岳陽市某中學教學樓計算書

1、 學號： 南湖學院畢業(yè)設計題目： 岳陽市某中學教學樓（方案二） 作 者： 屆 別：2008屆 系 別： 建筑與化學工程系 專 業(yè)：土木工程指導老師： 職 稱：_完成時間： 2012年5月 摘 要本次畢業(yè)設計任務是框架樓的設計。本建筑是一座南方某縣政府辦公樓，大樓共八層。主要用于辦公，頂層分上人屋面不上人屋面。此建筑部分主要進行建筑平面、剖面、立面的設計，力求建筑物的實用、經(jīng)濟、美觀。采用較為簡潔樸素的造型，給人親切的感覺。但又為了不落呆板，需要在立面設計中采取一些措施。從立面的效果來看，有起有伏，富有層次感。建筑設計說明書要求：根據(jù)場地條件，本設計在總平面中的考慮與布局；平面設計中個房間在功能

2、、人流和交通等方面覺得布局和處理；建筑高度及各層層高的確定；立面和剖面設計說明；采光、通風、交通與疏散以及主立面裝飾材料的選用與處理；建筑構(gòu)造的考慮與設計；對本建筑設計優(yōu)缺點的分析與設計體會、主要收獲和建議。結(jié)構(gòu)設計計算書要求：說明結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置理由及設計依據(jù)，列出結(jié)構(gòu)計算的各個主要工程及全部計算結(jié)果，并附有必要的圖表。以上為畢業(yè)設計全部內(nèi)容，雖然經(jīng)過各個老師的詳盡指導，經(jīng)過小組同學的探索討論，但其中不乏不足之處，還存在很多需要修改糾正和改進的地方，望各位老師指出。關(guān)鍵詞：辦公樓；建筑設計；結(jié)構(gòu)設計；框架結(jié)構(gòu)計算AbstractThe graduation design task is t

3、he design of frame buildings. The building is a southern county government office building, building eight layer. Mainly used for office, the top division roofs not roofs. This part of the building is mainly for building plane, elevation, profile design, and strive to building practical, economic, b

4、eautiful. Using a relatively simple and concise style, gives a warm feeling. But in order not to drop in elevation design of stiff, need to adopt some measures. From the opposite effect, there are ups and downs, rich administrative levels sense.Architectural design specifications:According to the si

5、te condition, the design in the general plane of thought and layout; graphic design room in function, stream of people and traffic and so felt layout and processing; building height and each layer upon layer determination; elevation and profile design; lighting, ventilation, transportation and evacu

6、ation and the main facade decoration material selection and processing the consideration and design; architecture; architectural design of the advantages and disadvantages of analysis and design experience, main results and suggestions.Structure design calculation requirements:Show selection and arr

7、angement structure reason and design basis for structure calculation, list all the main project and all calculating results, and attached with necessary charts.Above all for graduation design, although after each teachers detailed guidance, through group discussion of exploration, but there are many

8、 shortcomings, there are still many need to modify the correction and improvement, hope that the teacher pointed out.Key words: office buildings; architectural design; structure design; frame structure calculation1 引 言對每一個即將畢業(yè)的學生來說，通過畢業(yè)設計，我們都可以將在學校所學的專業(yè)知識系統(tǒng)的復習一遍并聯(lián)貫地運用起來，完成一定的工程設計任務,培養(yǎng)我們綜合應用能力,為我們以后走

9、上工作崗位打下堅實有力的基礎。畢業(yè)設計不僅僅是對在大學里所學知識的概括和總結(jié)，也是對我們自身能力的一次考驗。我這次的課題為臨湘市某中學教學樓。本次畢業(yè)設計的主要目的是加深對理論和概念的理解，獨立系統(tǒng)的完成一項工程設計，熟悉工程設計的一般步驟，熟悉相關(guān)設計規(guī)范、手冊、標準圖以及工程實踐中常用的方法。在老師的指導下，我們用心地完成此次設計，并且努力地達到各方面的要求。本設計從建筑到結(jié)構(gòu)是一個較為完整的設計過程，我們通過畢業(yè)設計復習和鞏固了以前所學知識，把主要課程聯(lián)系成一個完整的體系，將點連成線，將線構(gòu)成面，并運用于設計中；本次畢業(yè)設計培養(yǎng)了我進行獨立設計的基本能力，為畢業(yè)后的工作打下了扎實的基礎。

10、由于畢業(yè)設計時間倉促，工作量較大，加之設計經(jīng)驗有限，不妥之處在所難免，敬請各位評審老師批評指正。2 建筑設計說明2.1 工程概況本工程為某中學教學樓設計，設計時要考慮動靜分區(qū)、交通便捷順暢、采光、通風、防火等內(nèi)容，同時必須滿足現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求。建筑面積為4600平方米。按業(yè)主的要求和規(guī)劃部門批準的設計方案，層數(shù)為4層，主體為框架結(jié)構(gòu)。2.2 工程設計依據(jù)2.2.1工程設計原始資料1.氣象條件：（1）溫度：最熱月平均360C,最冷月平均2.80C,夏季極端最高39.80C,冬季極端最低-80C。（2）相對濕度：最熱月平均78%。（3）主導風向：全年為西北風，夏季為東南風，基本風壓w0=0.35K

11、N/m2。（4）風雪條件：年降雨量1876mm,日最大降水強度361mm/日，暴雨降水強度3.31s/100m2,最大積雪深8.9cm。2.工程地質(zhì)條件：根據(jù)對建筑基地的勘察結(jié)果， 建筑場地類別：類場地；地震設防烈度：7度（1）+0.00.60回填土含腐值質(zhì): r=16KN/m3 R=80KN/m2 E=300N/mm2 -0.6-1.70粘性回填土:r=18KN/m3 R=130KN/m2 E=500N/mm2 -1.7-2.5殘積亞粘土: r=20KN/m3 R=200KN/m2 E=500N/mm2 -2.5-4.0一般亞粘土: r=20KN/m3 R=230KN/m2 E=500N/m

12、m2 -4.0m以下風化混合巖: R=300KN/m2 E=6001000N/mm2（2）地下水位標高：-5m2.2.2 工程設計依據(jù) 國家相關(guān)建筑設計規(guī)范、標準，湖南省地方標準。建設局規(guī)劃局批準的設計方案。2.3 建筑設計的目的和要求 通過畢業(yè)設計初步了解民用建筑設計原理，熟悉應用建筑規(guī)范和建筑標準圖集。初步掌握建筑設計的基本方法和步驟，了解建筑各細部的構(gòu)造做法。本著“布局合理，功能齊全，技術(shù)先進，美觀大方，經(jīng)濟合理”的原則設計一座實用，經(jīng)濟，堅固，美觀的現(xiàn)代化教育建筑。2.4 總平面設計說明中學教學樓校園已有建筑比較陳舊。其中包括多個平房建筑。原先的校園布局比較混亂。擬建的教學樓建成后將成

13、為該校的主體建筑?？紤]到這一點在進行總平面布置時就必需突出教學樓的位置。同時作為校園的中心要便于與學校的已有宿舍，食堂及實驗樓相聯(lián)系，形成以教學樓為中心，其他建筑合理分散的格局。根據(jù)教學樓的特點及上述原因來規(guī)劃基地范圍內(nèi)的綠化，道路和出入口。保證教學樓和其他建筑之間的平面距離，考慮其通風和采光等，使其滿足使用和藝術(shù)要求。2.5 建筑平面設計 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計的要求，同時還不同程度的反應建筑空間藝術(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

14、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。建筑平面設計的任務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)系中找出平面設計的規(guī)律，使建筑滿足功能，技術(shù)，美觀，經(jīng)濟的要求。民用建筑的平面設計應包括單個房間平面設計和平面組合設計。2.5.1主要使用房間的設計(1) 房間分類和設計要求教學樓的房間按功能分類有：學習用房：多個教室辦公用房：多個辦公室對使用房間平面設計的要求：房間的面積，形狀和尺寸要滿足室內(nèi)使用和家具設備合理布置的要求；門窗的大小和位置應考慮出入方便，疏散安全，采光通風良好；房間的構(gòu)成應使結(jié)構(gòu)布置合

15、理，施工方便，也有利于房間之間的組合，所用材料符合相應的建筑標準；室內(nèi)空間以及頂棚，地面，各個墻面和構(gòu)件細部要考慮人們的使用和審美要求。(2) 房間尺寸房間尺寸是指房間的面寬和進深，而面寬常常是由一個或多個開間組成。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行綜合考慮：滿足家具布置和人員活動的要求；滿足視聽要求；良好的天然采光；經(jīng)濟合理的布置結(jié)構(gòu)。作為中學教學樓也應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：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；最后排距離黑板的距離不宜大于8

16、.5m；水平視角應30度。另外對中學教室前后桌之間的距離應900mm，中間走道應550mm。按照這些要求在考慮中學教學樓班級實際人數(shù)后我采用了7.2 x 9.0、7.2 x 10.8的教室以滿足不同人數(shù)的班級使用。這樣按60人布置桌椅使前排距黑板的距離為2000mm，后排距黑板的距離為8300mm，中間走道的寬度為600mm，都能滿足要求。(3) 房間面積房間使用面積大小是由房間內(nèi)部活動特點，使用人數(shù)的多少，家具設備的數(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：容納人數(shù)家具設備及人們使用活動面積在進行建筑設計時首先必需清楚教室的規(guī)模，容納多少學生上課，布置多少課桌椅。民用建筑房間

17、面積定額參考指標規(guī)定：中小學校普通教室面積定額為1-1.2 m2/人，中學取上限。一般辦公室為3.5 m2/人，不包括走道。(4) 房間的形狀民用建筑房間形狀有矩形，方行，多邊形，圓形等。在具體設計中根據(jù)使用要求，結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置，經(jīng)濟條件，美觀等方面綜合考慮。而作為中學的教學樓采用矩形比較好，這是因為矩形有如下的優(yōu)點：矩形平面體型簡單，墻體平直，便于家具布置和設備安排。結(jié)構(gòu)布置簡單，便于施工。矩形平面便于統(tǒng)一開間，進深有利于平面及空間的組合。同時中學教學樓采用兩個矩形建筑，中間由一個室外走道連接，這樣便于人員的流動和疏散，還可在兩個矩形建筑中間設置一些花草樹木，以達到美化環(huán)境的效果。2.5

18、.2門窗設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。窗的主要功能是采光和通風。(1) 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。普通教室門的寬度應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。而設在中間走道的門的 寬度因為大于1000mm，所以采用雙扇門。由于中學教室的使用人數(shù)較多，面積達到63 m2，所以按民用建筑設計的規(guī)范要求每教室設置兩個門，前后各一個。(2) 門窗位置設計中將所有的房間門都開向內(nèi)廊，以內(nèi)廊相連。同時在教學樓的東西兩側(cè)和南北都設置出口與外界相連，便于人員的快速疏散。教室及辦公室外墻開

19、設大面積窗戶與內(nèi)墻的門和高窗形成了較好的空氣流通通道。(3) 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?shù)氐娜照涨闆r來確定。民用建筑設計規(guī)范規(guī)定辦公室，教室，會議室的視覺工作特征為中精密，窗地面積比應為1/6-1/8。設計中因為中學教學樓采用框架結(jié)構(gòu)，所以在窗戶開設上較為自由。因此教室外墻的窗戶開設較大，教室內(nèi)墻開設高窗。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。2.5.3輔助使用房間的設計民用建筑除了主要使用房間外還有輔助使用房間。輔助使用房間的設計原理，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備，管道，因此房間的大小及布置均受到設備尺寸

20、的影響。(1) 廁所設備及數(shù)量廁所衛(wèi)生設備主要有大便器，小便器，洗手盆，污水池等。大便器有蹲式和坐式兩種。因為教學樓使用人數(shù)較多，使用頻繁，所以選用蹲式。小便器采用小便斗式。根據(jù)建筑廁所設計參考指標中小學校：男小便器40人/個，男大便器40人/個，女大便器25人/個，洗手盆100人/個的規(guī)定具體計算各設備的數(shù)目。中學教學樓兩部分每層共有七個教室兩個辦公室，每部分各設置1個男女廁所。實際布置衛(wèi)生器具為男大便器5個，女大便器5個，男小便槽1個。男女衛(wèi)生間各設洗手盆兩個，拖把池一個。滿足使用要求。(2) 廁所的布置教學樓中的廁所為公共廁所，為改善通往廁所的走道的衛(wèi)生條件，并有利于廁所的隱蔽設置衛(wèi)生前

21、室。前室的寬度取為2.2m。設計中廁所采用大便器一邊布置，門內(nèi)開。按規(guī)定中間走道的寬度要大于1500mm，每個大便器所占面積不少于1200 x900mm小便器距離要大于600mm。設計中實際布置的中間走道寬度為 1900mm，每個大便器占用面積為1400 x900mm，小便槽取4500mm x 600mm，都能滿足要求。2.5.4交通聯(lián)系部分的設計交通聯(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)系部分的設計要求有足夠的通行寬度，聯(lián)系便捷，互不干擾，通風采光良好等。此外，在滿足使用需要的前提下，要盡量減少交通面積提高平面的利用率。(1) 樓梯設計樓梯是多層建筑中常用的垂直

22、交通聯(lián)系手段，應根據(jù)使用要求選擇合適的形式，布置恰當?shù)奈恢?。根?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)教學樓的使用人數(shù)確定采用四部樓梯，教學樓的兩部分各設樓梯兩部。主樓梯采用平行雙跑樓梯。這種樓梯是民用建筑中最為常見的一種樓梯形式。 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教學樓應不小于1.2m。平臺寬度應大于踏步板的長度。梯井的寬度一般為60-120mm。設計中通過計算確定梯井的寬度為80mm，輔助使用樓梯的踏步板長度小于平臺寬度。(2) 走道走

23、道按使用性質(zhì)不同分為三種：完全為交通需要而設置的走道；主要為交通聯(lián)系同時還兼有其他功能的走道；多種功能綜合使用的走道。中學教學樓走道應該屬于第二種情況。根據(jù)建筑物耐火等級及層數(shù)的要求：走道兩側(cè)布置房間時學校應為2.10-3.00m。中學教學樓建筑耐火等級為三級，層數(shù)為四層。和考慮各種因素取走道的寬度為2.4m。走道長度應根據(jù)建筑性質(zhì)，耐火等級及防火規(guī)范來確定。按照建筑設計防火規(guī)范（GBJ16-87）的要求，最遠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)，中學綜教學樓耐火等級為三級，按規(guī)定應不超過20m。由于兩邊都設有樓梯，故能完全滿足放火安全的要求。走道采光可以利用兩端的門及兩側(cè)的高窗

24、。(3) 門廳設計門廳作為交通樞紐，其主要作用是接納，分配人流，室內(nèi)外空間過度及各方面的交通銜接。同時，根據(jù)建筑的使用性質(zhì)的不同門廳還兼有其他功能。除此之外門廳作為建筑的主要出入口，其不同的餓空間處理可能體現(xiàn)出不同的意境和形象。門廳的大小根據(jù)教學樓的使用性質(zhì)，規(guī)模及質(zhì)量標準來確定。民用建筑門廳面積設計參考指標為中小學校0.06-0.08m2/生。中學教學樓門廳在根據(jù)使用人數(shù)的多少確定門廳面積為69 m2。能夠滿足要求。2.6 建筑剖面設計剖面設計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。設計內(nèi)容應包括：確定房間的剖面形狀、尺寸及比例關(guān)系；確定房間的層數(shù)各

25、部分的標高；確定天然采光自然、通風、保溫、隔熱、屋面排水及選擇建筑構(gòu)造方案；確定主體結(jié)構(gòu)及圍護結(jié)構(gòu)的方案；進行房間豎向空間的組合。2.6.1房間各部分高度的確定(1) 房間的凈高和層高房確定教學樓間的凈高和層高房的因素：教學樓中教學設備及學生活動的要求；教學樓采光和通風的要求；教學樓的結(jié)構(gòu)高度及布置方式的要求；建筑經(jīng)濟效果；教室室內(nèi)空間的比例。設計中根據(jù)教學樓凈高一般為3.30-3.60m的 規(guī)定采用教室的凈高為3.60m。這樣的高度也能夠符合建筑采光及通風的要求。 (2) 窗臺的高度對于教學樓的窗臺過高，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

26、窗臺距離桌面的高度控制在100-200mm。因此設計中外墻窗臺高度設計為1000mm。內(nèi)墻采用高窗，窗臺必須高一點，這樣避免走道內(nèi)的行人對教室內(nèi)的影響，所以內(nèi)墻的窗臺高度取為2100mm。2.6.2房間的剖面形狀中學教學樓的剖面形狀都采用矩形。這是因為矩形剖面簡單、規(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。同時矩形的剖面的形狀規(guī)整、簡潔、有利于梁板式結(jié)構(gòu)的布置。2.6.3室內(nèi)外地面高差設計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：內(nèi)外聯(lián)系方便；防

27、水、防潮要求；地形及環(huán)境要求；建筑物性格特點。綜合考慮各種因素和中學教學樓的特點室內(nèi)外的高差確定為300mm。臺階高度采用150mm高，兩節(jié)臺階。室內(nèi)地面標高為+0.000m，室外地面的標高為-0.300m。2.6.4房屋的層數(shù)確定選擇中學教學樓的層數(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。即教學樓的層數(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)形式的實現(xiàn)。教學樓的高度也考慮到學校整體環(huán)境的適應問題。綜合這些要求教學樓的層數(shù)確定為分四層。2.7 建筑體型和立面的設計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

28、精神文化方面的要求。為此，不僅要賦予建筑實用性，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使用功能；物質(zhì)技術(shù)條件；城市規(guī)劃及環(huán)境條件；社會經(jīng)濟條件。2.7.2立面設計進行教學樓立面設計時主要通過虛實與凹凸的對比來使建筑的立面豐富。南立面中大面積的窗戶形成了“虛”，而窗戶間的墻體則形成了“實”。大面的“虛”配以小面積的“實”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淡黃色水泥抹面，使教學樓在輕

29、巧、開朗中透出一份寧靜，墻體部分的視覺感受更加豐富。立面外凸的柱子上下貫通給人以挺拔、高聳、向上的感覺。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。2.8 構(gòu)造設計構(gòu)造設計主要解決建筑各組成部分的構(gòu)造原理和構(gòu)造方法。它是建筑設計中不可缺少的一部分，其任務是根據(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)濟合理的構(gòu)造方案，并作為建筑設計中綜合解決技術(shù)問題及進行施工圖設計的依據(jù)。2.8.1影響建筑構(gòu)造設計的因素外部作用力的影響；氣候條件的影響；認為因素的影響；建筑技術(shù)的影響；建筑標準的影響。2.8.2 建筑構(gòu)造設計的原則：堅固實用；技術(shù)先進；

30、經(jīng)濟合理；美觀大方。2.8.3 墻體和基礎本設計為框架結(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，因此設計應使用墻自重輕，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計中所有的教室、衛(wèi)生間的墻體都采用240厚的黏土空心磚。本設計的地基情況良好，可以采用柱下獨立基礎。2.8.4 樓地面設計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。樓板層的結(jié)構(gòu)層為樓板；地

31、坪層的結(jié)構(gòu)層為墊層。樓板層的設計要求：具有足夠的剛度和強度；滿足隔聲、防火、熱工的要求；滿足建筑經(jīng)濟的要求。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)不同房間對面層的不同要求，面層應堅固耐磨、表面平整、光潔、不起塵、易清洗。對于人們長時間停留的房間，要求有較好的蓄熱性和彈性；廁所要求耐潮濕、不透水。本設計的房間用途主要是教室。人流量較大，因此采用大理石面層。因為大理石地面具有良好的耐磨性、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。2.8.5 屋頂屋頂一般可以分為平屋頂和坡屋頂。屋頂?shù)脑O計應該考慮滿足功能、結(jié)構(gòu)、建筑三方面的要求。屋頂是建筑物的圍

32、護結(jié)構(gòu)，應能抵御自然界各種環(huán)境因素對建筑的不利影響。其次屋頂還應具有抵御氣溫的影響。采用不上人屋面要承受風、雨、雪的荷載及自身的重量，應具有一定的剛度和強度。屋頂是建筑的外部形體的重要組成部分，屋頂?shù)脑煨蛯ㄖ脑煨途哂杏绊?。同時屋頂?shù)脑O計應該利于迅速的排水。屋頂?shù)呐潘绞椒譃橛薪M織排水和無組織排水兩大類。排水方式的選擇應該滿足下列要求：高度較低的建筑為了控制造價，宜采用無組織排水。積灰多的屋面應采用無組織排水。有腐蝕性介質(zhì)的工業(yè)建筑也不宜采用有組織排水。在漿雨量大的地區(qū)或房屋較高的地區(qū)應采用有組織排水。臨街建筑的排水向人行道時宜采用有組織排水。本設計為中學教學樓，雨水量一般。不上人屋面的做法

33、采用標準做法可見施工說明。屋頂?shù)呐潘捎糜薪M織排水，利用結(jié)構(gòu)進行找坡。屋面采用剛性防水，防水效果好、耐久性好，同時上人屋面剛性防水的耐磨性好。3 結(jié)構(gòu)設計說明3.1 設計依據(jù)及原則 (1) 國家現(xiàn)行的有關(guān)結(jié)構(gòu)設計規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定。(2) 本工程各項批文及甲方單位要求。(3) 本工程的活載取值嚴格按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）執(zhí)行。3.2 結(jié)構(gòu)設計方案及布置該建筑為中學教學樓，采用框架結(jié)構(gòu)，建筑平面布置靈活，有較大空間，同時混凝土框架結(jié)構(gòu)具有良好的整體性，耐久性，剛度大，抗震性能。 該工程采用全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系，混凝土強度等級為C30。3.3 構(gòu)件初估3.3.1柱截面尺寸的確定由于本

34、框架結(jié)構(gòu)荷載較小，可取1.1。設防烈度7度、小于60 m高的框架結(jié)構(gòu)抗震等級為三級,因此取0.9。選定柱截面尺寸為500 mm500mm3.3.2梁尺寸確定框架梁截面高度取梁跨度的l/8l/12。該工程框架為縱橫向承重，根據(jù)梁跨度可初步確定橫向框架梁350mm700mm，縱向框架梁250mm500mm,走道梁350mm600mm。3.4 基本假定與計算簡圖3.4.1基本假定(1) 平面結(jié)構(gòu)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(cè)力結(jié)構(gòu)承擔，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。(2) 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扭轉(zhuǎn)的影響。3.4.2計算簡圖在橫

35、向水平力作用下，連梁對墻產(chǎn)生約束彎矩，因此將結(jié)構(gòu)簡化為剛結(jié)構(gòu)計算體系，計算簡圖如后面所述。3.5 荷載計算建筑水平力是起控制作用的荷載，包括地震作用于風力。本建筑高度小于60m，且風荷載不大，故可不算風荷載。地震作用計算方法按建筑結(jié)構(gòu)抗震設計規(guī)范進行，對高度不超過40m以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(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。3.6 側(cè)移計算及控制當一般裝修標準時，框架結(jié)構(gòu)在地震作用下層間位移和層高之

36、比、頂點位移與總高之比分別為1：650，1：700。3.7 內(nèi)力計算及組合3.7.1豎向荷載下的內(nèi)力計算豎向荷載下內(nèi)力計算首先根據(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)力分層法；連梁考慮塑性內(nèi)力重分布而進行調(diào)幅，按兩端固定進行計算。3.7.2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；將總剪力墻分得的份額按各片剪力墻的等效剛度進行再分配。最后計算單榀框架。3.7.3內(nèi)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： 1.2恒1.4活。 1.2重力荷載代表值1.3水平地震作用。(2) 控制截面及不利內(nèi)力?？?/p>

37、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。 框架梁控制截面及不利內(nèi)力為：支座截面，Mmax，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。3.8 構(gòu)件及節(jié)點設計構(gòu)件設計包括框架梁、柱，板的配筋計算。3.9 基礎設計根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)、施工等因素，優(yōu)先選用獨立基礎。3.10施工材料本工程所采用的鋼筋箍筋為級鋼，fy=210N/m,主筋為級鋼，fy=360N/m。柱梁鋼筋混凝土保護層為35mm,板為15mm。鋼筋的錨固和搭接按國家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。本工程出

38、樓梯和基礎混凝土強度等級為C20外，其余各部分均采用C30。本工程所有墻體均采用240厚黏土空心磚 當門窗洞寬1000mm時,應采用鋼筋磚過梁,放置36兩端伸入支座370并彎直鉤;門窗洞寬1000mm時,設置鋼筋混凝土過梁。3.11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) 本工程女兒墻壓頂圈梁為240mm120mm，內(nèi)配48，6250，構(gòu)造柱為240mm240mm，內(nèi)配410，6250，間隔不大于2000mm(3) 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

39、高一級的水泥沙漿接頭，再澆筑混凝土。(4) 未詳盡說明處，按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。4. 畢業(yè)設計計算書4.1 工程概況中學教學樓，建筑面積4600m2按照規(guī)劃要求層數(shù)為4層，框架結(jié)構(gòu)。4.2 設計原始資料1.氣象條件：（1）溫度：最熱月平均360C,最冷月平均2.80C,夏季極端最高39.80C,冬季極端最低-80C。（2）相對濕度：最熱月平均78%。（3）主導風向：全年為西北風，夏季為東南風，基本風壓w0=0.35KN/m2。（4）風雪條件：年降雨量1876mm,日最大降水強度361mm/日，暴雨降水強度3.31s/100m2,最大積雪深8.9cm。2.工程地質(zhì)條件：根據(jù)對建筑基地的勘察結(jié)果， 建筑

40、場地類別：類場地；地震設防烈度：7度（1）+0.00.60回填土含腐值質(zhì): r=16KN/m3 R=80KN/m2 E=300N/mm2 -0.6-1.70粘性回填土:r=18KN/m3 R=130KN/m2 E=500N/mm2 -1.7-2.5殘積亞粘土: r=20KN/m3 R=200KN/m2 E=500N/mm2 -2.5-4.0一般亞粘土: r=20KN/m3 R=230KN/m2 E=500N/mm2 -4.0m以下風化混合巖: R=300KN/m2 E=6001000N/mm2（2）地下水位標高：-5m4.3 結(jié)構(gòu)計算4.3.1結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設計的

41、需求，進行了建筑平面、立面、及剖面設計其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設計圖，主體結(jié)4層，層高均為3.6m。填充墻面采用240 mm厚的黏土空心磚砌筑，外墻為水泥粉刷墻面（0.36 KN/m2），內(nèi)墻面為20mm厚抹灰（17 KN/m2），內(nèi)墻為240mm厚黏土空心磚，兩側(cè)均為20mm厚抹灰，門為木門（0.2 KN/m2）和玻璃彈簧門（0.3 KN/m2），窗為塑鋼窗（0.45 KN/m2），門窗洞口尺寸見建筑圖門窗表。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取150mm，梁載面高度按梁跨度的1/121/8估算，由此估算的梁載面尺寸見表1，砼強度等級取C30（fc=14.3N/mm2，ft=

42、1.43N/mm2）表1 梁截面尺寸（mm）層次橫梁（bh）縱梁(bh)走道梁(bh)2-43507002505003506001350700250500350600柱載面尺寸可根據(jù)式N=FgEn AcN/UNfc估算表2查得該框架結(jié)構(gòu)在30m以下，撫震得級為三級，其軸壓比值UN=0.9結(jié)構(gòu)類型烈 度6789框架結(jié)構(gòu)高度/m框架四三三二二一一 三二一一表2結(jié)構(gòu)類型 抗 震 等 級一二三框架結(jié)構(gòu)0.70.80.9各層的重力荷載代表值近似取12KN/m2由圖可知邊柱及中柱的頁載面積分別為45003600mm2和45004800mm2由上式得柱載面面積為邊柱AC中柱Ac取柱的截面為正方形，設計柱截面

43、尺寸取值統(tǒng)一取500500mm2基礎采用柱下獨立基礎，基礎埋深取1.6m，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板底，2-4層柱高度即為層高3.6m，取軸上的一榀框架計算。假定框架柱嵌固于基礎頂面，框架梁與柱現(xiàn)澆。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算至二層樓面，基頂標高根據(jù)地質(zhì)條件、室內(nèi)外高差，定為-0.80m，二層樓面標高為3.6m，故底層柱高為4.4m。則框架的計算簡圖如圖1所示。圖1 計算簡圖框架梁柱的線剛度計算：對于中框架梁取I=2I左邊跨梁：I=EI/L=3.020.35/7.2=8.34KNm中跨梁： I=EI/L=右邊跨梁： I

44、=EI/L=底層柱： I=EI/L=其余各層柱：I=EI/L=令，則其余各桿件的相對線剛度為：框架梁柱的相對線剛度如圖1所示，作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。4.3.2 荷載計算(1) 恒載標準值計算 屋面：(有保溫層) ： 25厚細石砼保護層 0.2522=0.66 KN/m2 SBS改性瀝青防水層 0.4 KN/m220厚1:3水泥砂漿找平層 0.0220=0.4 KN/m2 60厚水泥蛭石保溫層 0.065=0.7 KN/m2150厚鋼筋混凝土板 0.1525=3.75 KN/m2100厚水泥爐渣找平層 0.118=1.8 KN/m2合 計 7.31KN/m2 1-4層樓面： 大理

45、石面層，水泥砂漿擦縫 30厚1:3干硬性水泥砂漿，面上撒2厚素水泥 水泥漿結(jié)合層一道 1.16KN/m2150厚現(xiàn)澆鋼筋砼板 250.15=3.75 KN/m210厚混合砂漿 0.0117=0.17 KN/m2 合 計 5.08KN/m2 梁自重：橫梁 bh=350700mm2橫梁自重 250.35(0.7-0.15)=4.81KN/m抹灰層：10厚混合砂漿0.01(0.7-0.15)2+0.35170.25KN/m 合計 5.06KN/m 縱梁 bh=250500mm2縱梁自重 250.25(0.5-0.15)=2.19KN/m抹灰層：10厚混合砂漿0.01(0.5-0.15)2+0.251

46、70.16KN/m 合計 2.35KN/m基礎梁 bh=250400mm2梁自重 250.250.4=2.5KN/m 柱自重：bh=500500mm2柱自重 250.50.5=6.25KN/m抹灰層：10厚混合砂漿0.010.54170.34KN/m 合計 6.59KN/m 外縱墻自重：標準層：縱墻 181.000.24=4.32KN/m塑鋼窗 0.452.10=0.945KN/m水泥粉刷外墻面 0.36(3.60-2.10)=0.54KN/m10厚內(nèi)墻面抹灰 0.01(3.60-2.10)17=0.26KN/m合計 6.1KN/m底層：縱墻 18(4.4-2.10-0.50-0.50)0.2

47、4=5.616KN/m塑鋼窗 0.452.10=0.945KN/m水泥粉刷外墻面 0.36(4.4-2.10)=0.828KN/m10厚內(nèi)墻面抹灰 0.01(4.40-2.10)17=0.39KN/m合計 7.8KN/m 內(nèi)縱墻自重：標準層：縱墻 18(3.60-0.50-1.0)0.24=9.072KN/m塑鋼窗 0.451.0=0.45KN/m10厚內(nèi)墻面抹灰 0.01(3.60-1.0)172=0.88KN/m合計 10.4KN/m底層：縱墻18(4.4-0.50-0.50-1.0)0.24=10.368KN/m塑鋼窗 0.451.0=0.45KN/m10厚內(nèi)墻面抹灰 0.01(3.60

48、-1.0)172=0.88KN/m合計 11.7KN/m(2) 活荷載標準值計算 屋面和樓屋面活荷載標準值根據(jù)荷載規(guī)范查得：不上人屋面 0.5樓面：教室 2.0走道 、樓梯 2.5 雪荷載，屋面活荷載與雪荷載不同時考慮，兩者中取大值。(3) 豎向荷載下框架受荷總圖本次設計的教學樓縱向柱距為4.50m,橫梁跨度為7.20m，單區(qū)格板為,4.50m7.20m。L1/L2=1.5T1=0.47S，不考慮頂點附加地震使用Fi=各層橫向地震作用及樓層地震剪力計算見表7表7 各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次hiHiGiGiHiFiVi43.615.2132842019160.3861072107233.

49、611.6133141544420.295819189123.68133141065120.204566245714.44.413627599590.1153192776各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布如圖5，圖6圖5水平地震作用分布 圖6層間剪力分布4.4.4 水平地震作用下的位移驗算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移i和頂點位移i分別按式ui=Vi/和()k計算計算過程見表8，表中還計算了各層的層間彈性位移角=i/hi表8 橫向水平地震作用下的位移驗算層次ViDiiihie=410727118801.510.136001/2400318917118802.78.636001/

50、1333224577118803.55.936001/10291277611388562.42.444001/18334.4.5 水平地震作用下框架內(nèi)力計算水平地震作用下的內(nèi)力采用改進的反彎點法?？蚣苤思舻都暗染胤謩e按式Vij= 計算，其中Dij取自表Dij取自表5，層間剪刀取自表7，各柱反彎點高度比y按式y(tǒng)=yn+y1+y2+y3確度，各修正值見表10，各層柱剪力計算見表9。表9 柱剪力計算層次 A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第四層同B軸同A軸第三層同B軸同A軸第二層同B軸同A軸第一層 同B軸同A軸梁端彎矩剪力及柱軸力發(fā)別按下式計算：Vb=(Mb1+ Mb2)/l，Ni=結(jié)果見圖7。表10 各柱

51、的反彎點高度層次 A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第四層同A軸同B軸第三層同A軸同B軸第二層同A軸同B軸第一層同A軸同B軸圖7(A) 地震作用下的框架彎矩圖圖7(B) 地震作用下的框架剪力圖圖7(C) 地震作用下的框架軸力圖4.5 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算為簡化計算，考慮如下幾種單獨受荷情況：恒載作用活荷載作用風荷載作用（從左向右，或從右向左）對于（1）、（2）兩種情況，框架在豎向荷載作用下，采用分層法計算。對于第（3）種情況，框架在水平荷載作用，采用D值法計算。在內(nèi)力分析前應計算節(jié)點各桿的彎距分配系數(shù)以及在豎向荷載作用下各桿端的固端彎距。4.5.1 恒載標準值作用下的內(nèi)力計算 因為框架對稱且恒荷載

52、為正對稱荷載，故取半榀框架進行計算，計算簡圖如圖8所示，右端為定向支座。對于一端固定一端為定向支座的梁，在均布荷載作用下的桿端彎距為：定向支座桿的線剛度取用原桿線剛度的一半。采用分層法計算前，先對二層以上各柱線剛度乘以0.9，然后從頂層往下計算。 頂層計算單元計算過程及計算結(jié)果示于圖8(A) 中間層計算單元計算過程及計算結(jié)果示于圖8(B) 底層計算單元計算過程及計算結(jié)果示于圖8(C) 恒荷載作用下的內(nèi)力圖將各計算單元的彎距圖疊加，得出最后彎距圖；根據(jù)彎距與剪力的關(guān)系，算出各桿剪力；根據(jù)剪力與軸向力的平衡，算出各柱軸向力。計算結(jié)果示于圖9 圖8(C) 底層計算單元 (a)框架彎距圖圖9(a) 恒

53、載作用下彎距(KN.m)圖9(a) 恒載作用下二次分配后彎距(KN.m)圖9(c) 恒載作用下調(diào)幅后彎距(KN.m)(b)框架剪力、軸力圖圖9(d) 恒載作用下剪力、軸力圖(KN)4.5.2 活荷載標準值作用下的內(nèi)力計算 (1) 頂層計算單元：計算過程及計算結(jié)果示與圖10(A)圖10(A) 頂層計算單元 (2) 中間層計算單元 計算過程及計算結(jié)果示于圖10(B)圖10(B) 中間層計算單元(3) 底層計算單元 計算過程及計算結(jié)果示于圖10(C)圖10(C) 底層計算單元(4) 活荷載作用下的內(nèi)力圖，計算結(jié)果示于圖11框架彎距圖圖11(a) 活載作用下彎距(KN.m)圖11(b) 活載作用下二次

54、分配后彎距(KN.m)圖11(c) 活載作用下調(diào)幅后彎距(KN.m)(b)框架剪力、軸力圖 圖11(d) 活載作用下剪力、軸力圖(KN)4.5.3 風荷載作用下的框架內(nèi)力(1) 風荷載計算 作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的集中風荷載標準值： 風壓高度變化系數(shù)風荷載體型系數(shù)，根據(jù)建筑物的體型查得風振系數(shù)，基本自振周期對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)可用T=0.08n(n是建筑層數(shù))，估計大約為0.48s0.25s,應考慮風壓脈動結(jié)構(gòu)發(fā)生順風向風振的影響。 ,表10 集中風荷載標準值離地高度z/m 14.71.131.01.30.353.63.68.3311.11.031.01.30.353.63.67.597

55、.51.001.01.30.353.63.67.373.91.001.01.30.354.43.68.19(2) 風荷載作用下的位移驗算 側(cè)移剛度D見表11，表12表11 橫向2-4層D值的計算構(gòu)件名稱A軸柱0.48719570B軸柱0.79431907C軸柱7.6820.79431907D軸柱1.9220.48719570表12 橫向底層D值的計算構(gòu)件名稱A軸柱0.65114325B軸柱0.86819100C軸柱8.3210.86819100D軸柱2.3490.65114325 風荷載作用下框架側(cè)移計算水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計算：式中 vj=第j層的總剪力第一層的層間側(cè)移值求出

56、以后，就可以計算各樓板標高處的側(cè)移值的頂點側(cè)移值，各樓板標高處的側(cè)移值是該層以下各層間側(cè)移之和。頂點側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和。J層側(cè)移 頂層側(cè)移 表13 框架在風荷作用下 的側(cè)移的計算層次48.338.331029540.000137.5916.661029510.000227.3724.251029540.000218.1931.62668500.0005 (3)各層柱的剪力V 4層：A柱、D柱：B柱、C柱： 3層：A柱、D柱：B柱、C柱： 2層：A柱、D柱：B柱、C柱： 1層：A柱、D柱：B柱、C柱：表15 反彎點高度yh層次A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第四層同A軸同B軸第三層同A軸同B軸第

57、二層同A軸同B軸第一層同A軸同B軸由下面公式求出柱上下兩端彎距上柱：M上=V（1-y）h下柱：M下=Vyh 再由節(jié)點平衡條件和兩的線剛度比求出各梁彎距，即可繪出框架彎距圖圖12 框架彎距圖(KN.m)圖13 框架剪力圖(KN)圖14 框架軸力圖(KN)4.6 框架內(nèi)力組合 橫梁內(nèi)力組合具體見表16、表17、表18、表19、 柱內(nèi)力組合具體見表20、表21、表22、表23層次位置內(nèi)力荷 載 類 型1.2*+1.4*恒-54.75-64.29地震1.2*+1.4*1.2*+0.85*1.4*（+）1.2*（+0.5*）1.3*四 層AM-49.6-8.93.41-3.4147.2-47.2-71.

58、98-66.05-74.17-3.5-126.2V10718.90.57-0.578.8-8.8154.86129.2127.60151.57150.21151.18128.3B左M-109.4-190.72-0.7216-16-157.88-130.27-132.29-153.03-154.75-121.88-163.48V-127.8-21.70.57-0.578.8-8.8-183.74-152.56-154.16-178.51-179.86-154.94-177.82B右M-81.2-142.16-2.1647.8-47.8-177.04-94.42-100.46-111.53-116

59、.67-43.7-167.98V19.24.51.8-1.839.8-39.829.3425.5620.5230.5426.2577.48-26跨中M131.822.51.33-1.3315.6-15.6189.66160.02156.30186.52183.35191.97151.35M92.915.50000133.18111.48111.48129.93129.93120.78120.78表16 橫梁內(nèi)力組合表17 橫梁內(nèi)力組合層次位置內(nèi)力荷 載 類 型內(nèi) 力 組 合恒活風地震1.2*+1.4*1.2*+1.4*1.2*+0.85*1.4*（+）1.2*（+0.5*）1.3*三 層AM-

60、59.3-13.38.28-8.28109-109-89.78-59.57-82.75-77.13-96.8462.56-220.84V83.219.51.51-1.5120.5-20.5127.14101.9597.73124.84121.25138.1984.89B左M-82.4-19.12.62-2.6238.6-38.6-125.62-95.21-102.55-118.49-124.73-60.16-160.52V-91.2-21.11.51-1.5120.5-20.5-138.98-107.33-111.55-132.75-136.35-95.45-148.75B右M-44.8-11