教学楼毕业设计摘要目录绪论_毕业设计目录及摘要

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摘要

本设计主要进行了结构方案中横向框架的结构设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用经验公式求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。同样的过程计算风荷载作用下的结构内力。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。其次还进行了结构方案中的楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。此外还进行了基础梁和基础的设计，完成了基础的平面布置和配筋计算，并完成了基础的施工图绘制。

关键词：框架结构；建筑设计；结构设计；抗震设计

ABSTRACT

The purpose of the design is to do the structure design in the lateral frames of axis.When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated.Then the vibrate cycle is calculated by empirical equation method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method.The seismic force can be aigned according to the shearing stiffne of the frames of the different axis.Then the internal force(bending moment, shearing force and axial force)in the structure under the horizontal loads can be easily calculated.After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components.The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Keywords: Frame structure;Architectural design;Structural design;Anti-seismic design

绪论

本设计是按照武汉理工大学华夏学院土木与建筑工程系2011年毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“东海中学教学楼设计”。内容包括建筑设计、结构设计两部分。

教学楼是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现处建筑和结构设计的很多重要的方面，选择教学楼建筑和结构设计，从而掌握教学楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。

框架结构的设计始于欧美，二十世纪厚得到了世界各地大范围的使用，其结构建筑平面布置灵活，使用空间大。延性较好。其具有良好的抗震能力。对教学楼有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的使用面积要求。

框架结构的研究，对于建筑的荷载情况，分析其受力，采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力，然后进行内力组合，挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算，保证结构有足够的强度和稳定性。在对竖向荷载的计算种采用了分层法和弯矩分配法，对水平荷载采用了D值法，对钢筋混凝土构件的受力性能，受弯构件的正截面和斜截面计算都有应用。

本结构计算选用一榀框架为计算单元，采用手算的简化计算方法，其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的分层法和弯矩分配法，不但使计算结果较为合理，而且计算量较小，是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识，建立一个完整的设计知识体系，了解设计总过程，通过查阅大量的相关设计资料，提高自己的动手能力。

鉴于水平有限，设计书中还存在不少缺点甚至错误，敬请老师批评和指正。

二○一一年五月二一日

二、建筑设计说明

在一个相当长的时期里，人们多把教学楼设计的着眼点放在“学”字上，旨在如何满足“学习”这一基本生理需求上考虑问题。于是，为数众多的教学楼模式单一，空间乏味，很难与城市总体规划目标相适应。教学楼强调文化感、教育特质的建筑形象。设计与环境相融合、与气候条件相适宜的色彩搭配，使之形象分明，标志性更加突出。

1.1 总平面图设计

某地级市某中学教学楼位于市区附近，建筑面积4698.0m2左右，主体高20.4m，主体建筑5层，主要设置普通教室和活动室。

1.2 建筑平面图设计

1.2.1 教学楼的布置

1.2.1.1 房间使用面积、形状、大小的确定

本设计是教学楼，应根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。一般由办公用房、公共用房和服务用房等组成。办公楼内各种房间的具体设置、层次和位置，应根据使用要求和具体条件确定。办公建筑应根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深，并为今后改造和灵活分隔创造条件，故本建筑教室选取开间为9.0m，进深为7.2m。

厕所布置在建筑朝向较差的一面,并设置公用的前室，前室内置两个洗手盆。厕所有不向邻室对流的直接自然风和天然采光，卫生洁具数量按《规范》要求：男厕所每40人设一具大便器，每30人设一具小便器，女厕所每20人设一具大便器，每40人设一具洗手盆。1.2.1.2 门窗大小及位置的确定

教室门洞口宽不应小于1000mm，高不应低于2m，根据人流的多少和搬进房间设备的大小取门宽为1200mm，开启方向朝房间外侧；走道两端的门采用等宽双扇门，大厅的门采用二个双扇双向弹簧门。

房间中的窗大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求。本次设计中，教室的窗户，考虑《规范》要求窗地比≥1：6，窗宽取为2400mm，一楼高度取为2100mm，二楼高度取为2100mm。

1.2.2 交通联系部分

1.2.2.1 楼梯

一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外，还需要有把各个使用房间及室内外有机联系起来的交通联系部分，以保证使用便利和安全疏散。在多层建筑中，楼梯是必不可少的一部分，是楼层人流疏散的必经之路，楼梯的数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑环境空间的艺术效果。

设计楼梯时，还应使其符合《建筑设计防火规范》（GBJ91-83）、《民用建筑设计通则》(JGJ62-90)和其他有关单项建筑设计规范的规定。考虑防火要求，多层建筑应设封闭楼梯间，且应靠外墙设置，能直接天然采光和自然通风，楼梯的门是可以阻挡烟气入侵的双向弹簧门。考虑结构楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。

楼梯是多层房屋中的重要组成部分。楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。

板式楼梯具有下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧的优点，是一种斜放的板，板端支承在平台梁上。作用于梯段上的荷载直接传至平台梁。当梯段跨度较小（一般在3m以内）时，采用板式楼梯较为合适。但其斜板较厚，为跨度的1/25～1/30。

梯段净高（H）一般应大于人体上肢伸直向上，手指触到顶棚的距离。梯段净高应当以踏步前缘处到顶棚垂直线净高度计算。考虑行人肩扛物品的实际需要，防止行进中碰头产生压抑感，楼梯梯段净高不小于2200mm，平台部分的净高应不小于2000mm。梯段的起始、终了踏步的前缘与顶部凸出物内边缘的水平距离应不小于300mm。

为了适用和安全，每个梯段踏步一般不超过18步，也不应小于3步。梯段坡度的选择要从攀登效率、节约空间、便于人流疏散等方面考虑。一般在人流量大、安全标准较高或面积充裕的场所，其坡度可较平缓，适宜坡度30度左右。仅供少数人使用或不经常使用的辅助楼梯则允许坡度较陡（不宜超过38度）。计算踏步高度和宽度的一般公式：

2R+G=600mm 其中：R——踏步高度；

G——踏步宽度；

600mm——妇女、儿童平均踏步长度。

本工程的踏步高度为150mm，踏步宽度300mm。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为0.55+(0～0.15)m计算，并不应少于两股人流。（0～0.15m为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多应取上限值）

楼梯平台包括楼层平台和中间平台两部分。中间平台形状可变化多样，除满足楼梯间艺术需要外，还要适应不同功能及步伐规律所需尺寸要求。楼层平台：除开放楼梯外，封闭楼梯和防火楼梯，其楼层平台深度应与中间平台深度一致。

本工程楼梯的确定：本工程中采用三部板式楼梯（二部板式双跑楼梯，一部板式双分楼梯）。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+0～0.15m计算，并不应少于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于2m，楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率，、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。因而本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用300mm。1.2.2.2 走廊

走廊作为水平的交通联系其主要功能是连接同一层内的各个房间、楼梯、门厅等，以解决建筑物中水平联系和疏散的问题，要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求。按《规范》要求，双面布房且大于40m的走道的最小净宽为1.8m，考虑到柱截面尺寸和基础布置，适当放大取走道宽3.0m，净宽2.7m，可让三人并行通过。

按《规范》要求，双面布房且大于40m的走道的最小净宽为1.8m，考虑到柱截面尺寸和基础布置，适当放大取走道宽3.0m，净宽2.7m，可让三人并行通过。1.2.2.3 出入口及门厅

因室外地平标高设计为-0.450m，故楼梯间出入口处设三步台阶，悬挑雨篷。在主要出入口处设计门厅。主要门厅要满足交通和防火，宽敞明亮便于交通，满足安全要求。

1.3 建筑空间和立面设计

1.3.1 层数和层高

根据本教学楼的建筑规模，建筑设计要求底层层高4.2m，二至五层层高3.9m。

1.3.2 建筑立面设计

立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑各入口，雨篷等细部构件的处理。

考虑设计的是教学楼，立面尽量简洁，大方。各层采用横向分隔条装饰。

建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。综合考虑这些因素，取教学楼底层层高为4.2m，其余各层层高为3.9m。

1.3.3 建筑装饰装修

在装饰上不追求豪华，重视材质，崇尚自然，和谐，突出重点，创造出与建筑物身份相称的朴实、典雅。外墙外表面贴瓷砖外墙内表面及内墙表面均为仿瓷，窗户均为塑钢窗。室内采用彩色瓷砖地面，在卫生间内采用地砖防水楼面。

1.4 防火设计

疏散楼梯是安全疏散道路中一个主要组成部分，应设明显指示标志，并宜布置在易于寻找的位置。但电梯不能作为疏散楼梯用。疏散楼梯的多少，可按宽度指标结合疏散路线的距离及安全出口的数目确定。

防火门：防火门分为甲、乙、丙三级，其耐火极限分别为1.2h、0.9h、0.6h。防火门应为向疏散方向开启的平开门，并在关闭后应能从任何一侧手动开启。用于疏散走道和楼梯间的防火门，还应具有顺序关闭的功能。

1.5 建筑细部构造总说明

1.5.1 建筑细部构造说明

1.5.1.1 勒脚

勒脚是墙身接近室外地面的部分，一般情况下，其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蚀，遭到破坏，同时地表水和地下水的毛细作用所形成的地潮也会造成对勒脚部位的侵蚀。

所以，在构造上必须采取相应的防护措施。

勒脚防潮层：分为水平防潮层和垂直防潮层。当室内地坪出现高差或室内地坪低于室外地面时，要同时设置水平防潮层和垂直防潮层。

本工程只设水平防潮层。水平防潮层根据材料的不同，一般有油毡防潮层、防水砂浆防潮层、配筋细石混凝土防潮层。

油毡防潮层具有一定的韧性、延伸性和良好的防潮性。由于油毡层降低了上下砌体之间的粘结力，且降低了砌体的整体性，对抗震不利，目前已少用。

砂浆防潮层是在需要设置防潮层的位置铺设防水砂浆。防水砂浆能克服油毡防潮层的缺点，但由于砂浆系脆性材料，易开裂。故不适于地基会产生微小变形的建筑中。

为了提高防潮层的抗裂性能，常采用60mm厚的配筋细石混凝土防潮层。工程中常在标高-0.06m处设防潮层。1.5.1.2 散水

为保护墙基不受雨水的侵蚀，常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面，以使将屋面水排至远处，这一坡面称散水。散水坡度约3%～5%，宽一般为600mm～1000mm，纵向每隔10米做一道伸缩缝，散水与外墙设20宽缝，其缝内均填沥青砂浆。当屋面排水方式为自由落水时，要求其宽度较出檐多200mm，一般雨水较多地区多做成明沟，干燥地区多做成散水。本工程做散水，宽度600mm，坡度3%，做法详见施工说明。1.5.1.3 楼面工程

（1）内地面混凝土垫层酌情设置纵横缝（平头缝），细石混凝土地面面层设置分格缝，分格缝与垫层缩缝对齐，缝宽20mm，内填沥青玛蹄谛脂。

（2）浇水磨石楼地面面层应分格，除特殊注明外，一般普通水磨石面层用厚玻璃条分隔；彩色水磨石面层用2厚铜条分格，分格大小酌情处理。

（3）室内经常有水房间（包括室外阳台）应设地漏，楼地面用1：2.5水泥砂浆（掺3%防水粉）作不小于1%排水坡度坡向地漏，最薄处为20厚，地面最高点标高低于同层房间地面标高20。

（4）特殊注明外，门外踏步、坡道的混凝土垫层厚度做法同地面。

（5）建筑电缆井、管道井每层在楼板处做法按结构整铺钢筋，待管道安装后用同样标号混凝土封闭。1.5.1.4 屋面工程

（1）屋面防水等级为Ⅱ级，具体做法详见《施工说明》。

（2）基层与突出屋面结构（女儿墙、墙、变形缝、管道、天沟、檐口）的转角处水泥砂浆粉刷均做成圆弧或圆角。

（3）凡管道穿屋面等屋面留洞孔位置须检查核实后再做防水材料，避免做防水材料后再凿洞。

（4）高屋面雨水排至低屋面时，应在雨水管下方屋面铺放一块490×490×30细石混凝土板保护。

1.5.1.5 门窗工程

（1）在生产加工门、窗之前，应对门窗洞口进行实测。

（2）门窗安装前预埋在墙或柱内的木、铁构件应做防腐、防锈处理。1.5.1.6 油漆构件防腐、防锈工程

（1）所有埋入混凝土及砌块中的木质构件均须做好防腐处理，满涂焦油一道。屋面架空硬木版须经防虫、防腐处理后方可使用，面刷酚酞清漆。

（2）所有埋入混凝土中的金属构件须先除锈，刷防锈漆二道；所有露明金属构件（不锈钢构件除外），均须先除锈刷防锈漆一道，再刷油漆二道。

（3）所有室内木质门窗均需打腻子，磨退后刷底漆一道，再刷调和漆二道。1.5.1.7 基础工程

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）和地基损坏造成建筑物破坏后果（危及人的生命、造成经济损失和社会影响及修复的可能性）的严重性，将基础分为三个安全等级：一级、二级、三级。本设计基础的安全等级为二级，对应于破坏后产生严重的后果，建筑类型为一般工业与民用建筑。基础按刚度分可分为：刚性基础和柔性基础；按构造分类可分为：独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础和壳体基础。

其中，独立基础是柱基础中最常用和最经济的型式。本工程采用独立基础。基础埋置深度的选择应考虑： 1.建筑物结构条件和场地环境条件。

在保证建筑物基础安全稳定，耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。某些建筑物需要具备一定的使用功能或宜采用某种基础形式，这些要求常成为其基础埋深的先决条件。结构物荷载大小和性质不同，对地基的要求也不同，因而会影响基础埋置深度的选择。为了保护基础不受人类和生物活动的影响，基础宜埋置在地表以下，其最小埋深为0.5m，且基础顶面宜低于室外设计地面0.1m，同时有要便于周围排水沟的布置。

2.工程地质条件 3.水文地质条件

选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。《规范》规定所考虑的因素： 1.地基冻融条件。

2.建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施、基础的形式和构造。3.作用在地基上的荷载大小和性质。4.工程地质和水文地质条件。5.相邻建筑物的基础埋深。6.地基土冻胀和融陷的影响。

综合以上因素：本设计初选基础顶面到室外地面的距离为1150mm，室内外高差为450mm,则底层柱高=4200+1150+450=5800mm

1.5.1.8 工种配合（1）设备管井的封闭需待设备及管道安装后再进行，个别管道井要待设备调试后再封闭。

（2）凡楼板、墙体及墙上留洞，均需对照有关专业图纸，准确无误后方可施工。钢筋混凝土墙和楼板上所有留洞需预留，不得再打。

（3）卫生间、空调等管道内施工时要防止砂浆残渣和碎砖等杂物掉入，防止堵塞。

1.5.2 建筑细部具体构造做法

1.5.2.1屋面做法

选用高聚物改性沥青卷材屋面（不上人、有保温层）（Ⅱ级防水）·铺25厚中砂

·三层3厚SBS或APP改性沥青防水卷材 ·刷基层处理剂一遍

·15厚1：2.5水泥砂浆找平层 ·40厚水泥石灰焦渣砂浆3%找坡 ·80厚矿渣水泥