许昌卫生职业中等专业学校教学楼 土木工程专业毕业设计.doc

第 1 页 共 101 页 郑州华信学院本科毕业设计任务书 院系： 建筑工程学院 专业： 土木工程 班级： 08 土木工程 5 班 学号： 0803110541 姓名： 指导教师： 一一 、毕业设计题目 许昌卫生职业中等专业学校教学楼 二、毕业设计工作内容与基本要求（目标、任务、途径、方法，应掌握的原始 资料（数据） 、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等） （一）毕业设计目标： 在老师的指导下，运用所学的基础知识和专业知识，通过独立完成住宅楼 项目的设计任务，全面综合地解决建筑工程设计中遇到的各方面的问题，以达 到初步了解与掌握一个建筑工程师实际工作的内容和设计工作的基本步骤和方 法。熟悉常用规范，各种表格和标准设计图集。提高绘制施工图的技能、正确 清晰地表达施工图的构造和意图。 （二）毕业设计任务、途径、方法、应掌握的原始资料（数据） 、参考资料 以及设计要求等； 第一部分：调研收集资料 1通过对已建的住宅楼的参观调研，了解：（1）教学楼的平面形状、单 元组成、功能分区；（2）入口的安排及周围道路、建筑的关系；（3）主门厅 的功能，楼梯在门厅中的位置及人流组织，门厅大小、空间高度及艺术处理； （4）教学楼房间的开间、进深尺寸，与其它房间的关系和处理；（5）外墙与 柱子的关系、定位轴线；（6）卫生间的一般设计要求；（7）在平面上其它功 能（如消防、配电等设施）的布置；（8）建筑物的立面色彩处理、室内外装修 及所采用的新材料、新技术；（9）立面的表现对建筑物的影响；（10）檐口形 式、屋面排水组织形式及设计；（11）剖面空间组合、净空高度和层高的确定， 室内外高差等。 2通过对在建的建筑物进行调研参观及查看设计阶段的施工图纸，了解： （1）一般教学楼，可采用哪几种结构形式，各有何优缺点； （2）阶梯教室或大空间房间的结构布置与设计； （3）框架结构的形式有哪几种，各有何优缺点，在实际设计中应根据什么 第 2 页 共 101 页 条件选择框架的结构形式；（4）基础有哪些形式，在实际设计中应如何选择基 础的形式，基础的配筋及构造；（5）结构构件的连接，框架节点处理；（6） 楼梯形式及做法；（7）变形缝的形式、做法及处理；（8）框-架结构内力计算 可采用哪几种方法，有何简化假定，在实际设计中如何考虑房屋侧移计算； （9）如何写建筑设计和结构设计说明；（10）一套完整的结构施工图有哪些图 纸组成，它们是怎样编排的，主要图纸绘制时要达到什么深度；（11）施工方 法对结构设计有哪些影响和要求。 3访问有经验的设计工程师，了解建筑常用的计算方法与电算程序等。 第二部分：建筑设计 1题目及要求 （1）工程名称：许昌卫生职业中等专业学校教学楼 （2）工程地点：许昌县 （3）面积与层数：总建筑面积 5500m2左右：层数 5 层。 （4）结构形式：框架结构 （5）功能要求：建筑布置主要有由门厅、教室、卫生间等组成。 （6）建筑设备 1）采用集中供暖； （7）建筑标准 1）建筑等级级； 2）防火等级地下级地上级； 3）采光等级级。 2水文、地质、气象条件 （1）所用水文、气象资料详见建筑设计资料集（第二版） ； （2）土壤冻结深度：0.4m； （3）场地地质情况、地下水位、抗震设防烈度：详结构设计部分。 3严格遵守国家现行建筑设计规范 4成果要求 根据任务书要求进行该工程的方案和施工图设计，以施工图设计为主。 （1）方案设计 1）总平面布置，安排主入口、道路、消防车道及停车场组织，绿化和景 第 3 页 共 101 页 点组织等； 2）铅笔草绘主要平面、立面及剖面，标注主要尺寸，比例不小于 1：200，图幅不限。 （2）施工图设计 最好计算机绘制，若手绘时要求用专门绘图笔，达到施工图深度，具体要 求如下： 1）底层平面图 2）标准层平面图 3）顶层平面图 4）屋面排水组织设计图（自选） 5）正立面、背立面图各一个，必要时画出侧立面图。 6）剖面图（要求剖到楼梯） 7）详图 23 个，墙身剖面图，包括檐口详图，楼梯平面图等 8）门窗表，并简要说明主要的建筑构造用料做法，如地面、楼面、内墙、 顶棚、外墙、屋面、散水、台阶、坡道等； 9）建筑设计说明书：简要的建筑设计说明，如建筑性质、设计依据、建 筑概况、建筑高程、总建筑面积、总使用面积、使用面积系数 k 值、建筑类别、 耐火等级、抗震设防烈度、墙体材料及厚度、玻璃厚度及颜色、门窗材料及颜 色等。其它需说明的内容如方案的特点、设计构思、疏散组织、平面组合、建 筑造型处理等。 10）图纸规格与数量：2#及 2#加长图自定，图纸至少 7 张。图例表示均 按建筑制图标准制图，要求线型分明，字体工整（采用用仿宋字） 。 5主要参考资料与文献 （1） 建筑构造 ；（2） 房屋建筑学 ；（3） 建筑制图标准 ；（4） 房 屋建筑制图统一标准 ；（5） 高层民用建筑设计防火规范 ；（6） 建筑设计 资料集第二版；（7） 中南地区通用建筑设计标准图集 ；（8） 教学建筑设 计规范 ；（9） 民用建筑设计通则 ；（10）其它有关的法规、条例等； （11）土木工程毕业设计指南。 第三部分：结构设计 1设计基础资料 第 4 页 共 101 页 （1）所用水文、气象资料详见建筑设计资料集（第二版） ； （2）土壤冻结深度：0.4m； （3）场地地质资料：建设场地地处黄河泛平原区，地貌单元属黄河冲积平 原，地势平坦，地面标高 110m 左右，由西南向东北微倾。场地范围内各层土 质构成见附表。 （4）地下水位：勘察期间，在勘探深度 15.60m 以内未见到地下水，由于 地下水位埋藏较深设计和施工中可不考虑其影响。 （5）抗震设防烈度：7 度。 2结构方案的选择 在建筑方案的基础上，根据用途、高度、抗震设防烈度选择结构方案。 （1）确定结构承重体系（框架结构、框-剪结构、混合结构） 。 （2）确定结构施工方案（现浇式、装配式、装配整体式） 。 （3）确定柱网尺寸，进行梁、板、墙等结构平面布置（包含变形缝的划分） 。 （4）根据地质资料及上部结构形式，确定基础形式、埋深。 （5）进行初步估算，确定结构构件尺寸。 3结构计算，每人选一榀框剪计算 （1）确定框架计算简图。 （2）荷载计算：注意传力正确，防止少算和漏算。 （3）竖向荷载作用下的内力分析与计算。 （4）风荷载作用下的内力分析与计算。 （5）地震作用计算。 （6）荷载组合与内力组合。 （7）截面设计（配筋计算） 、节点区设计及构造设计。 （8）电算分析内力并与手算结果对比。 （9）地基与基础的设计和计算。 （10）自选构件的设计和计算：包括楼梯、雨蓬、井式楼盖等。 4绘制施工图 （1）基础平面布置图及配筋图 （2）框架柱配筋图（平法表示） 第 5 页 共 101 页 （3）结构平面布置及板配筋图（标准层） （4）标准层框架梁配筋图（平法表示） （5）自选构件施工图，如楼梯等。 图纸数量：图纸规格与数量：2#或 2#加长图，图纸至少 5 张。按照建筑 结构制图标准 （gb/t 501052001）用计算机或手工绘制，手工绘制时要求用 专门绘图笔。 5整理设计说明和计算书 （1）内容包括：结构方案选择的依据、结构布置说明，结构设计的全过程， 包括计算单元、计算简图、荷载计算、内力计算、内力组合、截面设计及基础、 楼梯等自选构件的设计计算等。 （2）要求：内容完整，条理分明，计算准确，图示清楚，字迹工整，装订 整齐。一律用钢笔书写或计算机打印，计算书要有前言和目录等。 6参考资料与文献 （1）教材：结构力学 、 钢筋混凝土结构 、 土力学地基与基础 、 多 层与高层结构设计 、 建筑结构抗震设计及建筑制图等； （2）各类制图标准、规范：建筑结构制图标准、建筑结构荷载规范、混凝 土结构设计规范、砌体结构设计规范、建筑地基基础设计规范、建筑抗震设计 规范、高层建筑混凝土结构技术规程等； （3）设计手册：工民建专业毕业设计手册 、 建筑结构静力计算手册 、 建筑结构设计综合手册 、 混凝土结构构造手册等； （4）建筑构件通用图集及中南地区通用建筑标准设计图集。 第 6 页 共 101 页 第四部分：毕业答辩 1答辩准备： （1）校对图纸并修改。 （2）设计成果： a2 或 a2 加长施工图 12 张以上、毕业设计说明书 1 份。 2答辩内容：设计应用知识及大学所学课程内容，以设计应用知识为主。 毕业设计（论文）时间：2012 年 2 月 14 日至 2012 年 5 月 25 日 计 划 答 辩 时 间： 2012 年 5 月 28 日 专业（教研室）审批意见： 审批人（签字）： 第 7 页 共 101 页 郑州华信学院毕业设计开题报告表 设计题目许昌卫生职业中等专业学校教学楼 课题来源 社会生产实 践 课题性质工程设计指导教师 学生姓名 专 业土木工程学 号0803110541 第 8 页 共 101 页 一、调研资料的准备一、调研资料的准备 本建筑物为许昌卫生职业中等专业学校教学楼，总建筑面积 5590m2；层数 5 层, 整体采用框架结构。框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系 的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用 结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍 珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。 调研资料如下： 1 房屋建筑学（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，2006. 2 现行建筑设计规范大全.北京：中国建筑工业出版社，2005. 3 gb 50009-2001，建筑结构荷载规范.北京：中国建筑工业出版社，2006 年. 4 gb 50011-2010，建筑抗震设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2010 年. 5 gb 50007-2002，建筑地基处理规程.北京：中国建筑工业出版社，2005 年. 6 建筑结构设计规范应用图解手册.北京：中国建筑工业出版社 2006 年. 7 土木工程专业毕业设计指导书.合肥：合肥工业大学出版社 2008 年. 8 框架结构设计.北京：中国建筑工业出版社，2011. 二、设计的目的与任务二、设计的目的与任务 毕业设计作为大学结束时间的一个实践环节，有着其不可替代的地位所在，它的 重要性和必要性将会很明显的体现在将来的实际工作当中，它是大学阶段一个尤为重 要的环节，是对我们大学期间所学知识的一次综合性和系统性的运用，要求我们做到 知识的系统化、实际化，做到理论联系实际。 对本课题的研究将分为毕业实习、建筑设计、结构设计、毕业设计整理四个方面。 毕业实习阶段，收集必要的设计原始资料，做好设计前的调查研究工作，参考同类型 设计的文字及图纸资料。学习有关的国家法规及规范。 运用所学的基础知识和专业知识，全面综合地解决建筑工程设计中遇到的各方面 的问题，以达到初步了解与掌握一个建筑工程师实际工作的内容和设计工作的基本步 骤和方法。熟悉常用规范，各种表格和标准设计图集。提高绘制施工图的技能、正确 清晰地表达施工图的构造和意图。 在设计中认真贯彻“适用、安全、经济、美观”的原则，在深入研究建筑物的特 点、发展趋势、内外环境、结构类型的基础上，精心地进行建筑施工图设计。运用建 第 9 页 共 101 页 筑规律，结合平面、剖面的空间组合，进行建筑立面设计。注意与结构设计相协调。 三、设计的思路与预期成果三、设计的思路与预期成果 设计思路设计思路 依据毕业设计任务书，在熟悉设计要求的基础之上，对已学过的建筑工程技术 制图与识图房屋建筑学等、做全面而系统的复习并且查阅有关住宅建筑的图集 标准，对教学楼教室、卫生间、楼梯规范标准进行了解，并在施工现场进行实地考察 学习。在经过全面系统的考察和查阅资料、规范、法律法规后，开始设计。 预计成果预计成果 预期成果应包括文献综述（不少于 3000 字） 、文献翻译（不少于 3000 字） 、设计 说明书与图纸 4 部分内容。毕业设计说明书应包括与设计有关的阐述说明及计算，要 求内容完整、计算准确、简洁明了、文字通顺、书写工整、装订整齐；字数应不少于 8000 字，包括目录、前言、正文、参考文献及附录等。图纸应包括建筑设计图与结构 设计图，图面应布局合理、正确清晰、符合制图标准及有关规定，主要图纸应基本达 到施工图深度；图纸数量一般为 12 张（按 a2 号图计） ，比例一般为 1：1001：200，详图可采用 1：1050。建筑图应包括设计说明、门窗表、建筑平 面图（首层、标准层与顶层） ；立面图、剖面图（见楼梯） 、楼梯平面及剖面图；节点 构造详图等内容。结构图应包括框架、梁、柱、板配筋图、楼梯平面及配筋图、节点 详图等内容。 四、任务完成的阶段内容及时间安排四、任务完成的阶段内容及时间安排 1第八学期 1-2 周 毕业实习，完成毕业设计工作调研； 2第八学期 3-4 周 毕业实习，完成毕业设计开题报告； 3第八学期 5-8 周 毕业实习、完成建筑的初步设计方案； 4第八学期 9 周 完成建筑施工图绘制； 5第八学期 10-13 周 进行结构计算，完成结构计算及结构施工图绘制； 6. 第八学期 14 周 完成设计说明； 7. 第八学期 15 周 完成文献综述，外文文献翻译，整理毕业设计材料，准备 答辩。 第 10 页 共 101 页 五、完成设计所具备的条件因素：五、完成设计所具备的条件因素： 用到的相关书籍、资料、规范、法律法规，包括建筑和结构，根据老师提供的资 料在网上查询，做设计时查看应用。自己查询外部资料，学习应用，运用 autocad、 天正建筑、pkpm 等建筑软件，加上老师对软件应用的指导，保证毕业设计的顺利进行。 指导老师签名： 日期： 第 11 页 共 101 页 兰州交通大学博文学院 毕业设计（论文） 院（系）名称土木工程 专业名称土木工程 学号20091937 学生姓名徐杰 指导教师李敬元 2013 年 5 月 10 日 目 录 第 1 章 绪论 .14 第 12 页 共 101 页 1.1 建筑地点.15 1.2 建筑类型.15 1.3 建筑介绍.15 1.4 门窗使用.15 1.5 地质条件.15 第 2 章 建筑设计说明 .16 2.1 平面设计.16 2.2 剖面设计.18 2.3 立面设计.18 2.4 抗震设计.19 2.5 楼梯的设计.20 2.6 关于防火的设计.21 2.7 基础工程设计.21 2.8 构造和建筑设计措施.22 第 3 章 结构设计说明 .28 3.1 结构体系选型.28 3.2 其它结构选型.28 第 4 章 结构设计计算 .29 4.1 初估板、梁、柱的截面尺寸.29 4.2 荷载计算（均采用标准值）.31 4.3 内力计算.41 4.4 内力组合 54 第 5 章 截面设计 .60 5.1 框架梁.60 5.2 框架柱.64 5.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算.72 第 6 章 楼梯设计 .75 6.1 设计参数.75 6.2 楼梯板计算.75 第 13 页 共 101 页 6.3 平台板计算.76 6.4 平台梁计算.77 结 论 .79 致 谢 .80 参考资料 .81 第 14 页 共 101 页 许昌卫生职业中等专业学校教学楼设计许昌卫生职业中等专业学校教学楼设计 摘要 本毕业设计题目是许昌卫生职业中等专业学校教学楼设计，该办公楼的总 建筑面积大约是 5590 平方米，共五层，建筑高度为 18.9 米。本建筑采用钢筋 混凝土全现浇框架结构体系。基础采用独立基础。 本设计说明书中包括设计说明和设计计算书。其中计算书部分选取一品框 架进行手算，配合电算进行校核。 设计说明的主要内容分为建筑说明和结构说明。建筑注重平面、立面和剖 面的统一结合，以及和结构部分的联系，还有主要构件的施工做法。结构部分 包括构件尺寸的初步确定、框架的计算简图、荷载计算、框架横向侧移计算、 框架在水平及竖向荷载作用下的内力计算分析和计算、内力组合、截面设计及 地基基础的设计等。 图纸包括二十张，其中建筑图九张，结构图十一张。 其中就行一品框架计算时，可用电算进行校核。电算步骤为：先用 pmcad 软件进行结构平面布置，检查平面数据，输入次梁楼板，输入荷载数 据，形成 pk 文件，画结构平面图，然后使用 pk 进行框架计算；最后用相关软 件进行框架的空间结构计算，输出框架梁柱配筋梁，柱配筋图及内力计算结果。 关键词：毕业设计，框架结构，独立基础，内力组合 第 15 页 共 101 页 structure design of xuchang health occupation secondary specialized school abstract the theme of this graduation design is structure design of xuchang health occupation secondary specialized school, college of education building the total building area is about 5590 and the total height is18.9. it consists of 5 stories. the building is a frame building made by reinforced concrete. foundation use independent foundation. the design manual including design description and design calculation. calculation of the book in which some selected goods framework of a hand count, checked with the icc. general description of the main design for the building instructions and description of the structure. construction focus plane, elevation and profile of the unified integration and linkages and structural parts, as well as the main component of construction practices. structural elements, including component size is initially set, the framework of the calculation diagram, load calculation, calculation of the framework of horizontal lateral, horizontal and vertical load frame under the force calculation and calculation of internal force composition, cross section design and foundation design. there are 20 drawings, of which 9 building plans, with eleven chart. one on-line calculation of a product frame can be checked electricity operator. there are three steps in the course of automated counting, first, make a model of the building by pmcad; second, count the typical frame by pk; last, count the whole 第 16 页 共 101 页 space frame and put out the drawing that you wanted by related software. key words: graduation design, frame structure, load combinations, section 第 17 页 共 101 页 第 1 章 绪论 1.11.1 建筑地点建筑地点 河南省许昌市许昌市卫生职业中等专业学校。 1.21.2 建筑类型建筑类型 五层教学楼，框架加气混凝土填充墙结构。 1.31.3 建筑介绍建筑介绍 本教学楼建筑面积约 5590 平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框 架结构，主梁取 l1:300mm700mm，l2:300mm600mm，柱取 500mm500mm， 楼板厚度取 100mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。教学楼主要有普 通教室、阶梯教室、办公室等。 1.41.4 门窗使用门窗使用 大门采用钢门，其它为木门，门洞尺寸为: m0821:800mm2100mm, m1521:1500mm2100mm, m1821:1800mm2100mm,m2132:2100mm3150mm 窗采用塑钢玻璃窗，洞口尺寸: c1215:1200mm1500mm,c1815:1800mm1500mm 1.51.5 地质条件地质条件 建设场地地处黄河泛平原区，地貌单元属黄河冲积平原，地势平坦，地 面标高 110m 左右，由西南向东北微倾。勘察期间，在勘探深度 15.60m 以内 未见到地下水，由于地下水位 埋藏较深设计和施工中可不考虑其影响。土壤 冻结深度 0.4m，抗震设防烈度为 7 度。 第 18 页 共 101 页 第 2 章 建筑设计说明 建筑设计是整个工程设计中的主导和先行，需要在总体规划的前提下根据 设计任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、材料设备、建筑经济及艺 术等问题，合理解决建筑物内部使用功能和使用空间的安排，建筑物与周围环 境、外部条件的协调配合，内部外部的艺术效果，细部的构造方案等问题。然 后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。另，要使建筑物做到适用、安全、经济、美 观。 单体建筑是总体规划中的组成部分，单体建筑应符合总体规划提出的要求。 建筑物的设计要充分考虑和周围环境的关系。建筑物是社会的物质和文化财富， 它在满足使用要求的同时，还要考虑人们对建筑物在美观方面的要求，考虑建 筑物所赋予人们在精神上的感受。 此次设计的材料工程教学楼采用框架结构，框架结构是一种由梁和柱以刚 接或铰接相连接成承重体系的房屋建筑结构。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，现浇楼面也作为梁共同工作。框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作 用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间。 框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构 成承载结构。框架结构可形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。框架结构 按施工方法的不同，又可分为：一，梁、板、柱全部在现场浇筑的现浇框架； 二，楼板预制，梁、柱现场浇筑的现浇框架；三，梁、板预制，柱现场浇筑的 半装配式框架；四，梁、板、柱全部预制的全装配式框架等。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，可以采用装配式结构 也可以采用现浇式结构。 2.12.1 平面设计平面设计 第 19 页 共 101 页 建筑平面集中反映各组成部分的功能特性和相互关系，及建筑与周围环境 的关系。另外，建筑平面还不同程度的反映了建筑的造型艺术及结构布置特征 等。是在平面设计中，我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建 筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复 深入。平面、剖面和立面设计三者是紧密联系又相互制约。 从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交 通联系部分两类。 2.1.12.1.1 使用部分平面设计使用部分平面设计 建筑平面中各个主要使用房间和辅助房间，是建筑平面组合的基本单元。 本设计在使用平面设计中充分考虑了以下几点：注意了房间的面积、形状和尺 寸满足室内使用活动和设备合理布置的要求；门窗的大小和位置考虑了房间的 出入方便，疏散安全，采风通风良好；房间的构成注意使结构布置合理，施工 方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料应符合相应的建筑标准；室内空 间，以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，应考虑人们的使用和审美要求。 现代教学建筑空间设计越来越注重空间使用的灵活性与适用性，以通用化、 模块化、标准化为特征的建筑单元设计成为满足不同教学模式的有效手段。将 教学楼按适用空间进行分类划分，通过单元模块化集成空间组织的方式，实现 建筑从单元到整体的过程，每层设置大、中、小三种不同的教学单元，通过对 大小不同的教学单元的使用效果和设计参数，确定合理的单元柱网布局。 对于辅助房间的平面设计，通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少， 先确定所需设备的个数，根据计算所得的设备数量，考虑在整幢建筑中辅助房 间的分布情况，最后在建筑平面组合中，根据整幢房屋的使用要求适当调整并 确定这些辅助房间的面积、平面形式和尺寸。 2.1.22.1.2 交通联系部分设计交通联系部分设计 交通联系部分是把各个房间以及室内交通合理协调起来，同时又要考虑到 使用房间和辅助房间的用途，减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分，是各 个楼层疏散的必经之路，同时又要考虑到建筑防火要求，本教学楼采用板式双 跑楼梯，在整栋楼中设置三部。 本设计中交通联系部分设计能满足下列要求：交通线路简捷明确，联系通 第 20 页 共 101 页 行方便；人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的通风采光要求；力求节 省交通面积，同时考虑空间组合等设计问题。 2.1.32.1.3 平面组合设计平面组合设计 本建筑为框架结构，墙体为填充墙，只起维护分隔作用，承重结构与围护 结构分工明确。框架结构本身并不形成空间，只为形成空间提供一个骨架。这 就给自由灵活的分隔空间创造了十分有利的条件。框架结构对建筑平面组合限 制较少，各部分空间的大小和平面布置可按功能特点作不同的处理。但各空间 的形式和平面尺寸应尽量与柱网的排列形式和尺寸协调。 作为一个教学楼，需要良好的采光和通风条件，考虑到高峰期的人流疏散 问题，以及教师工作至教室的来回方便路线，本设计充分考虑到这些问题进行 了合理的平面组合。 2.22.2 剖面设计剖面设计 建筑剖面设计主要是根据功能和使用方面对立体空间的要求，结合建筑结 构和构造特点，来确定房间各部分高度和空间比例；考虑垂直方向空间的组合 和利用；选择适当的剖面形式；进行垂直交通和采光、通风等方面的设计，使 建筑物立体空间关系符合功能、艺术和技术、经济的要求。建筑平面与剖面是 从两个不同的方向来表示建筑各部分的组合关系，因此，设计中的一些问题往 往需要将平面和立面结合在一起考虑，才能加以解决。 综合教室、办公室和大厅等的层高要求，本工程层高定为 3.9m。室内光线 的强弱和照度是否均匀，不仅与窗在平面中的宽度和位置有关，而且还与窗在 剖面中的高低有关。房间内光线的照射深度主要取决于侧窗的高度，侧窗上沿 越高，光线的照射深度越远，进深较大的房间，为避免室内远离窗口处的照度 过低，应适当提高窗上沿的高度。垂直交通包括三内部楼梯。门的高度根据人 体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。 2.32.3 立面设计立面设计 建筑立面设计是根据建筑物的性质和内容，结合材料、结构、周围环境特 第 21 页 共 101 页 点以及艺术表现要求，综合地考虑建筑物内部的空间形象、外部的体形组合、 立面构图以及材料质感、色彩的处理等等，使建筑物的形式与内容统一，创造 良好的建筑艺术形象，以满足人们的审美要求。 建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构 成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件， 以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面 中这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设 计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。 建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关 系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各 个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先 应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相 邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安 排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理6。 完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也 有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面 来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。 2.42.4 抗震设计抗震设计 建筑抗震设计规范规定，抗震设防烈度为 6 度及以上地区的建筑，必 须进行抗震设计。许昌地区抗震设防烈度为 7 度，必须进行抗震设防。 建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类 别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙 类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑；丙类建筑应属 于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的 抗震设防类别为丙类。丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设 防的要求。丙类建筑的抗震等级应按表 6.1.2 确定，本设计属于框架结构，7 度 设防，高度小于 30m，所以为三级框架。 防震逢的最小宽度应符合下列要求： 第 22 页 共 101 页 （1）框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过 15m 时可采用 70mm；超 过 15m 时，6 度、7 度、8 度和 9 相应每增加高度 5m、4m、3m 和 2m，宜增加 宽度 20mm。 （2）防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低 房屋高度确定。 2.52.5 楼梯的设计楼梯的设计 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。直跑楼梯 具有方向单一，贯通空间的特点，双分平行楼梯和双分转角楼梯则是均衡对称 的形式，典雅庄重。双跑楼梯、三跑楼梯一般用于不对称的平面布局，既可用 于主要楼梯，也可用在次要部位作为辅助性质的楼梯。人流疏散量大的建筑常 采用交叉楼梯和剪刀楼梯的形式，不仅有利于人流疏散，还可达到有效利用空 间的效果。其它形式的楼梯，如：弧形梯、螺旋楼梯、旋转式、曲线式的使用， 可以增加建筑空间的轻松活泼的感觉。 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）8。 计算踏步高度和宽度的一般公式： mmsgr6002 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） 第 23 页 共 101 页 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：本工程中采用两部双跑楼梯和一部两跑三段式主楼梯。 2.62.6 关于防火的设计关于防火的设计 玻璃幕墙的要求： 玻璃幕墙的窗间墙、窗槛墙等填充墙的材料应用非燃烧材料。如外墙面采 用耐火极限不低于 1 小时的非燃烧体时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。 无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙，应在每层楼板外沿设置不低于 80cm 的实体群 墙或在玻璃幕墙内侧每层设自动喷水保护，其喷头间距不宜大于 2m。 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。 2.72.7 基础工程设计基础工程设计 根据现行建筑地基基础设计规范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。 第 24 页 共 101 页 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9。 （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： （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 500mm，室内外 高差为 450mm，则底层柱高=4200+450+500=5150mm 2.82.8 构造和建筑设计措施构造和建筑设计措施 建筑构造设计必须满足以下几点： （1）必须满足建筑使用功能要求。由于建筑物使用性质和所处条件、环境 的不同，则对建筑构造设计有不同的要求。为满足使用功能要求需要，在构造 设计时，必须综合有关技术知识，进行合理的设计，以便选择、确定最经济合 理的构造方案 第 25 页 共 101 页 （2）必须有利于结构安全。建筑物除根据荷载大小、结构的要求确定构件 的必须尺度外，对一些零部件的设计都必须在构造上采取必要的措施，以确保 建筑物在使用时的安全。 （3）必须讲求建筑经济的综合效益。在构造设计中，应该注意整体建筑物 的经济效益问题，即要注意降低建筑造价，减少材料的能源消耗；又要有利于 降低经常运行、维修和管理的费用，考虑其综合的经济效益。另外，在提倡节 约、降低造价的同时，还必须保证工程质量，绝不可为了追求效益而偷工减料， 粗制滥造。 （4）必须注意美观。构造方案的处理还要考虑其造型、尺度、质感、色彩 等艺术和美观问题。如有不当往往会影响建筑物的整体设计的效果。 总之，在构造设计中，要全面考虑坚固适用，技术先进，经济合理，美观 大方。 2.8.12.8.1 墙体墙体 墙体依其在房屋所处位置的不同，有内墙和外墙之分。按布置方向又可以 分为纵横墙，按受力方式分为承重墙和非承重墙。根据墙体所处位置和功能的 不同，设计时应满足下列要求：一、具有足够的强度和稳定性，墙体的强度与 所用材料有关。墙体的稳定性通常可通过增加墙体厚度、增设墙垛、壁柱、圈 梁等方法；二、具有必要的保温、隔热等方面的性能；三、应满足防火要求， 做为墙体材料及墙身厚度，都应满足防火规范中相应燃烧性能和耐火极限所规 定的要求。如划分防火区域、防止火灾蔓延，须设置防火墙等；四、应满足隔 声要求，作为房间围护构件的墙体，必须具有足够隔声能力，以符合有关隔声 标准的要求。此外还应考虑防潮、防水以及经济等方面的要求10。 2.8.22.8.2 基础基础 基础是建筑面地以下的承重构件，是建筑的下部结构，其作用是扩散上部 结构的荷载，减小应力强度，最终将荷载传给地基。基础和地基具有不可分割 的关系，但又是不同的概念，基础是建筑物与土层直接接触的部分，它承受建 筑物的全部荷载，并把他们传给地基，基础是建筑物的一个组成部分，而地基 是基础下面的土层，承受由基础传来的整个建筑物的荷载。地基不是建筑物的 第 26 页 共 101 页 组成部分。 地基分两种：一是天然土层具有足够的承载能力，不需人工处理就能承受 建筑物全部荷载的叫天然地基。一是当上部荷载叫大或土层承载能力叫弱，缺 乏足够的坚固性和稳定性，必须经人工处理后才能承受建筑物全部荷载的叫人 工地基。 基础要求坚固、稳定，并能抵抗冰冻和地下水的侵蚀。基础的大小取决于 荷重的大小、土壤的性质、材料的性能以及承重的方式。本工程采用柱下条形 基础，该类基础在其纵、横两个方向均产生变曲变形，故在两个方向的截面内 场存在剪力和弯短，柱下条形基础纵向的剪力与弯短一般则由基础梁承担，基 础梁的纵向内力通常可采用简化法（直线分布法）或弹性地基梁法计算。 2.8.32.8.3 楼地层楼地层 楼地层是建筑物水平方向的承重构件，并对墙身起着水平支撑作用，增强 房屋的刚度和整体性。又是建筑物分隔水平空间的构件，分为楼板层和地面层。 楼板层将楼面荷载传至墙柱及基础，并对墙体起水平支撑作用。楼板层包括面 层、结构层、天花三部分，要求刚性好、坚固、耐磨、隔声、防火。楼板层根 据结构层的主要用料分为钢筋混凝土楼层、木楼层、钢楼层和砖楼层四类；地 面层主要由基层和面层组成。基层可直接做在地基上。当地面太低、太潮或填 土要求过高时，也可做成架空式的。面层是直接承受各种荷载、摩擦、冲击的 表面层，有整体式地面、铺贴地面、木地面以及砖地面和灰渣地面等等。由于 地面层贴近土壤，因此要求防潮、防腐，此外还应注意保温、耐磨、不易起灰、 并有一定弹性等等要求。 2.8.42.8.4 屋顶屋顶 屋顶是房屋最上层覆盖的外围护结构，其主要功能是用以抵御自然界的风 霜雨雪、太阳辐