教学楼毕业设计计算书.doc

山 东 科 技 大 学本科毕业设计说明书题 目 求是教学楼设计学 院 名 称 土木建筑学院 专业班级 土木工程2010级3班 学生姓名 学 号 指 导 教 师 2014年4月 设计理念教学楼是为人们学习提供最为良好环境的建筑。教学楼建筑设计同设计其他类型建筑一样有许多共同点，也有许多不同的特点和要求。随着时代的发展，办公楼的内容和形式都在不断发生变化。因此，我对教学楼的设计过程和设计方法进行了详细研究，经过一番思考，我认为本设计应该具有以下特点：（1）弹性。从设计、结构到服务功能都应做到开放性，以适应时空的变化。（2）紧凑性。教室以及其它辅助用房的空间布置要做到紧凑合理。（3）易接近性。从楼外到楼内，从入口到各个部门，要规划得合理，要设计一个良好的导引系统。（4）可扩展性。在未来扩展时可灵活延伸，将损失减小到低程度。（5）舒适性。在环境、通风、温湿度、光线等方面要柔和、协调，尽量借用外部的自然环境。（6）环境的稳定性。（7）安全性。建筑安全防护措施做到不仅满足规范要求而且更加人性化。（8）经济性。把建设和维护一座教学楼所需要的经费和人员控制在最低限度。在整个设计过程中，本着“安全，适用，经济，美观”的原则，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，完成了建筑设计这一环节，合理的选择框架，并为以后的结构设计做好铺垫。1.1设计资料1.1.1工程概况1、工程名称：求是教学楼 2、建设单位：山东科技大学3、建设场地：高校规模扩大，已有教学楼已不能满足日常教学的要求，拟建一综合教学楼，并设置必要的办公，生活和会议等辅助用房。学校位于风光秀丽的珠山脚下，东临前湾港海滨，环山依势而就。拟建建筑物要考虑与校区建筑风格相协调，同时突出自身的建筑特点，提倡新的创意。4、建设规模：建筑层数为四层，总建筑面积5572平方米，小、中、大教室、实验室、办公室、服务用房组成。其中有40人教室8间；60人教室16间；100人多功能教室2间；办公室7间，；以及其他辅助用房。5、结构类型：框架结构，主体结构4层，无地下室。1.1.2设计资料1.1.2.1气象条件 所建地为青岛市黄岛经济开发区，气候条件参考青岛市地区的气候，如下：1、温度：属温带季风气候，具有明显的海洋性气候特点，空气湿润，温度适中，年平均气温12.7。最热的八月份，平均气温25；最冷的一月份，平均气温1.3。最高气温高于30的天数，年平均为11.4天；最低气温低于-5的天数，年平均为22天。年平均无霜期251天，比相邻地区长一个月。2、空气相对湿度：青岛年平均相对湿度为70，其中，市区为71，各区市在6872之间。3、主导风向：年平均风速为5.2米/秒，以东南风为主导风向；基本风压值为0.5kN/m。4、基本雪压:年平均降雪日数只有10天。最大积雪深度190mm；基本雪压值为0.25kN/m。5、年降雨量：青岛市降雨量年平均值680.5mm，全年雨量集中在7、8月份，两个月的平均降雨量303.1mm，全年总降雨量的45。整个冬季平均降雨量34mm，12月份雨量最少，仅为9.8mm。6、青岛多年平均冻土深度为30mm，土壤最大冻结深度400mm。1.1.2.2工程地质条件1、拟建场区地形较平坦，地貌类型单一，虽存在软弱地层，但未发现其它不利于场地稳定性的不良地质现象。拟建场区场地稳定性良好，建筑适宜性良好。2、地下水对混凝土结构具弱腐蚀性;在长期浸水的条件下，对钢筋混凝土中钢筋具微腐蚀性;在干湿交替的条件下，对钢筋混凝土中钢筋具微腐蚀性。土对建筑材料具微腐蚀性。3、青岛开发区抗震设防烈度为7度，设计地震分组为一组，设计基本地震加速度值为0.05g，特征周期为0.35s；综合判定拟建场地类别为类。拟建场区为建筑抗震一般地段。1.1.2.3施工条件1、建设场地平坦，道路通畅，水、电就近可以接通，基本具备开工建设条件。2、工程以承包方式施工。拟参与投标的施工单位技术力量和机械化水平均较高。施工技术水平较高，机械设备力量雄厚，施工水平较高。3、材料供应条件：各种建筑材料货源充足，均可满足施工要求。4、建筑构配件及半成品供应条件：钢筋混凝土预制构件由构件厂供应；钢木门窗由建设单位负责加工定货，并按施工计划供应；大型钢筋及大批量钢筋由钢筋车间统一加工，现场设钢筋棚可进行小型零星钢筋加工。1.1.3设计要求1、总平面设计：合理布置建筑主、次入口；解决好人流、车流；尽可能考虑室外停车；满足建筑物防火间距及消防通道要求。2、平面设计：合理确定平面柱网尺寸；布置房间；确定楼梯数量、位置及形式；满足室内采光、通风要求。3、剖面设计：确定合理层高，给出楼面、屋面、墙身工程的做法。4、立面设计：建筑风格、造型简约为主，符合教学楼的气息。1.2总平面设计1.2.1设计要求总平面设计标示了拟建建筑建设用地范围、道路及建筑红线位置、用地及四邻有关地形、地物、周边市政道路的控制标高。明确拟建建筑工程的位置及室内外设计标高。场地道路、广场、停车位布置及地面雨水排水方向。总平面设计作为拟建建筑施工定位、土方施工以及做施工平面图的主要依据。总平面图布置，应满足以下要求：1、作为办公教学楼，选择环境适宜且安静的场地，为学习办公创造条件；2、学生集中上下课时，应确保人流畅通，不拥挤；3、注意日照及通风条件，建筑场地应尽可能使建筑获得良好朝向；4、预留活动、绿化场地；1.2.2设计内容1、拟建建筑与周围建筑的距离建筑物之间的距离主要应根据日照、通风等卫生条件与建筑防火安全要求来确定。对于大多数的民用建筑，日照是确定房屋间距的主要依据，但有的建筑由于所处的环境不同，以及使用功能要求不同，房间间距也不同，如教学楼间距要求应大于或等于2.5H，而最小间距不小于12m。本设计的建筑高度H=19.7m，所以，本建筑与图书馆之间的间距为h=2.5H=49.25m，近似取h=50m。2、拟建建筑的主入口、次入口根据建筑物的朝向和在学校的总体位置，其主要人流是由南面进入，由于所建结构东面是学校主楼，而南边是校园主道路，综合考虑安全因素，本设计将主要入口设在建筑南面，符合人性化安全设计概念，妥善组织人流疏通，避免拥挤。3、拟建建筑周围停车车位的设置在建筑规范中，对一般以停小型车为主的停车场有以下规定，车位尺寸多采用2.52.756的尺寸，而单车道回转车道宽度不小于3.5米，双车道不少于5米。本设计在南北两面设置两排停车位，停车位的尺寸设为2.7m6.0m，一共设停车位的数量有20个。4、消防通道的设置建筑设计防火规范（GB500162006）中规定：街区内的道路应考虑消防车的通行，其道路中心线间的距离不宜大于160m。当建筑物沿街道部分的长度大于150m或总长度大于220m时，应设置穿过建筑物的消防车道。当确实有困难时，应设置环形消防车道。消防车的长、宽、高是影响消防车道通行能力的一个决定性因素，一般消防车的长度均大于或接近10m，高度近4m，宽度近2.5m。所以本设计设置消防通道宽5m，环建筑设计。本工程总建筑面积为5572m，该建筑整体位于学校西北方位，东邻学校主楼，南邻图书馆，拟建场地位于主要的办公教学区域；学习氛围相对浓厚，位置优越；拟建建筑主入口朝南，建筑整体为坐北朝南，在建筑主体周围进行了绿化设计，使建筑与周围环境融为一体。从本建筑总平面图中可看出，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。结合该拟建场地较大，而实际拟建建筑面积较小的状况，在建筑周围可尽量多地布置绿地，并设置较大的宽阔场地，便于人流的分散和集中，合理的利用空间，使设计更趋近人性化的要求，总平面布置见图1-1。图1-1总平面布置图1.3建筑平面设计1.3.1建筑平面布置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。各种类型的民用建筑，从组合平面各部分面积的使用性质来分析，主要可归纳为使用部分和交通联系部分两大类：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。1.3.2功能分区本设计为教学楼，教学部分为建筑主体，同时也为教师提供教师休息室等休息和临时办公房间。为做好动静分区，考虑开间集中等因素，本设计将教师休息室放在中部南北向建筑区。即保证了学生的上课质量，又使老师的办公不受噪声的干扰。依据“主出入口迎合主要人流，避免人流混杂”的原则，综合考虑学生的流动，在教学办公楼的三个方向都设有出入口。其中门厅处为主要出入口，其余次之。本设计采用走廊式组合，将教学区、办公区、实验区有机结合。保证了良好的采光通风条件。1.3.3房间的布置1.3.3.1主要房间的布置1、房间形状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、美观大方等方面综合要求，选择合适的房间形状。本设计房间主要采用矩形，主要原因有：（1）矩形平面体型简单，墙体平直，便于设备的安排，使用上能充分利用室内有效面积，有较大灵活性；（2）结构布置简单，便于施工；（3）矩形平面便于统一开间、进深，有利于平面以及空间的组合；2、房间尺寸的确定房间的开间和进深在初步确定房间的形状之后进行，一般应综合考虑以下几个方面：（1）满足设备布置及人们的活动要求；（2）满足视听要求； （3）良好的天然采光；（4）经济合理的结构布置；（5）符合建筑模数协调统一标准的要求。对于不同功能的房间，其尺寸是不同的，确定方法也不相同。根据房间的容纳人数及面积定额就可以得出房间的总面积。部分民用建筑房间面积定额参考指标见表1-1。表1-1 部分民用建筑房间面积定额参考指标类型房间名称面积定额（m2/人、备注中小学普通教室11.39小学取下限办公楼一般办公室3.5不包括走道会议室0.5无会议桌2.3有会议桌教室平面尺寸的确定取决于黑板及课桌椅的排列与布置，其布置原则如下：（1）为防止第一排座位距黑板太近，垂直视角太小，第一排座位距黑板的距离必须不小于2000mm，以保证垂直视角大于45；（2）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8500mm；（3）为避免学生过于斜视而影响视力，水平视角应不小于30；（4）教室后部应设置不小于600mm的横向走道。根据上述原则，首先确定柱网尺寸，根据课桌椅排距，同时为保证所需最小尺寸及符合模数的要求，小教室开间尺寸定为8.4m，大教室定为12.6；进深尺寸统一定为7.2m。教师办公室的平面布置宜有利于备课及教学活动，并且应尽量与教学区分开，避免动静分区不明确，造成干扰。每个教师的使用面积不宜小于3.5m2。本设计根据以上规范要求，设计各房间尺寸、面积见表1-2。表1-2房间尺寸、面积的布置房间类型房间尺寸（m）房间面积（mm2）数量（间）40人教室6.3m7.2m45.36860人教室7.8m10.2m77.7616100人多功能教室10.8m15.3m165.242门厅6m6.3m37.81个人办公室3.6m6.3m22.684综合办公室7.2m6.3m45.3653、门的布置房间门的作用是供人出入和各方间的交通联系，有时也兼采光和通风。根据建筑设计防火规范有关规定：第5.3.1 公共建筑和商场建筑安全出口的数目不应少于2个。在公共建筑和通廊式居住建筑中，当房间使用人数超过50人，或者面积超过60m时，至少需设两个门。民用建筑的疏散门还有有以下要求：建筑中的疏散走道、安全出口、疏散楼梯以及房间疏散门的各自总宽度应经计算确定。安全出口、房间疏散门的净宽度不应小于0.9m，疏散走道和疏散楼梯的净宽度不应小于1.1m。本设计各教室均采用两个门，办公室采用一个门。门的数量与总宽度按照每100人600mm宽计算，40人、60人教室采用两个单扇门，其宽度采用1000mm；100人多功能大教室采用两个双扇门，其宽度采用1500mm；个人办公室采用一个单扇门，其宽度采用1000mm；综合办公室采用两个单扇门，其宽度采用1000mm。4、窗的布置门窗位置的确定应满足以下要求：（1）门窗位置尽量使墙面完整，便于家具设备布置和合理组织人行通道；（2）门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。教室设计为避免窗扇开启时占用室内空间，大多数的窗采用推拉式；办公室设计为使走廊平整，大多数门采用内开式。为获得良好的天然采光，保证房间足够的照度值，房间必须开窗。窗口面积大小主要根据房间的使用要求、房间面积、及当地日照情况等因素来考虑。设计时可根据窗地面积比（窗洞口面积之和与房间地面面积比、进行窗口面积的估算。其具体步骤为：（1）查窗地面积比，查得普通教室、办公室为1/6，厕所为1/10；（2）根据房间面积计算窗洞口面积；（3）确定洞口尺寸（考虑模数的要求、。根据上述步骤，窗的计算面积见表1-3。1.3.3.2辅助房间的布置1、教室休息室根据每层教师上课人数所需要的基本休息及活动空间，其进深尺寸一般与相邻房间相同，教师休息室的使用面积不小于12m2。表1-3 窗的计算面积房间种类房间面积窗地面积比窗户面积窗的尺寸窗的数量实际面积40人教室45.361/610.081.82.127.5660人教室77.761/615.121.82.1311.34100人教室165.241/626.8832.1425.2个人办公室22.681/65.041.82.113.782、卫生间卫生间包括厕所和盥洗间两部分，厕所与盥洗间应分开设置，设前室或有遮挡措施，其面积及尺寸的确定，应根据所需卫生器具的数量及平面布置，按如下原则考虑：（1）卫生器具数量的确定。女生厕所按每30人设一个大便器，男生厕所则按每60人设一个大便器及一个小便器；男女卫生间均按每100人设一个洗手盆；（2）卫生器具的平面布置。各大便器之间应设置隔断，其高度为1.5m1.8m；隔间尺寸：设外开门厕所0.9m1.2m。单厕所隔间至对面墙面的净距离及单间厕所隔间至对面小便器或槽外沿的净距离大于1.5m，第一具洗脸盆水龙头与墙面净距不应小于0.55m，并列洗脸盆水龙头中心距不应小于0.7m，双侧并列洗脸盆水龙头中心距不应小于1.8m；厕所均应设置污水池和地漏，应采用水冲式厕所，并应设置排气管道。1.3.4交通联系部分的布置1、门厅门厅是教学楼的主要出入口，是联系走道、楼梯，接纳及疏导人流的交通枢纽，门厅应处于总平面中明显而突出的位置，一般应面向主干道，使人流出入方便，且门厅对外出口的宽度按防火规范的要求，不得小于通向该门厅的走道、楼梯宽度的总和。外门的开启方向一般宜向外或采用弹簧门。其面积根据出入学生人数确定，一般为0.060.08 m2/人，其开间及进深尺寸根据所需面积及相邻房间尺寸进行调整确定。本设计采用外开启的外门，满足规范要求。2、走廊走廊是水平交通空间，它联系着各个房间，其宽度应考虑人流通行、安全疏散和空间感受，其净宽度：内廊不应小于2100mm，外廊不应小1800mm，且根据所要求耐火等级及疏散要求，其净宽度不应小于1.00m/100人，两者取大值。外廊栏杆（或栏板、的高度，不应低于1100mm。本设计疏散人数为1500人，计算其净宽为1500mm，按内廊不应小于2000mm要求，设计走廊净宽为2500mm。3、楼梯间楼梯是用于联系上下层空间及人流疏散的，其数量、形式、宽度、长度及坡度的确定，决定了楼梯间的使用面积和平面尺寸，其确定原则如下：楼梯数量应根据疏散要求确定，一般情况下应设置两部楼梯。楼梯净段宽度应满足方便及安全疏散要求，其最小宽度不应小于1.10m，一般每股人流所需宽度不应小于700mm，至少应考虑两股人流，且总宽度按疏散人数最多的一层人数计算，不应小于1.00m100人，两者取大值。梯段的净宽度大于3000mm时宜设中间扶手。楼梯总踏步数根据楼梯层高及踏步高度确定，踏步高度一般取150mm。楼梯段长度根据楼梯踏步数及踏步宽度确定，踏步宽度不得小于260mm，一般取300mm。每段楼梯的踏步不得多于18级，并不应小于3级。按上述原则确定的楼梯踏步应满足楼梯坡度的要求，不应大于30。楼梯休息平台的净宽度不应小于相应的梯段净宽度，楼梯井的宽度不应大于200mm。室内楼梯栏杆（或栏板）的高度不应小于900mm。室外楼梯及水平栏杆（或栏板）的高度不应小于1100mm。楼梯不应采用易于攀登的花格栏杆。本设计每个楼梯间所承担的疏散人群的人数为250人，按照每100人至少1m的宽度计算，楼梯间的宽度为2.5m，本设计采用楼梯宽度为3.96m，满足规范要求。踏步宽度取290mm，踏步高度取175mm。1.3.5防火措施保证人们安全对教学楼建筑具有十分重要的意义。教学楼建筑具有众多引发重大火灾的潜在危险因素，诸如：办公家具、窗帘、课桌椅等易燃物品，众多的发热量大的灯具，复杂的电气设备和线路等等。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1-2的要求。表1-2 安全防火距离名称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一、二三级四级一、二三级四级学校353022202、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1-2减少5.00m；如房间位于袋形走道或尽端时，应按表1-2减少2.00m。楼梯间的首层应设置直接对外的出口，当层数不超过四层时，可将对外出口设置在离楼梯间不超过15m处。3、不论采用何种形式的楼梯间，房间内最远一点到房门的距离，不应超过表1-3中规定的袋形走道两侧或尽端的房间从房门到外部出口或楼梯间的最大距离。1.4建筑立面设计体型和立面设计着重研究建筑物的体量大小、体型组合、立面及细部处理等。在满足使用功能和经济合理性的前提下，运用不同的材料、结构形式、装饰细部、构图方法等创造出预想的意境，从而不同程度地给人以庄严、挺拔、明朗、轻快、简洁、朴素、大方、亲切的印象，加上建筑物体型庞大、与人们的目光接触频繁，因此具有独特的表现力和感染力。钢筋混凝土框架结构由于墙体仅起围护作用，这就给空间处理赋予了较大的灵活性。框架结构的立面开窗较自由，即可形成大面积独立窗，也可形成带形窗，甚至底层可以全部取消窗间墙而形成全部通透的形式。框架结构具有简洁、明快、轻巧的外部形象。随着现代新结构、新材料、新技术的发展，给建筑外形设计提供了更大的灵活性和多样性。特别是各种空间结构的大量运用，更加丰富了建筑的外观形象，使建筑造型千姿百态。1.4.1立面设计的基本要求建筑本身就是构成城市空间和环境的重要因素，它不可避免地受到城市规划、基地环境的某些制约，另外，任何建筑都必须坐落在一定的基地环境之中，要处理的协调统一，与环境融合一体，就必须和环境保持密切的联系。所以建筑基地的地形、地质、气候、方位、朝向、形状、大小、绿化以及与原有建筑物的关系等，都对建筑外部形象有极大的影响。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部体型和立面反映了内部空间的特征，但不能认为体型和立面设计只是内部空间的最后加工，是建筑设计完成后的最后处理，而应予平、剖面设计同时进行，并贯穿于整个设计的始终。建筑立面是由许多部件组成的，这些部件包括门窗、阳台、雨篷、勒脚等。立面设计就是恰当的确定这些部件的尺寸大小、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，以求得外形的统一与变化和内部空间与外形的协调统一。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，玻璃推拉门分散布置，与玻璃幕墙相衬，给人以庄重、大方的感觉，再加上入口处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。对房屋外部形象的设计要求，有以下几个方面：1、反映建筑功能要求和建筑类型的特征；2、结合材料性能、结构构造和施工技术的特点进行；3、掌握建筑标准和相应的经济指标；4、适应基地环境和建筑规划的群体布置；5、符合建筑造型和立面构图的一些规律。1.4.2立面设计的主要形式1、立面的虚实与凸凹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。该拟建建筑采用虚实结合、凸凹有致的立面形式，给人以与大自然融合的感觉。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。建筑立面中的外露柱子又形成了自然的垂直线，给人一种挺拔、高耸、向上的感觉。3、立面的色彩与质感建筑外形色彩设计包括大面积墙面的基调色的选择和墙面上不同色彩的构图等两方面。设计中应注意以下几点：（1）色彩处理必须和谐统一且富有变化，在用色上可采用大面积基调色为主，局部运用其他色彩相配合使用从而突出重点。如本设计中基调色为砖红色瓷砖饰面，而在砖红色瓷砖饰面中间点缀灰色不规则瓷砖饰面，富有一种凌乱美。（2）色彩的运用必须与建筑物性质相一致。由于色彩在人们心理上有不同的反应。因此选择色彩应考虑建筑物的性质，适当体现建筑物的性格。本教学办公建筑采用砖红色基调，富有深厚的文化底蕴，并增强建筑物朴素、庄严的气氛。（3）色彩的运用必须注意与环境的密切协调。1.4.3立面设计的主要做法由于材料的质感不同也会给人不同的感觉，因此在不同的立面部分设计不同的建筑材料，外墙用砖红色瓷砖装饰，大厅柱子用灰浆抹灰装饰。建筑立面图见图1-2。图1-2 建筑立面及做法1.5建筑剖面设计剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合与利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。它与平面设计是两个不同的方面反映建筑物内部空间的关系。平面设计着重解决内部空间的水平方向上的问题，而剖面设计主要研究竖向空间的处理，两个方面同样都涉及到建筑的使用功能、技术经济条件、周围环境等问题。房间的剖面形状主要是根据使用要求和特点来确定，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术构想考虑，使之既满足使用又能达到一定的艺术效果。1.5.1剖面设计基本要求剖面设计本着矩形剖面简单、规整、便于竖向空间的组合，容易获得简洁而完整的体型，结构简单，方便施工的原则进行。即使有特殊要求的房间在尽可能满足使用要求的前提下，也优先考虑矩形剖面房间层高的确定，首先要满足人体活动及家具设备的要求，为此房间的净高必须大于2.2m；其次房间的高度要有利于天然采光和自然通风；第三，房间高度受结构高度及其布置的影响；第四，要考虑建筑经济效果，层高是影响建筑造价的一个重要因素，第五，空间比例关系应给人适宜的空间感受。建筑剖面的组合形式，主要由建筑物中各类房间的高度和剖面形状、房屋的使用要求和结构布置特点等因素决定的。剖面设计中房间的形状除应满足使用要求以外，还应考虑结构类型、材料及施工的影响，长方形的剖面形状规整、简洁、有利于梁板式结构布置，同时施工也比较简单。即使有特殊要求的房间，在能满足使用要求的前提下，也宜优先考虑采用矩形剖面。1.5.1.1房间的剖面形状房间的剖面形状主要是根据使用要求和特点来确定，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术构想考虑，使之既满足使用又能达到一定的艺术效果。建筑剖面图见图1-3。 图1-3 建筑剖面图1.5.1.2房间的层高房间的剖面设计，首先需要确定房间的净高和层高。房间的净高使之楼地面到结构层（梁、柱）地面或顶棚下表面之间的距离。层高是指该层楼地面到上一层楼面之间的距离。房间的高度恰当与否，直接影响到房间的使用、经济以及室内空间的艺术效果，在通常情况下，房间高度的确定主要考虑以下几个方面：1、人体活动的要求房间的净高与人体活动尺度有很大的关系。为保证人们的正常活动，一般情况下，室内最小净高应使人举手不接触到顶棚为宜。为此房间净高应不低于2.2m。不同类型的房间，由于使用人数不同、房间面积大小不同，对房间的净高要求也不同。办公室使用人数少、面积不大，有无特殊要求，故净高较低，常取2.8-3.0m,但不应小于2.4m；教室使用人数多，面积相应增大，净高宜高一些，一般常取3.30-3.60m；公共建筑的门厅是接纳、分配人流及联系各部分的交通枢纽，也是人们活动的集散地，人流较多，高度可较其它房间适当提高。2、采光、通风要求房间的高度应有利于天然采光和自然通风，以保证房间必要的生活及卫生条件。当房间允许两侧开窗时，房间的净高不小于总深度的1/4。房间的通风要求，室内进出风口在剖面上的高低位置，也对房间的净高有一定的影响。除此以外，容纳人数较多的公共建筑，应考虑房间的正常气容量，保证必要的卫生条件。本设计进深为7.2m，层高为4.2m，净高为3.8m，满足房间的净高不小于深度的1/4的要求。3、结构高度及其布置方式的影响在相同净高的情况下，结构布置不同，房屋的层高也相应不同。在房间的剖面设计中，梁、板等结构构件的厚度，墙、柱等构件的稳定性，以及空间结构的形状、高度对剖面设计都有一定影响。例如预制梁板的搭接，由于梁底下凸较多，楼板层结构厚度较大，相应房间的使用空间降低，如改用花篮梁的梁板搭接方式，楼板结构层的厚度减小，在层高不变的情况下，提高了房间的使用空间。坡屋顶具有较大的结构空间，在不做顶棚时，可将坡屋顶山尖部分作为房屋空间高度的一部分。与平屋顶相比，此时屋顶所在层的层高便可定得低一些。空间结构的高度和剖面形状是多种多样的，可以结合实际用途和要求确定高度。4、建筑经济效果层高是影响建筑造价的一个重要因素。因此，在满足使用要求和卫生要求的前提下，适当降低层高可相应减小房屋的间距，节约用地，减轻房屋自重，改善结构受力情况，节约材料。5、室内空间比例按照上述要求合理地确定房间高度的同时，还应注意房间的高宽比例给人以适宜的空间感觉。一般说来，面积大的房间高度要高一些，面积小的房间则可适当降低。根据教学楼的功能及使用要求，本设计确定为五层，局部四层，房间各部分的高度包括：室内外地面高差、房间净高、窗台高度、黑板及讲台高度、门的高度及层高。1、室内外地面高差的确定为防止室外雨水流入室内、墙身受潮及室内潮气太大，建筑物底层地面应高出室外地面至少0.15m，同时，考虑建筑物可能产生的沉降及其整体效果，本设计室内外高差设为0.45m。2、房间净高的确定本设计不考虑吊顶，则房间的净高为地面至楼地板底面之间的垂直高度，房间的净高根据房间的功能不应低于下列数值：教室3.40m，教师休息室、办公室、门厅、休息厅3.1m，卫生间2.8m。本设计采用净高：教室、卫生间、门厅、办公室均取3.6m.3、窗台、黑板、讲台及门高度的确定窗台高度不宜低于800mm，并不应高于1000mm，考虑布置在窗台底下的散热器尺寸，一般取900mm，但楼梯间的窗户位置受结构梁及休息平台的限制，一般位于结构梁上；门的高度不应小于2100mm。本设计采用窗台高度900mm，窗户高度取2100mm，门的高度取2400mm。4、层高的确定本设计首层教室层高为4.20m，其余为3.6m。1.5.2楼梯的设计1.5.2.1楼梯的设计要求楼梯在剖面中的位置，是和楼梯在建筑平面中的位置以及建筑平面的组合关系密切联系在一起的，它作为建筑空间竖向联系的主要部件，其位置应明显，起到提示引导人流的作用，并要充分考虑其造型美观，人流通行顺畅，行走舒适，结合坚固，防火安全，同时还应满足施工和经济条件的要求。因此，需要合理的选择楼梯的形式、坡度、材料、构造做法，精心的处理好其细部构造。需要指出的是，为减少疲劳，梯段的踏步步数一般不宜超过18级，但也不宜少于3级，因为步数太少不易为人们察觉，容易摔倒。本设计中为考虑人流通行顺畅，内墙选择与柱齐。1.5.2.2楼梯尺寸1、踏步尺寸楼梯的坡度在实际应用中均有踏步高宽比决定。踏步的高宽比需根据人流行走的舒适、安全和楼梯间的尺度、面积等因素进行综合权衡。常用的坡度为1：2左右。踏步的高度，成人以150左右较适宜，不应高于175。踏步的宽度（水平投影宽度、以300左右为宜，不应窄于260。该教学办公楼的楼梯踏步的高度取为150，踏步的宽度取为300。能够满足规定，该设计较为合理。楼梯踏步的踏步高和踏步宽尺寸一般根据经验数据确定，见表1-3。表1-3 踏步常用高度尺寸名称住宅幼儿园商场医院剧院、会堂踏步高h（）150175120150140160120150120150踏步宽b（）2603002602802803403003503003502、梯段尺度梯段尺度分为梯段宽度和梯段长度。梯段宽度应根据紧急疏散时要求通过的人流股数多少确定。每股人流按500-600宽度考虑。同时，需满足各类建筑设计规范中对梯段宽度的限定，如住宅1100，公共建筑1300等。梯段长度（L、则是每一梯段的水平长度，其值为L=b(N-1)，其中b为踏面水平投影步宽，N为梯段踢面数。3、平台宽度平台宽度分为中间平台宽度D1和楼梯平台宽度D2，对于平行和折行多跑等类型楼梯，其转向后的中间平台宽度应不小于梯段宽度，以保证通行与梯段同股数人流。同时应便于家具搬运，医院建筑还应保证担架在平台处能转向通行，其中间平台宽度应1800。对于直行多跑楼梯，其中间平台宽度可等于梯段宽，或者1000。4、梯井宽度其宽度以60-200为宜。本教学楼选择100mm.5、楼梯尺寸计算（1）根据层高H和初选步高h定每层踢面数N,N=H/h。N以偶数为宜，当其为奇数或非整数时，可调整步高h；（2）根据步数N和初选步宽b决定梯段水平投影长度L，L=（0.5N-1、b；（3）确定是否设梯井C；（4）根据楼梯间净宽A和梯井宽C确定梯段宽度a，a=(A-C)/2，同时检查其是否满足紧急疏散时人流股数要求；（5）根据初选中间平台宽D1（D1a、和楼梯平台宽D2（D2a、以及L检验楼梯间进深井长度B， D1+L+D2=B。不满足时再对各值进行调整，直至满足要求。6、栏杆扶手尺寸一般不小于900，供儿童使用的楼梯应在500-600高度增设扶手。7、楼梯净空高度楼梯各部位的净空高度应保证人流通行，一般要求不小于2000，梯段范围内净空高度宜大于2200。根据上述规定，本设计采取：楼梯间的宽度为5.16m，层高为4.2m，取踏步高度150mm，踏步宽度300mm，故可以计算得：梯段总踏步数为28个，梯段长度为3900mm；取梯井宽度为100mm，所以，梯段宽度为1885mm，取平台板宽2400mm。1.6细部构造设计1.6.1散水房屋四周可采取散水或明沟排除雨水。当屋面为有组织排水时一般设明沟或暗沟，也可设散水。屋面为无组织排水时一般设散水，但应加滴水砖带。散水的做法通常是在素土夯实上铺三合土、混凝土等材料，厚度6070mm，散水应设不小于3的排水坡。散水宽度一般0.61.0m。本设计采用600mm的散水宽度，在素土夯实上铺70mm厚的C10混凝土，其上在抹15mm厚的水泥砂浆。1.6.2变形缝由于温度变化、地基不均匀和地震因素的影响，使建筑物发生裂缝或破坏。故在设计时应考虑变形缝的设计，变形缝包括温度伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。三缝的设计原则为：尽量不设，设尽量三缝合一，防震缝最宽。1、沉降缝设置原则：要满足建筑物各部分在垂直方向的自由沉降变形，故应将建筑物从基础到顶面全部剖断开。沉降缝的宽度随地基情况和建筑物的高度不同而定，见表1-4。表1-4随地基情况和建筑物的高度不同沉降缝的宽度地基情况建筑物高度沉降缝宽度（mm、一般地基H5mH=510mH=1015m305070软弱地基23层45层5层以上508080120120湿陷性黄土地基30702、防震缝设置原则：近年来国内一些高层建筑一般通过调整平面形状和尺寸，并在构造上以及施工时采取些措施，尽可能不设伸缩缝、沉降缝和防震缝。不过，遇到下列情况，还应设置防震缝，将整个建筑划分成若干个简单的独立单元：（1）平面形状、局部尺寸或者立面形状不符合规范的有关规定，而又未在计算和构造上采取相应措施时；（2）房屋长度超过表1-5规定伸缩逢最大间距，又无条件采用特殊措施而必须设置伸缩缝时；（3）地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降量（包括地震时的沉陷、相差过大，必须设置沉降缝时；（4）房屋各部分的质量或结构抗侧移刚度大小悬殊时。表1-5 伸缩缝的最大间距 结构体系施工方法最大间距（m）框架结构现浇55剪力墙结构现浇45注：框架剪立墙的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值；当屋面无保温或隔热措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工外露时间较长时，伸缩缝间距适当减小；位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间距宜适当减少。对于钢筋混凝土结构房屋的防震缝最小宽度，一般情况下，应符合抗震规范所作的如下规定：框架房屋，当高度不超过15m时，可采用70mm；当超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每增高5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm；框架抗震墙房屋的防震缝宽度，可采用第条数值的70，抗震墙房屋可采用第条数值的50,且均不宜小于70mm。3、伸缩缝设置原则为防止建筑构件因温度变化、热胀冷缩使房屋出现裂缝或破坏，在沿建筑物长度方向相隔一定距离预留垂直缝隙。这种因温度变化而设置的缝叫做温度缝或伸缩缝。结构设计规范对砖石墙体伸缩缝的最大间距有相应的规定，一般为50-70mm。伸缩缝是从基础顶面开始，将墙体、楼板、屋顶全部构件断开，因为基础埋于地下，受温度影响较小，因此不必断开。经上述规定，本建筑的变形缝缝宽取100mm。1.6.3勒脚构造勒脚是外墙的墙角，它和内墙角一样，受到土壤中水分的侵蚀，应做相同的防潮层。同时，它还受地表水、机械力等的影响，所以要求墙脚更加坚固耐久和防潮。另外，勒脚的做法、高矮、色彩等应结合建筑造型，选用耐久性高的材料或防水性能好的外墙饰面。本建筑设计采用的构造做法：勒脚表面抹灰：采用20厚1:3水泥砂浆抹面，1:2水泥白石子浆水刷石抹面，部分采用大理石贴面。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平时要同时设置水平防潮层和垂直防潮层。防潮层的位置：当室内地面垫层为混凝土等密实材料时，防潮层的位置应设在垫层范围内，低于室内地坪60mm处，同时还应至少高于室外地面150mm，防止雨水溅湿墙面。当室内地面垫层为透水材料时，水平防潮层的位置平齐或高于室内地面60mm处。墙身水平防潮层的做法常用的有以下三种：(1) 防水砂浆防潮层，采用1:2水泥砂浆加3%5%防水剂，厚度为2025mm或防水砂浆砌三皮砖做防潮层。此种做法构造简单，但砂浆开裂或不饱满时影响防潮效果。(2) 细石混凝土防潮层，采用60mm厚的细石混凝土带，内配三根6钢筋，其防潮性能好。(3) 油毡防潮层，先抹20mm厚水泥砂浆找平层，上铺一毡二油，此种做法防水效果好，但有油毡隔离，消弱了砖墙整体性，不应在刚度要求高或地震区采用。本设计采用第三种方法，设油毡防潮层。1.6.4楼、地面楼地板的设计应满足建筑的使用、结构、施工以及经济等多方面的要求：1、具有足够的强度和刚度；2、满足隔声、防火、热工等方面的要求；3、满足建筑经济要求。卫生间楼地面、小便槽面层应采用不吸水、不吸污、耐腐蚀、易于清洗的材料，一般用防滑地砖楼地面，其沟槽、管道穿楼板及接墙面处应严密防水、防渗漏，其标高应略低于走道标高，一般低于走道地面20mm，并应有不小于5的坡度坡向地漏；其于房间楼地面应满足平整、耐磨、不起尘、防滑、易于清洁的要求，且选用热工性能好的材料，一般采用现浇水磨石楼地面。1.6.4.1屋面做法表1-6 屋面的做法做法厚度（mm、1:3水泥砂浆保护层30二毡三油屋面防水层冷底子油两道结合层51：2水泥砂浆找平层201：8水泥珍珠岩找坡层20聚苯乙烯保温层60现浇钢筋混凝土楼板100板底抹灰201.6.4.2楼面做法表1-6 楼地面的做法做法厚度（mm、瓷砖楼面（10mm面砖，20mm水泥砂浆）30现浇钢筋混凝土楼板100板底抹灰101.6.4.3墙身做法蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，M5混合砂浆砌筑内墙：两侧20mm抹灰外墙：内侧20mm抹灰，外侧砖红色瓷砖贴面1.6.5女儿墙女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构建，如果没有适当的放水措施，雨水就有可能顺着女儿墙渗入室内，女儿墙的外饰面材料也有可能因此而破坏。防止女儿墙渗水的办法主要是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层，或是防水层铺过女儿墙。女儿墙对屋面防水和抗震是不利的，因此在没有必要做女儿墙的地方，如为了安全和美观确有需要时，应充分做好防水和抗震措施。本设计女儿墙取高900mm。女儿墙与屋面交接处采用卷材防水泛水构造。防止雨水渗入室内。1.6.6门、窗 门和窗是房屋的重要组成部分。门的主要功能是交通联系，窗主要供采光和通风用，他们均属于建筑的维护构件。根据教室的使用功能，选用平开门。平开门构造简单，开启灵活，加工制作简便，易于维修，是建筑中常见、使用最广泛的门。教学楼主出入口采用弹簧门。弹簧门使用方便，美观大方。为避免人流相撞，门扇或门扇上部镶嵌玻璃。窗采用铝合金推拉窗。2 结构设计2.1 设计资料工程概况：建筑总高为15m，共4层。首层高度为4.2m,其余层高为3.6m。主要风向：冬天为西北风，夏季为东南风。基本风压：0.5kN/m2。基本雪压：最大积雪厚度为180mm，基本雪压0.25 kN/m2。地震基本烈度：7度，设计地震分组为一组，场地类别为II类。2.2 结构布置及计算简图的确定2.2.1 选择承重方案该建筑为教学楼，房间布局较为整齐规则，且教学楼不需要考虑太大空间布置，所以采用横向框架承重方案，本设计选取中型教室区域一榀框架计算，框架采用三柱两跨不等跨的形式，柱网布置详见建筑平面图。2.2.2 截面尺寸估算(1) 柱截面尺寸的确定框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值按下列公式计算： 2-1 2-2N：柱组合的轴力设计值；：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2； F：按简支状态计算的柱的负载面积；：折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取12-15kN/m2；：验算截面以上楼层层数；：柱截面面积；：混泥土轴心抗压强度设计值；：框架柱轴压比限值，此处可近似取，即对