單位長度重力荷載;n為構(gòu)件數(shù)量。梁取凈長，柱取層高。2）梁長度取凈長，柱長度取層高。7橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算橫梁線剛度ib計(jì)算過程見表7.1；柱線剛度i計(jì)算過程見表7.2。表7.1 橫梁線剛度ib計(jì)算名稱層次EC/

40、(N/mm2)bh/mmmmI0/mm4l/NmmECI0/l/Nmm1.5ECI0/l/ Nmm2 ECI0/l/ Nmm邊橫梁13.151043007008.57510981003.3310105.0010106.6610102-53.01043007008.5751093.1810104.7710106.361010走道梁13.151043004001.610927001.8710102.8110103.7410102-53.01043004001.61091.7810102.6710103.561010表7.2柱線剛度i計(jì)算層次 hc/mmEC/(N/mm2)bh/mmmmIc/mm4

41、ECIc/hc /Nmm153003.151047007002.00101011.891010236003.01046006001.0810109.001010根據(jù)梁柱線剛度比不同。柱可分為中框架中柱和邊柱，邊框架中柱和邊柱。現(xiàn)以樓層2-C-6為例說明柱的側(cè)移剛度計(jì)算過程。其余柱列于下表中7.3表，第2層C-6柱與其相連的梁的相對線剛度如圖7.1所示。則梁柱線剛度比 圖7.1梁柱線剛度比 表7.3中框架柱側(cè)移剛度D值（N）層次邊柱（12根）中柱（12根）3-50.7070.261217501.1020.3552958320.7230.266221661.1290.3613008310.5600

42、.414210280.8750.47824279表7.4邊框架柱側(cè)移剛度D值（N）層次A-1、A-12 B-1 、B-123-50.5300.209174570.8270.293243788367020.5390.212176670.8430.297247508483410.4210.380193020.6560.4352209582794表7.5 樓梯間框架柱側(cè)移剛度D值（N）層C-1、C-12 D-1 、D-6、D-7、D-12C-6、C-7次3-50.6500.245204170.3500.149124170.7490.2722266720.6660.250208330.2800.342

43、173720.7670.2772308310.5160.404205210.2800.342173720.5950.42221435表7.6橫向框架層間側(cè)移剛度（N）層次12345由表7.6可見， ，故該框架為規(guī)則框架。8. 橫向水平荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算8.1 橫向自振周期的計(jì)算結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想側(cè)移的計(jì)算如下表8.1。按下式計(jì)算基本周期 ，其中的量綱為m，取，則 表8.1結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次511974.7011974.7011.5181.1412012.7623986.7023.0169.6312280.0636266.7634.8146.6212280.0648546.8345.

44、8111.8114873.7263420.5566.066.08.2水平地震作用下的及樓層地震剪力計(jì)算本結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)高度不超過40米，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均布，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算： 因，所以不用考慮頂部附加水平地震作用。則各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用按下式計(jì)算 （8-1）具體計(jì)算過程見表8.2表8.2各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次519.711974.70.590.3061765.01765.0416.112012.76.500.2511447.83212.8312.512280.06.800.1991147.9

45、4360.728.912280.06.600.142819.15179.815.314873.7278830.710.102588.35768.1各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖8.1。 圖8.1橫向水平地震作用及樓層地震剪力8.3水平地震作用下的位移計(jì)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點(diǎn)位移分別按 和計(jì)算。計(jì)算過程見表8.3。表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移角。 表8.3橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層數(shù)51765.01.7019.8736001/211843212.83.0918.1736001/116534360.74.1915.0836001/85925179.84

46、.8910.8936001/73615768.106.006.0053001/883由表可見，最大層間彈性位移發(fā)生在第2層，其值為1/7361/550，滿足要求。8.4水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算以第軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，說明計(jì)算方法，其余框架內(nèi)力計(jì)算從略。框架柱端剪力及彎矩分別按式（8-2）（8-3）計(jì)算 = （8-2） （8-3）反彎點(diǎn)高度y按式（-）確定，其中查表可得，h按計(jì)算高度計(jì)算：y=（ （8-）具體計(jì)算過程和結(jié)果見表8.4。梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按式（8-5）(8-7)計(jì)算。具體計(jì)算過程見表8.5。 （8-5） （8-6） = （8-7） 表8.4各層柱端彎矩及剪力計(jì)算層次

47、Hi/mVi/KNDij/(N/mm)A柱Di1Vi1KyMbi1Mui153.6176502175036.880.7070.3546.4786.3043.63212.82175067.140.7070.4096.68145.0233.64360.72175091.120.7070.45147.61180.4223.65179.822166108.350.7230.45175.53214.5315.35768.1021028126.200.5600.68454.82214.04層次Hi/mVi/KNDij/(N/mm)B柱Di1Vi1KyMbi1Mui153.6176502958350.171.1020.