山东科技大学艺术文法学院楼 毕业设计计算书.doc

摘 要 建筑物名称：山东科技大学艺术文法学院楼 建筑所在地点：山东科技大学 结构类型：钢筋混凝土框架结构 层数：主体五层，局部六层 总建筑面积：1500016000 2m 本次毕业设计是设计山东科技大学艺术文法学院楼。它位于美丽的小 珠山山麓，采用钢筋混凝土框架结构，基本抗震设防烈度为 7 度，场地类 型为类。建筑总面积为 15000 余平方米，建筑总高 25.2 米，共有五层， 各层层高均为 4.2 米。 本建筑整体为坐西朝东。本建筑是集教学和办公为一体的综合性教学 楼，其功能分区独特，各自独立，但又相互联系，形成一个统一的整体。 此外，建筑物规划也与周围环境相协调。 本建筑的设计内容包括两部分：建筑设计和结构设计。 建筑设计部分：根据建筑的地理位置以及所要求的功能分区等设计依 据并力求建筑物安全、实用、经济、美观，进行了总体方案设计、平面设 计、立面设计、剖面设计、防火组织设计，以及屋面、楼梯及墙体等构造 设计，完成了建筑设计说明及有关施工图。 结构设计部分：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工 程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构 形式，本工程采用的是钢筋混凝土框架结构。随后进行了结构平面布置、 估算截面尺寸、荷载计算、框架计算、侧移计算、内力计算、内力组合及 构件设计等工作，并完成了结构设计说明及标准层结构平面布置图、框架 配筋图、楼梯、基础结构布置图。 关键词：框架结构；建筑设计；结构设计；内力组合；内力计算 abstract building name:college of literature and art of shandong university of science and technology building location: shandong university of science and technology types: reinforced concrete frame structure storeys: five to six layer a total construction area: 1500016000m2 the graduation project is to design a building of college of literature and art of shandong university of science and technology. it located in the beautiful foothills of the small-hill, a reinforced concrete frame structure, the basic seismic intensity of 7 degrees maximum security, its venue for the type is class . the total area of the construction is 15000 square meters, its height is 25.2 meters, and the number of its storey is five. each layer is 4.2 meters high. the overall construction backs to the west and faces to the east. the building is set for teaching and officing ,which is an integrated of the teaching building, its features are unique regional and separate, but interlinked and form a unified one. in addition, the building also is planned coordinationally with the surrounding environment. the building design includes two parts: building design and structural design. architectural design: according to the geographical location and the construction of the required functions etc, zoning and design on the basis of the building safety, practical, economic, aesthetic, the overall programme design, graphic design, elevation design, profile design, organizational design for the fire and the structural design of the roof, the stairs and the walls, etc. and completed the architectural design and construction plans. structural design: according to the importance of building, the seismic fortification intensity, the engineering geological survey report, the type of construction sites and the height and the storey number of the building to determine the structure of this project and it use a structure of the reinforced concrete frame. followed by a structural layout, estimating section size, load, the framework, the lateral basis, the internal force, the combination of internal forces and component design work and completed the description of the structural design and the structure layout plans for the standard storey and the framework plans for the reinforcement , staircases and infrastructure layout. key words: frame structure; architectural design; structural design; internal forces combination; calculation of the internal forces 目 录 1 建筑设计 .1 1.1 建筑设计的目的、要求和内容 1 1.2 设计原始资料 2 1.2.1 建筑环境和地点 .2 1.2.2 建筑使用功能需求 .2 1.3 方案比较及可行性分析 2 1.4 总平面设计 4 1.4.1 总平面设计的依据 .4 1.4.2 总平面设计的基本要求 .5 1.4.3 总平面布置的基本形式 .6 1.5 建筑平面设计 7 1.5.1 功能布局及分区 .8 1.5.2 房间形状、使用面积、尺寸的确定 .9 1.5.3 门窗大小及位置的确定 .10 1.5.4 教学用房的具体要求 .11 1.5.5 卫生间的设计 .13 1.5.6 交通联系部分的平面设计 .13 1.6 立面设计 17 1.6.1 立面的虚实与凹凸 .18 1.6.2 立面的线条处理 .18 1.6.3 立面的色彩与质感 .18 1.7 剖面设计 19 1.8 防火设计 20 1.9 细部构造设计 23 1.9.1 勒脚 .24 1.9.2 散水 .24 1.9.3 楼地面工程 .25 1.9.4 屋面工程 .25 1.9.5 门窗工程 .25 1.9.6 油漆构件防腐、防锈工程 .26 1.9.7 女儿墙设计 .26 1.9.8 变形缝的设计 .26 1.9.9 建筑细部具体构造做法 .26 1.10 其它相关说明 27 2 结构设计 .27 2.1 结构设计的目的、要求和内容 27 2.2 结构体系选型 28 2.3 框架设计 28 2.3.1 设计资料 .28 2.3.2 结构布置及结构计算简图的确定 .29 2.3.3 荷载统计 .31 2.3.4 内力计算 .39 2.3.5 内力组合 .62 2.3.6 截面设计 .68 2.4 楼梯设计 81 2.4.1 设计资料 .81 2.4.2 梯段板设计 .82 2.4.3 平台板设计 .83 2.4.4 平台梁设计 .84 2.5 雨篷设计 86 2.5.1 设计资料 .86 2.5.2 雨篷的抗弯强度计算 .86 2.5.3 雨篷梁计算 .88 2.6 基础设计 92 2.6.1 基础资料 92 2.6.2 荷载统计 93 2.6.3 地基承载力验算 94 2.6.4 配筋计算 98 2.7 单向板设计 .103 2.7.1 荷载统计 .103 2.7.2 计算简图 .103 2.7.3 弯矩计算 .104 2.7.4 配筋计算 .104 2.8 双向板设计 .105 2.8.1 设计资料 .105 2.8.2 荷载计算 .105 2.8.3 按塑性理论计算双向板 .105 2.9 次梁设计 111 2.9.1 设计资料 .111 2.9.2 次梁的设计 111 参考文献 .115 致 谢 辞 116 附 录 117 1 1 建筑设计 本建筑根据“ 山东科技大学土木工程专业 2008 级毕业设计任务书” 设 计，为山东科技大学综合教学楼，建筑名称为山东科技大学艺术文法学院 楼。该高校位于风光秀丽的珠山脚下，东临前港湾海滨，环山倚势而就。 随着该高校规模的不断扩大，已有教学楼已不能满足日常教学的要求，因 此决定拟建一座综合教学楼，并设置必要的办公、生活和会议等辅助用房。 拟建建筑物要考虑与校区建筑风格相协调，同时也要突出自己的建筑风格。 本建筑采用现浇钢筋混凝土框架结构，主体五层，局部六层，现浇钢 筋混凝土楼盖，内外填充墙为 240mm 厚普通砖，围护结构为普通砖砌块 填充墙。此外，由于校区内已有建筑的主色调为暗红色加白色点缀，因此 本建筑外墙装饰主要采用砖红色瓷砖贴面，局部加白色瓷砖及玻璃幕墙点 缀，走廊及卫生间局部采用白色瓷砖镶贴，内墙装饰为涂料。 1.1 建筑设计的目的、要求和内容 通过毕业设计初步了解民用建筑设计原理，熟悉应用建筑规范和标准 图集。初步掌握建筑设计的基本方法和步骤，了解建筑各细部的构造做法。 在总体规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功 能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题，着重解决建筑物 内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部 条件的协调配合，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式等，还应 考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更 少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，要正确选用建筑材料， 根据建筑空间组合的特点，选择合理的结构、施工方案，使房屋坚固耐久、 建造方便，具有良好的经济效果，创造出既符合科学性又具有艺术的生产 和生活环境。即本着“布局合理，功能齐全，技术先进，美观大方，经济 合理”的原则设计一座实用，经济，坚固，美观的现代化教育建筑。 建筑设计的内容主要包括：建筑总平面设计；建筑平、立、剖面设计； 防火设计；抗震设计；建筑结构构造设计；建筑施工图绘制；建筑设计说 2 明的编写等。 1.2 设计原始资料 1.2.1 建筑环境和地点 拟建建筑物位于青岛市经济技术开发区，基本风压为 0.6kn/m ；地2 面粗糙度为 b 类；年平均降雨量 680.5mm；基本雪压 0.2n/m ；抗震设防 烈度为 7 度，三级抗震；建筑物场地类别为类。 1.2.2 建筑使用功能需求 拟建建筑物总面积为 15000m 左右,上下浮动为 5%，层数：5-6 层，2 层高：4.2m。使用房间包括 47 人教室 62 间，80 人教室 10 间，120 人多 功能教室 1 间，办公室 105 间，150 报告厅 1 间，展厅 1 间，书库资料室 各 1 间，模拟法庭 1 间，设计时另加走廊、楼梯等辅助部分。 1.3 方案比较及可行性分析 在毕业设计之前进行的毕业实习中，根据搜集的资料和参观的著名教 学楼工程实例，来初步确定设计方案，并根据各种已知的条件（自然条件、 施工技术条件等）进行建筑设计可行性分析，明确初步选定的拟建建筑物 设计方案的优缺点，技术经济指标和尚待解决的问题等。 南京理工大学基础实验教学楼是该区域内规模较大、较重要的建筑群 体，方案特点：运用标准化设计方法将不同的实验教学功能分类组合形成 单元体，通过单元模块化集成的空间组织方式实现建筑从单元到整体的过 程。不同的实验室、研究和附属空间、楼梯、走廊甚至洗手间都是构成建 筑单元的基本模块，各个模块如同是批量生产的标准化机器零件，在各单 元中被反复运用。实验室作为建筑单元中的主体，其平面设计在充分研究 各类基础实验活动功能的基础上强调空间使用标准化、资源配置集约化， 各类管线、设备的集中布置，经济合理。这种设计方法使空间使用的灵活 性、通用性大大增强。 青岛理工大学黄岛校区 2 号教学楼位于校区西南角，总建筑面积： 28814 m ，占地面积：5382m ，主体 5 层，总高度 23.5m，采用钢筋混2 凝土框架结构形式。建筑特点：1、 “交往庭院”教学楼以组团式布置采用 庭院式布局，35 人至 90 人的教室布置在教学楼的北面和南面，东面以开 3 敞连廊相接，110 人的阶梯教室及办公室布置在西面，四者围合成了优美 的半开放型内院，庭院内有充足的阳光，布置有广场、花坛、小品、宣传 栏等，给学生提供了一个交流、休闲、娱乐的场所，形成“交往庭院” 。 2、 “交往走廊”教学楼采用了四种形式的走廊：教学楼南侧采用内廊式布 置方式；教学楼北侧采用单侧廊式布置方式，廊面向内院；教学楼西侧的 阶梯教室采用外侧出挑的开敞走廊；东面的开敞连廊把教学楼南北两侧连 接起来。设计中，充分考虑室内、外意义上的交通空间内廊扩大至 3m，单侧廊扩大至 2.7m，外侧出挑的开敞走廊及开敞连廊扩大至 3m，成 为一个可以交往、驻留的空间“交往走廊” 。3、 “交往阳台”教学楼外 围的四角设计了大面积出挑的“交往阳台” ，它位于教学楼四面走廊的四个 交汇处，使线性的“交往走廊”汇聚并放大成集中的交往空问，使交往空 间更富于变化，丰富了交往空间的层次。 通过比较几所著名教学楼建筑的建筑、结构方案及考虑与校园环境相 协调，最后确定，此次设计的教学楼建筑外墙装饰主要采用砖红色瓷砖， 局部加白色瓷砖及玻璃幕墙点缀，走廊及卫生间局部采用白色瓷砖镶贴； 采用现浇钢筋混凝土框架结构，主体共五层，现浇钢筋混凝土楼盖，楼板 选用肋梁楼板结构体系，围护结构，内外填充墙均为 240mm 厚为普通混 凝土砌块，内外墙装饰均为涂料。之所以采用钢筋混凝土框架结构，是因 为钢筋混凝土结构经济性能较好，可形成灵活布置的建筑空间，使用较方 便；框架结构建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间，框架结构的 组成简单，只有框架柱和框架梁两种基本构件组成，便于构件的标准化、 定性化，可以采用现浇式结构。 综合教学楼结构体系的框架是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架 结构。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚 度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越 慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作 为梁共同工作的，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加， 从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和 空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也 趋于不合理。框架结构房屋的布置应对称、均匀，减小抗侧刚度中与水平 4 荷载合力作用线的距离，减小结构重心和刚度中心之间的距离，以减小结 构发生的扭转。由于框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在强震作用下结 构整体位移和层间位移都较大，容易产生震害。抗震设计的框架结构除需 加强梁、柱和节点的抗震措施外，还需注意填充墙的材料以及填充墙与框 架的连接方式等，以避免框架变形过大时填充墙的破坏。也要增大房屋的 抗侧刚度，以限制房屋的总水平位移和层间位移。所有的建筑结构都各有 利弊，应当就建筑用途、选址条件、建筑工期、成本造价以及施工难度等 因素进行对比后再作选择。 通过建筑方案的比较，选择最佳建筑设计方案。比较分析过程中，发 现设计中主要存在的问题体现在：柱网尺寸选定过大或过小均不合理，要 结合经济性和房间的需求使用面积；变形缝的设置位置是否合理，考虑实 际施工中有可能存在的困难以及使用要求，避免设置在楼梯间、卫生间和 房间的内部；建筑物的朝向；独立大空间与主体结构的连接；大面积房间 不能设置柱时应采用井字梁体系；考虑日照间距对房屋高度的要求等。 1.4 总平面设计 拟建场地面积为长 73m，宽 60m。本建筑在总平面中为主要建筑，故 在进行总平面设计时将其布置在明显而又主要的位置。建筑整体为座西向 东，位于学校主次干道丁字路口路口交界处，建筑，基地形状均为狭长矩 形。 本建筑为教学楼建筑，并且场地面积较大，要求有安静的环境，并考 虑美化、遮阳、挡风防尘、防噪等效果，故在其周围布置大面积绿化场地， 在建筑物靠近道路两向可布置一些高大乔木或攀缘植物。对教学用房、教 学辅助用房、行政管理用房、服务用房、运动场及生活区应分区明确、布 局合理、联系方便、互不干扰。 基地内设停车场，并安排车库自行车棚等基础设施，并考虑环境与绿 化设计，其主体部分有良好的朝向和日照。为了满足建筑设计防火规范 中关于消防车道，及环形车道的相关规定，在建筑周围设置了宽为 4m 的 消防车道。 5 1.4.1 总平面设计的依据 (1)功能分区合理，妥善组织人流和车辆交通流线，对喧闹与安静的用 房应有明确的分区和适当的分隔。各用房之间应由紧密地联系，以利综合 利用；当各厅室独立使用时，不互相干扰，对人流量大且集散较为集中的 用房，应由独立的对外出入口。 (2)根据使用要求，基地至少应设两个出口，当主要出入口紧邻交通干 道时，应按有关规定留出缓冲距离。应合理安排好设备机房、附属设施和 地下建筑物。如设有锅炉房、食堂的宜设运送燃料、货物和清除垃圾等的 单独出入口。 (3)在基地内应设置自行车和机动车停放场地，并考虑设置画廊、橱窗 等宣传设施。建筑基地内应设机动车和自行车停车场(库)。条件不允许时， 可由有关部门就近统筹建设停车空间。停车场地面积由当地规划部门确定。 (4)不论用地面积大小，在建筑组合及总平面布置时，应尽量紧凑、集 中，以创造宽敞、丰富的室外空间。分散式布置时文化馆较好的组合形式， 应合理地进行不同大小、高低、形体的建筑组合和组织不同的室外空间， 以创造良好的休息和活动环境。 (5)总平面布置，应充分利用地形、地势、工程地质及水文地质条件， 合理地布置建筑物、构筑物和有关设施，并应减少土（石)方工程量和基础 工程费用。 (6)总平面布置，应结合当地气象条件，使建筑物具有良好的朝向、采 光和自然通风条件。高温、热加工、有特殊要求和人员较多的建筑物，应 避免日晒。 (7)总平面布置应使建筑群体的平面布置与空间景观相协调，并应结合 城镇规划及厂区绿化，提高环境质量，创造良好的生产条件和整洁的工作 环境。 (8)建筑物的间距应符合下列规定：教学用房应有良好的自然通风；南 向的普通教室冬至日底层满窗日照不应小于 2h；两排教室的长边相对时， 其间距不应小于 25m，教室的长边与运动场地的间距不应小于 25m。 6 1.4.2 总平面设计的基本要求 文化娱乐建筑的总平面设计应满足下列要求： (1)功能分区明确，合理组织人流和车辆交通路线，对喧闹与安静的用 房应有合理的分区与适当的分隔；根据人流组织，厅室活动的特点，妥善 安排各组成活动空间；在功能分区上既要保证其独立活动的条件，也许考 虑在特殊情况下对多种实用要求的适应性。 (2)基地按使用需要，至少应设两个入口。当主要出入口紧临主要交通 干道时，应按规划部门要求留出缓冲距离。 (3)在基地内应设置自行车和机动车停放场地，并考虑设置画廊、橱窗 等宣传设施。 综合楼的设计，应结合地形、地貌及建筑功能分区的需要，布置室外 休息活动场地、绿化、建筑小品等，创造优美的空间环境。 1.4.3 总平面布置的基本形式 总平面的布置形式，多受建筑容积率的制约。当建筑容积率大而用地 面积较小时，一般馆舍多采用集中式组合形式，在总平面布置上也要尽量 集中、紧凑；而当地用地面积较大且容积率较低时，总平面有可能采用分 散式布局形式，或馆舍采用集中组合形式，另设置较大面积的室外活动空 间纪绿地。设计应尽量采用集中式组合形式，总平面设计也应考虑集中、 紧凑、留有较大的室外休息、活动场地或绿地，作为群众在室外休息与活 动场所及留待日后发展的用地。 建筑总平面图详如图 1.1。 从本建筑总平面图中可看出，其满足教学楼总体选址“闲中取静”的 要求，即既要交通便利又要安详宁静。在进行总平面设计时，既满足了布 置足够宽敞、便利的交通路线，又避免了出现过大的场地，以免引起人流 过分集中，破坏教学楼的安静环境。 7 7号 教 学 楼5号 教 学 楼 文 法 楼拟 建 教 学 楼道 路 图1.1 总平面图示意图 1.5 建筑平面设计 建筑平面集中反映了建筑平面各组成部分的特征及相互关系，使用功 能的要求，是否经济合理。除此之外建筑平面与周围环境的关系，建筑是 否满足平面设计的要求，同时还不同程度的反应建筑空间艺术构思和结构 布置的关系。建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各个部分的组织关系。 在平面设计中，始终需要从建筑整体空间组合的效应来考虑，紧密联系建 筑剖面和建筑立面，分析剖面立面的可能性和合理性；也就是说，我们从 平面设计入手，但是要着眼于建筑空间的组合。 民用建筑的类型繁多，各类建筑房间的使用性质和组成类别也不同， 但从组成各部分的使用性质来分析，均可以归纳为以下两个组成部分，即 使用部分和交通联系部分。使用部分是指主要使用活动和辅助使用活动的 面积，即各类建筑物中的使用房间和辅助房间。交通联系部分是指建筑物 中各个房间之间、楼层之间和房间内外之间联系通行的面积，即各类建筑 物中的走廊、门厅、过道、楼梯、电梯等占的面积。建筑平面设计的任务 就是充分研究几个部分的特征和相互关系，以及平面与周围环境的关系， 在各种繁杂的关系中找出平面设计的规律，使建筑满足功能，技术，美观， 经济的要求。民用建筑的平面设计包括单个房间平面设计和平面组合设计。 本设计充分考虑功能分区，将建筑分成各自独立又相互联系的三个区， 8 各区交替依次分布，中轴线北侧因离学生宿舍以及其他教学楼较近，安排 为教学区，中轴线南侧离主干道较近，方便老师停放车辆，安排为办公区， 教学楼中间天井内部为多功能区。教学楼在进行建筑设计时同样必须满足 任何建筑物的建筑设计依据，具体内容如下： 使用功能 (1)人体尺度即人体活动所需的空间尺度，它是确定民用建筑内部各种 空间尺度的主要依据之一。 (2)设备尺寸和使用他们所需的必要空间，它是确定房间内部使用面积 的重要依据。 自然条件： (1)气象条件。它直接影响建筑体形的选择、建筑物的朝向、间距及屋 顶形式、屋面排水方案、屋面防水构造以及建筑处理等方面。 (2)地形、地址及地震烈度。基地地形、地质构成对建筑物的平面组合、 结构布置、建筑构造处理和建筑体型等都有明显的影响。按建筑抗震设 计规范 （gbj11-89）中有关规定及中国地震烈度区划图的规定，地 震烈度为 6 度、7 度、8 度、9 度地区均需进行抗震设计。 (3)水文。水文条件直接影响建筑物基础及地下室。 模数：建筑设计必须考虑模数的要求。 1.5.1 功能布局及分区 本次设计中，考虑到报告厅展厅等大空间的需求，因此将多功能教室， 报告厅，展厅，模拟法庭统一布置在多功能区，层高为两层。由于青岛的 自然条件，天气湿润气候潮湿，把书库和资料室布置在了顶层。其余各层 分别设普通教室和办公室，各层的背阴一侧设置卫生间和楼梯间。 在同一基地内教学与办公楼其它建筑共建,或建造以教学用房为主的综 合性建筑,应根据使用功能不同，做到分区明确、布局合理、互不干扰，但 考虑到师生之间的交流，设置时将办公区和教学区临近布置。 平面设计所设计的因素很多，如房间的特征及其相互关系，建筑材料， 施工技术、建筑造价、节约用地以及建筑造型等方面的问题。平面设计实 际上就是研究解决建筑功能、物质技术、经济及美观等问题。综合性教学 9 建筑应根据使用要求，结合场地面积、结构选型等情况按建筑模数选择开 间和进深，合理确定建筑平面，并为今后改造和灵活分隔创造条件。在本 建筑的平面设计过程中综合考虑了这些因素，如在房间分区是既要满足使 用功能的要求，使其相互独立，在同时工作时不相互干扰，但其之间的相 互联系又要有便利的交通线路。 1.5.2 房间形状、使用面积、尺寸的确定 在具体的设计中，房间的形状应从使用要求、结构形式与结构布置、 经济条件美观等方面综合考虑，选择合适的房间形状。对有特殊功能和视 听要求的房间，如：实验室，机房等，它们的形状则首先应满足这类建筑 的单个使用房间的功能要求。总之，房间形状的确定，不仅仅取决于功能、 结构和施工条件，也要考虑房间的空间艺术效果，使其形状有一定的变化， 具有独特的风格。在本设计中，这些有特殊要求的房间在满足使用要求的 前提下，都采用矩形。 本建筑房间采用矩形，其主要原因介绍如下： (1)矩形平面体型简单，墙体平直，便于设备的安排，使用上能充分； (2)利用室内有效面积，有较大灵活性； (3)结构布置简单，便于施工； (4)矩形平面便于统一开间、进深，有利于平面以及空间的组合。 一个房间使用面积基本包括：家具、设备所占的面积；人们使用家具、 设备所占活动面积；以及行走、交通所需的面积。 房间的开间和进深在初步确定房间的面积和形状之后进行，一般应综 合考虑以下几个方面： (1)满足设备布置及人们活动要求。 满足视听要求。教室、会议室、观众厅等为保证良好的视听条件，应 根据水平视角、视距、垂直视角的要求，充分研究座位的排列，确定适合 的房间尺寸。这些房间的视角、视距规范都有详细的规定，在进行设计时， 应根据具体的要求进行。如对教室而言：第一排座位距黑板的距离必须大 于等于 2.00 米，以保证垂直是交大于 45 度；为防止最后一排座位距黑板 太远，影响学生的视觉和听觉，后排距黑板的距离不宜大于 8.5 米；为避 10 免学生过于斜视而影响视力，水平视角（即前排边座与黑板远端的视线夹 角）应大于等于 30 度； (2)良好的天然采光。为满足此条要求，建筑结构采用框架结构，这样 可以设置较大的窗户有利于采光。首层的层高高于其上其他结构的高度， 因为首层的采光条件差，而且提高层高也给人一种开阔的视觉感觉。让人 感觉舒服； (3)符合建筑模数协调统一标准的要求； (4)充分利用框架结构的优越性，并考虑到柱网布置的要求； 综上，并结合桌椅布置、学生活动、教师办公要求，办公室平面尺寸 取为 4.2m6.3m，80 人教室平面尺寸取为 8.7m12.6m，47 人教室平面尺 寸取为 9.0m8.1m，8.4m7.8m 等尺寸。 1.5.3 门窗大小及位置的确定 房间门洞口的设置主要从方便交通联系方面来考虑，有时也兼采光和 通风，并考虑房间面积的有效利用，人流活动及交通疏散、建筑外观及经 济性等各个方面。在进行各用途房间的门洞口布置时参阅建筑设计防火 规范第五章民用建筑的有关规定进行。如本章第三节民用建筑 的安全疏散中规定如下：公共建筑合通廊式居住建筑安全出口的数目不应 少于 2 个，但符合下列要求的可设一个： 一个房间的面积不超过 60m2，且面积不超过 50 人时，可设一个门。 位于走道尽端的房间（托儿所、幼儿园除外）内由最远一点到门口的直线 距离不超过 14m，且人数不超过 80 人时，也可设一个向外开启的门，但 门的净宽不应小于 1.4m。当其建筑面积不大于 50m2 时，可设 1 个疏散出 口。 设有不少于 2 个疏散楼梯的一二级耐火等级的公共建筑如顶层局部升 高时，其高出部分的层数不超过两层，每层面积不超过 200 平米，人数之 和不超过 50 人时，可设一个楼梯，但应另设一个直通平屋面的安全出口 门窗。 据规范规定教室门洞口宽度不应小于 1m，高度不应小于 2m。在本建 筑中，教室门宽均为 1m，高为 2.1m；厕所门宽 1.2m，高为 2.1m，普通教 11 室、会议室、多功能大教室等人口较多的地方均设有两个门。对于有特殊 用途的房间门的数量和总宽度应按每 100 人 600mm 宽计算，并结合人流 通行方便分别设双扇外开门于通道外，且每扇门的宽度不应小于 1400mm。双扇门的宽度可为 12001800mm，四扇门的宽度可为 2400 3600mm。在本次设计中出入口的的门、大空间实验室、储藏室设两扇门， 其余均设单扇门。 对于公用房间如果面积超过 60m2，且容纳人数超过 50 人的建筑，确 保安全疏散，房间的门必须向外开。 窗口面积大小主要根据房间的使用要求、房间面积以及当地日照情况 等因素来考虑。设计时根据窗地面积比进行窗口面积的估算。 门窗位置的布置应满足以下要求： (1)门窗位置应尽量使墙面完整，便于设备布置和合理组织人行通道； (2)窗位置应有利于采光通风； (3)门的位置应方便交通利于疏散。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，高度取为 2400mm，教室及 办公室背阴一侧设置高窗，尺寸为 2400mm1200mm。 1.5.4 教学用房的具体要求 教学用房的平面，宜布置成外廊或单内廊的形式。 教学用房的平面组合应使功能分区明确、联系方便和有利于疏散。 前排边座的学生与黑板远端形成的水平视角不应小于 30。 教室第一排课桌前沿与黑板的水平距离不宜小于 2.0m；教室最后一排 课桌后沿与黑板的水平距离：小学不宜大于 8.0m，中学不宜大于 8.5m。 教室后部应设置不小于 0.6m 的横向走道。 普通教室应设置黑板、讲台、清洁柜、窗帘杆、银幕挂钩、广播喇叭 箱，挂衣钩、雨具存放处。教室的前后墙应各设置一组电源插座。 黑板设计应符合下列规定： (1)黑板尺寸：高度不应小于 1000mm，宽度：小学不宜小于 3600mm，中学不宜小于 4000mm。 12 (2)黑板下沿与讲台面的垂直距离：小学宜为 800900mm；中学宜为 10001100mm。 (3)黑板表面应采用耐磨和无光泽的材料。 讲台两端与黑板边缘的距离不应小于 200mm，宽度不应小于 650mm，高度宜为 200mm。 实验室是大学教学楼的一个重要组成部分，不同应用的实验室也是有 不同规定的。 物理、化学实验室可分边讲边试实验室、分组实验室及演示室三种类 型。生物实验室可分显微镜实验室、演示室及生物解剖实验室三种类型。 根据教学需要及学校的不同条件，这些类型的实验室可全设或兼用。 实验桌尺寸应符合下列规定： (1)双人单侧化学、物理、生物实验桌，每个学生所占的长度不宜小于 600mm；实验桌宽度不宜小 600mm； (2)四人双侧物理实验桌，每个学生所占的长度不宜小于 750mm；实 验桌宽度不宜小于 900mm； (3)岛式化学、生物实验桌每个学生所占的长度不宜小于 600mm；实 验桌宽度不宜小于 1250mm； (4)教师演示桌长不宜小于 2400mm，宽不宜小于 600mm。 实验室的室内布置应符合下列规定： (1)第一排实验桌的前沿与黑板的水平距离不应小于 2500mm，边座的 学生与黑板远端形成的水平视角不应小于 30； (2)最后一排实验桌的后沿距后墙不应小于 1200mm；与黑板的水平距 离不应大于 11.0m； (3)两实验桌间的净距离：双人单侧操作时，不应小于 600mm；四人 双侧操作时，不应小于 1300mm；超过四人双侧操作时，不应小于 1500mm； (4)中间纵向走道的净距离：双人单侧操作时，不应小于 600mm。四 人双侧操作时，不应小于 900mm； 13 (5)实验桌端部与墙面（或突出墙面的内壁柱及设备管道）的净距离， 均不应小于 550mm； 实验室设施的设置应符合下列规定： (1)实验室及其附属用房应根据功能的要求设置给水排水系统、通风管 道和各种电源插座； (2)实验室内应设置黑板、讲台、窗帘杆、银幕挂钩、挂镜线和“学习 园地”栏； (3)化学实验室、化学准备室及生物解剖实验室的地面应设地漏。 1.5.5 卫生间的设计 厕所对称的布置在背阴的一面，距最远的房间 13.5m，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。 详细的布置方案见建筑施工图。 1.5.6 交通联系部分的平面设计 楼梯设计： 在交通流线方面，根据位置的不同，设置主要楼梯一部（按四股人流 考虑，位于建筑物每层背阴侧中央） ，次要楼梯两部（按四股人流考虑， 对称布置在建筑背阴侧两端） ，并取每股人流在行走时的占地宽度为 0.55, 这样确定的主楼梯开间尺寸为 5.4m，每梯段净宽 2.49m 以此进行楼梯计算， 满足要求。 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，应满足使用方便和安全疏 散的要求，按规定民用建筑的安全疏散距离应符合下列要求： (1)直接通向公共走道的房间门至最近的外部出口或封闭楼梯间的距 离，应符合表 1.1 的要求； (2)房间的门至最近的非封闭楼梯间的距离，如房间位于两个楼梯间 之间时，应按表 1.1 减少 5.00m；如房间位于袋形走道或尽端时，应按表 1.1 减少 2.00m； 14 (3)建筑中的安全出口或疏散出口应分散布置。建筑中相邻2个安全出 表1.1 安全疏散距离统计表 房门至外部出口或封闭楼梯间的最大距离 m 位于两个外部出口或者楼梯 间之间的房间 位于袋形走道两侧或尽端 的房间 耐火等级 耐火等级 名称 一、二 级 三级 四级 一、二 级 三级 四级 托儿所、幼儿园 25 20 20 15 医院、疗养院 35 30 20 15 学校 35 30 22 20 其他民用建筑 40 35 25 22 20 15 注： 敞开式外廊建筑的房间门至外部出口或楼梯间的最大距离可按本表增 5.00m。 设有自动喷水灭火系统的建筑物，其安全疏散距离可按本表规定增加 25。 口或疏散出口最近边缘之间的水平距离不应小于 5.0m。疏散楼梯间在各层 的平面位置不应改变。 疏散用的楼梯间应符合下列要求： (1)防烟楼梯间前室和封闭楼梯间的内墙上，除在同层开设通向公共 走道的疏散门外，不应开设其他的房间门窗； (2)楼梯间及其前室内不应附设烧水间，可燃材料储藏室，非封闭的 电梯井，可燃气体管道，甲、乙、丙类液体管道等； 15 (3)楼梯间内宜有天然采光，并不应有影响疏散的凸出物； (4)在住宅内、可燃气体管道如必须局部水平穿过楼梯间时，应采取 可靠的保护设施。疏散楼梯间在各层的平面位置不应改变 注：电梯不能作为疏散用楼梯。 表1.2 首层疏散外门和走道的净宽(m) 走道净宽 高层建筑 每个外门的净宽 单面布房 双面布房 居住建筑 1.1 1.2 1.3 其它 1.2 1.3 1.4 表1.3 楼梯门和走道的净宽度指标（m/百人） 耐火等级 层数 一、二级 三级 四级 一、二层 0.65 0.75 1.00 三层 0.75 1.00 四层及以上 1.00 1.25 设计楼梯时，还应使其符合建筑设计防火规范 、 民用建筑设计通 则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。 需设防烟楼梯间的建筑，其室外楼梯可为辅助防烟楼梯，但其净宽不 应小于 900mm，倾斜度不应大于 45。栏杆扶手的高度不应小于 1100mm，其他建筑的室外疏散楼梯，其倾斜角可不大于 60，净宽可不 小于 800mm。 封闭楼梯间除应符合疏散用的楼梯间的规定外外，尚应符合下列规定： 16 (1)当不能天然采光和自然通风时，应按防烟楼梯间的要求设置； (2)楼梯间的首层可将走道和门厅等包括在楼梯间内，形成扩大的封 闭楼梯间，但应采用乙级防火门等措施与其它走道和房间隔开； (3)除楼梯间的门之外，楼梯间的内墙上不应开设其它门窗洞口； (4)人员密集的公共建筑设置封闭楼梯间时，通向楼梯间的门应采用 乙级防火门，并应向疏散方向开启；室外疏散楼梯和每层出口处平台，均 应采取非燃烧材料制作。平台的耐火极限不应低于 1h，楼梯段的耐火极限 应不低于 0.25h。在楼梯周围 2m 内的墙面上，除疏散门外，不应设其他门 窗洞口。疏散门不应正对楼梯； (5)楼梯段和平台均应采取不燃材料制作。平台的耐火极限不应低于 1.00h，楼梯段的耐火极限不应低于 0.25h； (6)通向室外楼梯的门宜采用乙级防火门，并应向室外开启； (7)除疏散门外，楼梯周围 2.0m 内的墙面上不应设置门窗洞口。疏散 门不应正对楼梯 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。 楼梯常见型式：板式楼梯、梁式楼梯。梁式楼梯梯段板较薄，可以节 省材料。梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板及平台梁组成。踏步板支承在 斜梁上，斜梁再支承在平台梁上。作用于楼梯上的荷载先由踏步板传给斜 梁，再由斜梁传至平台梁。当梯段板较长时，梁式楼梯较为经济，因而广 泛用于办公楼、教学楼等建筑中，但这种楼梯施工复杂，外观也显得比较 笨重。 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。 本设计选取现浇板式双跑楼梯。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 计算，并不 应少于两股人流。楼梯平台部位的 17 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。 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 2.50m，可让三人并行通过。 门厅设计： 门厅作为交通枢纽，其主要作用是接纳，分配人流，室内外空间过度 及各方面的交通衔接。同时，根据建筑的使用性质的不同门厅还兼有其他 功能。除此之外门厅作为建筑的主要出入口，其不同的饿空间处理可能体 现出不同的意境和形象。 门厅的大小根据教学楼的使用性质，规模及质量标准来确定。民用建 筑门厅面积设计参考指标为中小学校 0.06-0.08m2/人，大学最低取 0.08m2/ 人。在本次设计中门厅设计在建筑物底层正中央，面积约为 200 m2，能够 满足规范的要求。 1.6 立面设计 在进行立面设计时，要明确建筑立面是为了满足施工要求而按正投影 绘制的，分别为正立面、背立面、和侧立面，在每个立面的处理时考虑了 几个面的相互协调和乡邻面的衔接以取得统一。立面处理时在符合功能要 求和结构要求上，对建筑空间造型的进一步深化，因此建筑外形运用了建 筑物构件的直接效果，入口的重点处理以及少量装饰处理。 对于本建筑更是力求简洁、明朗、朴素、大方，避免了繁琐装饰。在 建筑的南立面入口处二至五层，采用通长的玻璃幕墙，其余采用竖向分隔 条装饰。 建筑立面是有很多部件组成的，这些部件包括门窗、墙柱、阳台、遮 阳板、雨篷、檐口、勒脚、花饰等。立面设计就是恰当的确定这些部件的 18 尺寸大小、比例关系以及材料色彩等。通过形的变换、面的虚实对比、线 的方向变化等，求得外形的统一与变化和内部空间与外形的协调统一。 立面的比例和尺度的处理是与建筑功能、材料性能和结构类型分不开 的，框架结构的建筑，柱距大，柱子断面尺度小，窗户可以开的宽大而明 亮，建筑立面常借助于门窗、细部等的尺度处理反映出建筑物的真实大小。 由于功能和构造上的需要，建筑外立面常出现一些凹凸部分，凸的部 分一般有阳台、雨篷、遮阳板、挑檐、凸柱、突出的楼梯间等。凹的部分 有凹廊、门洞等。通过凹凸关系的处理可以加强光影变化，增强建筑物的 体积感，丰富立面的效果， 因此，立面设计中应注意：立面比例尺度的处理，立面虚实与凹凸处 理，立面的线条处理，立面的色彩与质感处理，立面的重点和细部处理。 1.6.1 立面的虚实与凹凸 建筑立面中虚的部分是指窗、空廊、凹廊等，给人以轻巧、通透的感 觉，实得部分主要是指墙、柱、屋面、栏板等，给人以厚重封闭的感觉。 建筑外观的虚实关系主要是由功能和结构要求决定的，充分利用这两方面 的特点巧妙的处理虚实关系，可以获得轻巧、生动、坚实、有力的外观形 象。 本建筑的外观特点是以虚为主，虚多实少的处理方法。由于选用的是 框架结构所以可以使用较大面积的窗户，从而形成虚的部分占据大部分结 构。这种设计的特点是给人以轻巧、开朗的效果，更能体现文化娱乐建筑 的建设目标。这样的设计使用大面积的玻璃幕墙、宽大的门窗还能够提 供良好的采光效果。 1.6.2 立面的线条处理 任何线条本身具有一种特殊的表现力和多种造型的功能。本建筑物在 各楼层之间设计了一道隔线，不仅给人一种层次叠加的感觉而且能够使人 感觉到舒服与连续，宁静与亲切