毕业设计(论文)-华文文理综合教学楼建筑设计及计算书

山东科技大学毕业设计（论文）摘要2本综合教学楼共5层，层高3.9m，建筑总高度19.5米。建筑面积约14118m。采用钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度，场地类别Ⅱ类，抗震等级为三级。耐火等级为两级。整个设计包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计部分，根据建筑物的特性和要求先确定建筑物的外形。根据功能分区和流线布置划分房间。根据设防烈度以及抗震等级来确定建筑的结构形式，然后对建筑进行柱网布置。最后对建筑进行细部的处理，从而使建筑物达到“适用、安全、经济、美观”的要求；绘制建筑平面图、剖面图、立面图，细部详图和总平面图。结构设计部分，首先根据建筑设计、工艺使用要求、材料供应情况以及场地地质条件等确定结构布置方案，然后选取一榀典型框架进行设计计算。在明确计算简图的前提下，进一步确定框架承受的荷载，包括恒载、屋（楼）面活载，在此基础上进行框架内力计算（采用D值法计算风荷载和地震荷载作用下的内力，采用弯矩二次分配法计算竖向荷载作用下的内力）、内力组合、梁、柱和基础等构件的配筋计算以及水平荷载作用下的侧移验算选取最安全的结果计算配筋并绘图；并进行地基设计。此外还进行了结构方案中的楼梯的设计。完成了踏步板，梯段斜梁，平台板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。在上述工作的基础上，采用制图软件AutoCAD2007和天正绘图软件绘制了建筑施工图和结构施工图。关键词：钢筋混凝土框架结构；教学楼；建筑设计；结构设计。1山东科技大学毕业设计（论文）AbstractThecomprehensiveteachingbuildinghas5floors,floorhigh3.9meters2buildingatotalheightof19.5meters,.thebuildingareaofabout14118m.withreinforcedconcreteframestructure,seismicgrade3,seismicfortificationintensityis7degrees,thewholedesignincludingarchitecturedesignandstructuredesigntwoparts.Architecturaldesignpart,accordingtothecharacteristicsofbuildingsandaskedtodeterminetheshapeofthebuildings,fortificationintensityandseismicgradetodeterminethestructureofbuildings,thentocolumngridlayout,buildinggoodcolumngridlayoutforthesizeoftheroomisdecoratedafter,andthenaccordingtothefunctionalpartitionroomdivision,finallytodetailofthebuilding,sothatthebuildingsreach"applicable,security,economic,beautiful".Structuredesignpart,firstlyaccordingtothearchitecturaldesign,process,materialssupplyandrequirementsfortheuseofthesitegeologicalconditionsdeterminethelayoutofthestructure,andthenselectsapintypicalframeworkdesign.Intheexplicitcalculationdiagramunderthepremise,furtherdeterminingtheframeunderload,includingdeadload,liveloadhouse(floor)surface,onthebasisofcalculationofinternalforcesofframe(theDvaluemethodtocalculatethewindload,themomenttwomethodsofdistributiontocalculateverticalloadundertheactionofinternalforce,internalforce)combination,beam,columnandfoundationmemberreinforcementcalculationandwindloadunderthelateraldisplacementcalculation.Inaddition,thestructureschemeofthedesignofstair.Laddersectionofobliquebeam,andcompletedthestepplateflatpallet,platformbeamcomponentoftheinternalforceandreinforcementcalculationandconstructiondrawingsOnthebasisoftheabovework,usinggraphicssoftwareAutoCAD2007drawingconstructionplansandconstructionplans.Keywords:Reinforcedconcreteframestructure;Teachingbuilding;architecturaldesign;Structuredesign.2山东科技大学毕业设计（论文）目录111.111.1.111.1.211.1.321.231.2.131.2.231.341.3.141.3.241.3.341.3.481.3.591.4101.4.1111.4.2111.4.3121.5131.5.1131.5.2151.6171.6.1171.6.2171.6.3191.6.4191.6.5211.6.6213山东科技大学毕业设计（论文）2222.1222.2222.2.1222.2.2222.2.3243263.1263.1.1263.1.2263.2293.2.1293.2.2303.2.3303.2.4304324.1324.1.1324.1.2354.1.3354.1.4364.2384.2.1394.2.2404.2.3464.3544.3.1554.3.2605654山东科技大学毕业设计（论文）5.1655.2655.2.1665.2.2665.2.3665.2.4685.3676686.1686.1.1696.1.2702716.2.1716.2.2737757.1757.2757.2.1757.2.2757.2.3767.3767.3.1777.3.2777.4777.4.1777.4.2777.4.3778798.1795山东科技大学毕业设计（论文）8.2798.3808.3.1808.3.2818.3.3839849.1849.2852.1859.2.2869.39297986山东科技大学毕业设计（论文）建筑设计1.1设计资料1.1.1工程概况1、工程名称：华文文理综合教学楼、建设单位：山东科技大学3、建设场地：拟建场地在风光秀丽的珠山脚下，环山依势而就，周围景色优美，富有学术气氛，具体建设场地可现场考察。4、建设规模：建筑层数主体结构为五层，首层建筑面积为2454平方2米，标准层建筑面积每层1889平方米，总建筑面积14118m，由普通教室、多功能大教室、实验室、办公室、服务用房、学术报告厅组成。5、结构类型：混凝土框架结构，主体结构 5层，无地下室。1.1.2设计资料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、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/m2。2、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/m2。3、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。4、青岛多年平均冻土深度为 30mm，土壤最大冻结深度 400mm。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。其工程地质条件如下图所示。1山东科技大学毕业设计（论文）图1.1工程地质条件剖面图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Ⅱ类。拟建场区为建筑抗震一般地段。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。2山东科技大学毕业设计（论文）总平面图布置，应满足以下要求：1、作为综合教学楼，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=19.5m，所以，本建筑与图书馆之间的间距不小于h=2.5H=48.75m。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，其主要人流是由东面和南面进入，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，由于东面部分是公路，故设一个次入口，而西面部分较空旷，故也设一个次入口，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2.5～2.7×5～6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。本设计在南面设置两排停车位，停车位的尺寸设为2.7m×6.0m，一共设停车位的数量有30个。4、消防通道的设置《建筑设计防火规范》（2012版）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。2本工程总建筑面积为14118m，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，办公室设在四楼西面；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；还设置了小型的广场和停车场，供学生老师活动和停车使用。3山东科技大学毕业设计（论文）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，总平面布置见建筑施工图。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功能分区教学办公教学楼的特点是教学与办公融为一体，且又不相互干扰。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，在教学办公楼的四周都设有出入口，主出入口设在南面，其余为次出入口。1.3.3房间的布置主要房间的布置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；4山东科技大学毕业设计（论文）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）备注中学普通教室不小于1.39—一般办公室3.5不包括走道办公楼0.5无会议桌会议室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，教室开间尺寸定为 9.6m，进深13.8m；阶5山东科技大学毕业设计（论文）梯教室开间16.8m，进深16.8m。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。本教学楼教师办公室统一设在第四层。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）2数量（间）房间面积（mm）教室9.6m×13.8m132.4830实验室9.6m×16.7m160.325多媒体活动室16.8m×16.8m282.241会议室16.8m×16.8m282.241办公室9,6m×6.9m66.2418储藏室9.6m×6.9m66.242大厅9.6m×16.7m160.321多媒体教室9.6m×13.8m132.4810厕所3.9m×9.6m37.44203、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60m2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，教室采用两个双扇门，其宽度采用1500mm。4、窗的布置6山东科技大学毕业设计（论文）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方式；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。(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，其进深尺寸一2般与相邻房间相同，教师休息室的使用面积不小于 12m。表1.3窗的计算面积房间种类房间面窗地面窗户面积窗的尺寸窗的数实际面积积积比量教室132.481/622.085.4×2.1222.68实验室132.481/622.085.4×2.1222.68多媒体教132.481/622.085.4×2.1222.68室多媒体活282.241/647.045.4×2.1347.58动室2.1×2.111.5×2.117山东科技大学毕业设计（论文）表1.3续会议室282.241/647.045.4×2.1347.582.1×2.111.5×2.11办公室66.241/611.045.4×2.1111.34储藏室66.241/611.045.4×2.1111.34厕所37.441/103.7442.1×2.114.412、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1.5m～1.8m；隔间尺寸：设外开门厕所 0.6m×1.8m。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 0.06～0.08m2/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，其门厅面积为160.32m2，满足规范要求。2、走廊8山东科技大学毕业设计（论文）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230人，计算其净宽为2350mm，按内廊不应小于2350mm要求，设计走廊净宽为3000mm。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 2~3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1.00m／100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。1.3.5防火措施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1.4的要求。9山东科技大学毕业设计（论文）表1.4安全防火距离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位于袋形走道两侧或尽端的房间名称梯间之间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3530—2220—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1-2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1.4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、轻快、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。10山东科技大学毕业设计（论文）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。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11山东科技大学毕业设计（论文）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。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 建筑正立面及做法12山东科技大学毕业设计（论文）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。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13山东科技大学毕业设计（论文）（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9.6m，层高为3.9m，净高为3.82m，满足房间的净高不小于深度的1/4的要求。3）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。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14山东科技大学毕业设计（论文）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0.450m。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3.10m，卫生间2.80m。本设计采用净高：教室3.82m，卫生间为3.82m，门厅为3.82m，办公室为3.82m。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2100mm。④层高的确定本设计首层教室层高为 3.9m。1.5.2楼梯的设计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。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15山东科技大学毕业设计（论文）的坡度为1：2左右。踏步的高度，成人以150mm左右较适宜，不应高于175mm。踏步的宽度（水平投影宽度、以300mm左右为宜，不应窄于260mm。该教学办公楼的楼梯踏步的高度取为 150mm，踏步的宽度取为300mm。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 1.5表1.5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（mm）150～175120～150140～160120～150120～150踏步宽b（mm）260～300260～280280～340300～350300～3502）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500-600mm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≥1100mm，公共建筑≥1300mm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。对于直行多跑楼梯，其中间平台宽度可等于梯段宽，或者≥1000mm。（4）梯井宽度其宽度以60-200mm为宜。（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（0.5N1）b；3）确定是否设梯井 C；16山东科技大学毕业设计（论文）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（D1≥a）、和楼梯平台宽 D2（D2≥a、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2000mm，梯段范围内净空高度宜大于 2200mm。根据上述规定，本设计采取：楼梯间的宽度为 4.5m，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200mm，所以，梯段宽度为3900mm，取平台板宽3000mm。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 60～70mm，散水应设不小于 3％的排水坡。散水宽度一般 0.6～1.0m。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。17山东科技大学毕业设计（论文）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。2、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1.6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：①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；②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；③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：①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；②框架—抗震墙房屋的防震缝宽度，可采用第①条数值的70％，抗震墙房屋可采用第①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18山东科技大学毕业设计（论文）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,结合黄岛本地区的实际地质情况，只取伸缩缝即满足要求，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：防水砂浆防潮层，采用1:2水泥砂浆加3%～5%防水剂，厚度为20～25mm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。细石混凝土防潮层，采用60mm厚的细石混凝土带，内配三根Φ6钢筋，其防潮性能好。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、结构施工及经济等多方面的要求：19山东科技大学毕业设计（论文）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。1.7屋面做法表1.7屋面的做法做法厚度（mm）1:3水泥砂浆保护层20改性沥青防水层20厚1：3水泥砂浆2060厚聚苯乙烯保护层60冷底子油两道20厚1：8水泥砂浆2080厚现浇钢筋混凝土楼板80板底抹灰202、楼面做法表1.8楼地面的做法做法厚度（mm）水磨石地面10现浇钢筋混凝土楼板80板底抹灰203、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20山东科技大学毕业设计（论文）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 1200mm。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玻璃门。玻璃门使用方便，美观大方，可避免人流相撞。窗采用铝合金推拉窗。21山东科技大学毕业设计（论文）结构设计2.1 设计资料工程概况：建筑总高为 19.5m，主体部分共 5层。层高均为3.9m。2主要风向：冬天为西北风，夏季为东南风。基本风压： 0.5kN/m。2基本雪压：最大积雪厚度为 180mm，基本雪压0.25kN/m。地震基本烈度：7度，设计地震分组为二组，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，四柱三跨不等跨的形式。柱网布置形式详见建筑平面图。2.2.2 截面尺寸估算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：NFgEn(2-1)Ac≥NfcN(2-2)N：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；gE：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；Ac：柱截面面积；fc：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，即对一级、二级和三级抗22山东科技大学毕业设计（论文）震等级，分别取 0.7、0.8、0.9。按上述方 法确定的柱截面高度不宜小于 400mm，宽度不宜 小于350mm，柱净高与截面长边之比宜大于 4。该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值为[Un]=0.85，各层重力荷载代表值近似取15kN/m2，边柱及中柱的负荷面积分别为5.1×7.2m2、6.67.2m2，可得一层柱截面面积为：F边柱：FgEn1.35.16.91510352Ac0.85282272.7mmNfc14.3E中柱：FgEn1.256.66.91510352Acfc351244.3mmN0.8514.3如取柱子截面为正方形，并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值边柱700mm×700mm，中柱为700mm×700mm。边柱基础选用柱下独立基础；中间跨柱距较近，采用联合基础。梁截面尺寸确定该工程框架为横向承重轴之间梁跨度为9.6m。①边横梁：1~1l1~16900600~900mm，812812取h=600mmb=1~1h1~1600200~300mm2323取b300mm②走道梁：1~1l1~13000250~375mm812812取h300㎜b1~1h1~1300100~150mm2323取h 200mm23山东科技大学毕业设计（论文）③纵梁：1~1l1~19600850~1275mm812812取h900mmb1~1h1~1900300~4502323取b400mm④次梁：1~1l1~16900600~900mm812812取b600mm1~111bh~600200~300mm2323取b300mm各层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表：表2.1梁截面尺寸(mm)及各层混凝土强度等级层次混凝土强度纵梁b×h横梁次梁等级①④跨，⑥⑨跨④⑥跨1～5C30400900200300300600300600（3）井字梁截面设计井字梁楼盖的平面尺寸为16800mm×16800mm，井字梁采用4×4网格，网格尺寸为3000mm×4500mm。由于井字梁跨度较大，故梁高度取得大些，为短跨度的1/14~1/16，即：h=(1/14~1/16)l 0=1200~1050mm，取井字梁的高度 h=800mm，井字梁的宽度取为高度的1/3~1/4，即：b=(1/3~1/4)h=200~267mm，取b=250mm。因此，井字梁的截面尺寸为250mm×800mm。井字梁的周边梁需要保证足够的刚度，其高度一般大于井字梁截面高度的1.1~1.2倍，故取井字梁四周边梁的截面尺寸为300mm×900mm。楼板厚度楼板为现浇双向板,双向板厚度与跨度最小比值为1/30，综合构造，确定板厚为80mm。2.2.3 结构计算简图24山东科技大学毕业设计（论文）在横向水平力作用下，横向框架之间由横向框架梁连接，为方便计算，不考虑纵向框架产生的约束。本设计取⑦轴框架进行计算。框架结构计算简图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶，2～4层高度即为层高，取3.9m；底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即h1＝3.9+0.45+0.7 ＝5.05m。见下图：图2.1 结构计算简图25山东科技大学毕业设计（论文）板及次梁的计算3.1板的设计本设计采用双向板楼板采用 80厚现浇钢筋混凝土板， 10mm厚水磨石面层，20mm厚水泥砂浆打底， 20mm厚石灰砂浆抹底。混凝土采用 C30fc=14.3N/mm2），钢筋选用HPB300(fy=270N/mm2)。办公楼活荷载标准值为2.0kN/m2，其楼梯、走廊活荷载标准值为2.5kN/m2。3.1.1荷载统计（1）楼面①楼面恒荷载水磨石地面0.65kN/m280mm厚钢筋混凝土板2.0kN/m220mm厚水泥砂浆0.4kN/m2总计3.05kN/m2②活载教室2.5kN/m2走廊、门厅、楼梯3.5kN/m2教室的荷载设计值P11.23.051.42.57.16kN/m走廊处的荷载设计值P21.23.051.43.58.56kN/m3.1.2双向板配筋计算（1)计算简图边跨计算长度l1=2900mm中间跨为l2=2900mm走廊处l3=2700mm按等跨度连续板计算。取一米板带计算单元，计算简图如下：26山东科技大学毕业设计（论文）图3.1 双向板计算简图双向板按塑性理论来设计。进行荷载设计值计算时永久荷载分项系数G=1.2，可变荷载分项系数γQ=1.4。弯矩计算时首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值；跨中钢筋在离支座l/4处间隔弯起；取m2u=αm1u，对所有区格，取β=2。由计算公式：M1um1ul02nm1ul01M2um2ul01m1ul01（3-1）M1uM1um1ul02nβm1ul01(3-2)M2uM2um2ul01βm1ul01(3-3)2M1u2M2uM1uM2uM2upul012(3l02l02)（3-4）12得：pl012(nl/3)m1uu（3-5）8(nβαβnα)m2uαm1u（3-6）m1um1uβm1u（3-7）m2um2uβm2u（3-8）nl02/l01(6900400)/(3200300)2.241/n20.20β=2.00m1u=1.96KN/m，m'1u=m''1u=-3.92KN/m，27山东科技大学毕业设计（论文）m2u=0.39KN/m，m'2u=m''2u=-0.78KN/m（3)正截面受弯承载力计算板厚80mm，环境类别为一类 最小保护层厚度为 15mm，取保护层厚度为20mm。取h0＝80-20＝60mm，板宽b＝1000mm，混凝土Ｃ30,混泥土受压区等效矩形应力图系数1＝1.0，fc14.3N/m2,HRB400钢筋，表3.2板正截面受弯承载力计算B1B2B3P7.167.168.56L012.92.92.7L026.9-0.4=6.56.56.9-0.2=6.7n2.242.242.48α0.20.20.162.02.02.0M1u1.961.962.11M2u0.390.390.34M1u'3.923.924.22M2u'0.780.780.68fy360N/m2。sM1u0.82.111060.031fcbh014.31000602112s0.03b满足要求0.518112s0.985s2AsM1u0.82.1110679.3mm2sfyh00.98536060minbh0max0.2%,0.45ft0.2%100060120mm2fy取8@200取支座处弯矩，以B1-B2支座为例sM0.83.921060.06fcbh0214.31000602128山东科技大学毕业设计（论文）112s0.06b0.518满足要求s0.5(112s)0.97AM0.84.22106162.8mm2Sfysh03600.9660表3.3板的配筋计算截面h0M项目

s As 配筋 实际As/mm2L01601.580.030.031148@200251B1L02500.320.010.01228@200251跨L01601.580.030.031148@200251中B2L02500.320.010.01228@200251L01601.690.040.041288@200251B3L02500.270.010.01198@200251B1-B2603.130.050.05120.768@200251支B1-B3603.130.050.05120.768@200251座B3-B3600.630.010.0123.958@2002513.2 次梁的设计3.2.1荷载设计值2楼面恒荷载3.05KN/mm（1）和荷载设计值永久荷载设计值板传来的永久荷载3.051.25.16KN/mm2次梁自重0.3(0.6-0.08)251.24.68KN/mm2次梁粉刷0.02(0.6-0.08)2171.2170.020.31.20.46KN/mm2可变荷载设计值2.51.43.5KN/mm2其中楼板传来的荷载为梯形荷载分布，先将其等效为均布荷载10.5l010.53.20.23l026.9p(gq).l01(3.663.5)3.211.456KN/m22pe(122131)p(120.2320.233)11.45610.29KN/m29山东科技大学毕业设计（论文）荷载总设计值F4.680.4610.2915.43KN/m3.2.2计算简图按塑性内力重分布设计。主梁截面400mm900mm，计算跨度：边跨lo1=ln=6900－700=6200mm中间跨lo2ln－㎜==6900400=6500因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如图3.2图3.2 次梁计算简图3.2.3内力计算弯矩设计值MAFl012/2415.436.22/2424.7kN·mM1Fl012/1415.436.22/1442.37kN·mMBFl012/1115.436.22/1153.9kN·mM2M3Fl022/1615.436.52/1640.7kN·m剪力设计值VA0.5Fl010.515.436.247.8kNVBl0.55Fl010.5515.436.252.6kNVBrVC0.55Fl020.5515.436.555.2kN3.2.4承载力计算1)正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，翼缘宽度取l6900bf2300mm、33bf＇=b+sn=300+2000=2300mm，b+12hf’=300+12×80=1260㎜三者的较小值，故取bf＇=1260mm。环境类别一级，采用C30混凝土，梁的最小保护层厚度c=20㎜。假定箍筋直径10㎜，纵向钢筋直径20㎜，则一排纵向钢筋h。=600-20-10-20/2=560㎜.混凝土1fc2，βcft2C30=1.0，=1.43N/mm;纵向钢筋,α=14.3N/mm=1,30山东科技大学毕业设计（论文）采用HRB400钢，fy2,fyv2。正截面承载力计算过程列于=360N/mm=360N/mm表3.4表3.4连系梁正截面承载力计算截面A1B2M（KN·m）-24.742.37-53.940.7sM/1fcbh020.0180.0310.0400.030112s0.0180.0310.0400.030112ss20.990.980.980.98Asbfh01fc/fy123233.5272.8206选配钢筋216216216216实配钢筋（mm2）402402402402经判别跨内截面均属于第一类T型截面。218+222计算结果表明，支座截面的ζ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；A/(bh)=402/(300×560)=0.24%,此值大于0.45ft/fy=0.45×s1.43/360=0.18%,同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复合，腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸hwh0hf56080480mm，因h/b=480/300=1.6<4,截面尺寸按下式验算：w0.25cfcbh00.25114.3300560max=61.02kN600.60kN>V截面尺寸符合要求。验算是否需要按计算配置箍筋Vcs0.7ftbh00.714.3300560157.58KNVmax61.02kN因此，只需要按构造要求配置箍筋，采用 8@150双肢箍筋31山东科技大学毕业设计（论文）框架设计4.1荷载统计4.1.1恒荷载1）屋面框架梁线荷载标准值屋面恒荷载4.16kN/m2边跨框架梁自重0.40.9259kN/m梁侧粉刷20.9-0.080.02170.56kN/m中跨框架梁自重0.20.3251.5kN/m梁侧粉刷2(0.3-0.08)0.02170.15kN因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为g5AB1g5CD190.569.56kN/mg5BC11.50.151.65kN/mg5AB2g5CD24.163.213.312kN/mg5CD14.16312.48kN/m(注：下标4表示第4层即顶层框架梁)楼面框架梁线荷载标准值楼面恒荷载3.05kN/m2边跨框架梁及梁侧粉刷9.56kN/m边跨填充墙自重0.2(3.9-0.9)11.87.08kN/m墙面粉刷(3.9-0.9)0.022172.04kN/m中跨框架梁及梁侧粉刷1.65kN/m因此作用在中间层框架梁上的线荷载为gAB1gCD19.567.082.0418.68kN/mgBC11.65kN/mgAB2gCD23.053.29.76kN/mgBC23.0539.15kN/m屋面框架节点集中荷载标准值32山东科技大学毕业设计（论文）边柱联系梁自重0.30.66.92531.05kN粉刷0.02(0.60.08)26.9172.44kN1.2m女儿墙自重1.26.90.241937.8kN粉刷1.20.0226.9170.02170.246.96.19kN①连系梁传来屋面自重1(6.93.7)1.74.1637.50kN2顶层边节点集中荷G5AG5D31.052.4439.46.1938.90117.98kN中柱联系梁自重32.4kN粉刷2.44kN连系梁传来屋面自重6.93.71.7/26.93.91.5/24.1671.18kN顶层中节点集中荷载G5BN1G5CN132.42.4471.18106.02kN作用在顶层框架梁上次梁传来的集中荷载为G5(6.93.7)1.6/24.16231.05101.6kN楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重粉刷钢窗自重窗上下墙重粉刷窗边墙体自重粉刷框架柱自重粉刷连系梁传来楼面自重中间层边节点集中荷载中柱连系梁自重粉刷

31.05kN2.44kN5.42.11.80.455.103kN0.20.9(6.90.7)11.813.17kN20.020.9(6.90.7)173.79kN0.2(6.90.75.4)2.111.83.96kN(6.90.75.4)2.120.02171.14kN0.70.73.92547.775kN0.02(0.7420.2)3.9173.18kN1(6.93.7)1.63.0525.86kN2GAGD136.62kN31.05kN2.44kN33山东科技大学毕业设计（论文）内纵墙自重(6.90.7)(3.90.6)0.211.848.29kN粉刷(6.90.7)(3.90.6)0.0221715.61kN扣除门洞重加上门重2.11.52(3.040.2)17.89kN框架柱自重47.75kN粉刷2.25kN连系梁传来楼面自重6.93.73.41.6/26.93.71.6/23.0551.728kN中间层中节点集中荷载GBGC181.23kN作用在中间层框架梁上次梁传来的集中荷载为G6.96.93.21.6/23.0531.0582.78kN恒荷载作用下的结构计算简图见图4.1图4.1楼面梁上作用的恒载4.1.2活荷载顶层框架梁上的线荷载P5ABP5CD0.53.21.6kN/mP5BC0.531.5kN/m顶层框架梁上次梁传来的集中荷载P51(6.96.932)3.2/220.58.48kN/m2顶层框架节点上的集中荷载P5ANP5DN1(6.93.7)3.20.54.24kN/m2234山东科技大学毕业设计（论文）P5BP5C16.96.93.23.216.96.9330.58.29kN2222中间层框架梁上的线荷载PABPCD2.53.28.0kN/mP5BC3.5310.5kN/m中间层框架梁上次梁传来的集中荷载P1(6.96.93.2)3.222.542.4kN22中间层框架节点上的集中荷载PAPD1(6.96.93.2)3.22.521.2kN22PBC1(6.96.93.2)3.22.516.96.93349.55kNP2223.52活荷载作用下的结构计算简图见图4.2：图4.2屋面层梁上作用的活载4.1.3 风荷载计算该教学楼高度 H<30m，可取 z=1.0，对于矩形平面 s 1.3， z可查《建筑结构荷载规范》。将风荷载转换成作用于框架每层节点上的集中荷载，z为框架节点至室外地面的高度。地面粗糙度为B类。计算公式wZSZ0，计算结果如下表4.1.3：其中A为一榀框架各层节点的受风面积。35山东科技大学毕业设计（论文）层次 z s

表4.1风荷载计算z/(m)02)A/(m2)w/(kN)zw/(kN/mP51.01.319.951.240.621.7421.0341.01.316.051.150.626.9124.1431.01.312.151.050.626.9122.0421.01.38.251.000.626.9120.9911.01.34.351.000.628.4622.20等效节点集中风荷载计算简图如图 4.3图4.3 等效节点集中风荷载计算简图4.1.4 重力荷载代表值计算重力荷载代表值，恒荷载取全部，楼面活荷载取全部，屋面取50%雪荷载，屋面活荷载不考虑。各质点重力荷载代表值 Gi取本层楼面重力荷载代表值及与其相邻的上下层间墙（包括门窗）、柱全部重力荷载代表值的一半之和。①第5层重力荷载代表值屋面恒载4.166.99.69.63637.23kN主梁自重0.40.99.62250.20.3325199.8kN36山东科技大学毕业设计（论文）粉刷0.0229.639.60.90.081712.38kN次梁自重0.30.66.9258248.4kN粉刷0.022(0.6-0.08)6.91780.020.36.917820.25kN50%雪载0.50.2(9.639.6)6.915.32kN半层柱自重0.70.73.942595.55kN2粉刷0.70.023.941747.4kN2半层墙窗0.23.9(9.69.60.73)11.80.26.93.911.84186.71kN22女儿墙1.26.90.241939.40kNkN粉刷1.20.0226.9176.19kNkN合计G11477.92kN②标准层重力荷载代表值楼面恒荷载3.056.9(9.639.6)467.2kN主梁自重199.8kN粉刷13.05kN次梁自重259.2kN粉刷20.25kN一层柱自重295.55191.1kN粉刷27.414.8kN一层墙，门窗2186.17372.34kN楼面活荷载3.56.932.56.99.69.6403.65kN合计G2G3G41941.39kN③一层重力荷载代表值楼面恒荷载33.056.9(9.639.6)467.2kN主梁自重199.8kN粉刷13.05kN37山东科技大学毕业设计（论文）次梁自重259.2kN粉刷20.25kN一层柱自重191.15.05/3.9247.45kN墙，门窗372.34kN合计G51579.3kN因此，各层重力荷载代表值为G51579.3kNG2G3G41941.39kNG1 1477.92kN4.2竖向荷载作用下框架内力计算4.2．1横向框架线刚度计算梁柱混凝土标号均为 C30，EC 3.0 107KN/m2，在框架结构中，现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面