《土木工程专业课程设计指南》（建筑、结构部分）

第一章绪论

课程设计是本科培养方案中重要的实践教学环节，是针对特定课程内容的专项训练，是在学生

掌握相关课程知识的基础上进一步对学生实践能力的一种训练，其目的是加深学生对相关课程知识

的理解，培养学生初步的工程设计能力，使学生掌握工程设计的基本步骤、内容和方法，了解主要

的技术法规和政策，并具有相应的文献查阅、技术文件写作和工程制图能力。

课程设计的训练强度介于习题作业和毕业设计之间，是在培养学生综合设计能力之前的一种阶

段性训练。土木工程专业各课群组的主要核心课程下基本都设有课程设计，有的还设多个课程设计。

这些课程设计在内容和时间上彼此衔接，共同形成完整的训练体系，为学生综合设计能力的培养奠

定基础。

本书共包含土木工程专业培养方案中15个通常开设的课程设计，包括房屋建筑、工程结构、

地基基础、施工四个类别，涵盖了土木工程专业各课群组的主要核心课程。按照教学目的和要求，

书中对每个课程设计均提出了指导性的建议，明确了各课程设计的目的、任务、要求和设计要点，

并提供了设计实例。在体例上，每个课程设计独立成章，每章均设设计任务书、设计指导书、设计

实例三个小节。

在教学过程中，设计任务书和设计指导书都应是面向学生而提出的，它们是指导学生完成课程

设计的重要教学文件。课程设计的任务书相当于工程技术人员设计时所依据的技术文件，主要提供

工程设计所需的基础性资料，明确工程设计的目的，提出课程设计的具体任务和要求。书中的设计

任务书是参照工程设计的实际工作方式而撰写的，不包含任何指导性的意见，以便学生能够在一定

程度上了解工程设计的实际工作方式•为了综合培养学生独立思考和交流协作的能力，课程设计任

务按同一题目、不同参数的方式安排，要求学生在同一设计题目下选择不同的技术参数，做到同一

题目下的“一人一题”。这样既可在一定程度上避免抄袭现象的发生，也有利于学生在初步接触工

程设计时能够相互交流与协作。

设计指导书的核心内容是工程设计要点，主要是为学生自主完成设计任务提供必要的指导性意

见，帮助学生了解设计的基本步骤、内容和方法。书中设计指导书的深度以避免学生出现重大的设

计失误或错误为准，主要工作仍然需要学生通过查阅相关文献和独立思考完成，其核心目的是使学

生在必要的指导下自主完成设计任务。设计指导书中列出了相关的参考资料目录，可供学生查阅。

书中的设计实例是按照相应设计任务书的要求而撰写的，主要是为学生提供一个设计范例，帮

助学生了解技术文件写作的格式和工程制图的一般方法，学生完全可以按照自己的领会完成技术文

件的写作和工程图纸的绘制。

第二章房屋建筑学课程设计

2.1多层办公建筑设计任务书

2.1.1设计资料

1.工程概况

本工程为某房地产开发公司办公楼，位于西安高新区科技路，地形图为图2.1所示的三种地形

之一，拟定的建筑面积为3800~4500Of,建筑层数为4~5层，建筑功能要求见表2.1。

表2.1建筑功能要求

功能名称及用途数量使用面积/nf备注

A型办公室280~100套一个休息室

B型办公室350-60套一个休息室

秘书室118-26A、B型办公室附近

会客室218〜26秘书室附近

档案库240-50带一个套间

档案阅读室218〜26

后勤250-60

财务室160-80

财务凭证档案库118-26

销售处280~100

审计部126

党委办公室118〜26

团委办公室118-26

设计部部长218〜26

设计室472-90

监控室118~26

人力资源部136-54

资料室1100

电脑机房150-60

电脑维修用房118-26

前期准备236-52

小会议室220人左右

中会议室140人左右

大会议室180~100

多功能厅180~100

职工活动室160-80

预留房间426

每层设一个吸烟室20

每层设一个开水间10

每层设两处垃圾暂存间自定

2.气象条件

(1)气温：最冷月平均气温为-1.0。(2,最热月平均气温为266C；

极端最低气温为一206C,极端最高气温为41.7℃；

年平均日较差为10.6C,年较差为276C；

室外计算温度为一5OC(冬季采暖)，31℃(夏季通风)。

(2)降雨量：年降雨量为591.1mm,日最大降雨量为92.3mm,雨季集中在9、10月份。

(3)相对湿度：最冷月平均相对湿度为67%,最热月平均相对湿度为72%。

(4)日照：平均日照率46%,全年日照时数2038.2小时。

(5)风向及风速：全年主导风向为东北风，夏季平均风速为2.1m/s,冬季平均风速为1.7m/s；

基本风压为0.35kN/nf。

(6)基本雪压：0.25kN/m\

(7)土壤最大冻结深度：450mm。

3.工程地质条件

(1)场地土为H级非自重湿陷性黄土，较均匀。

(2)抗震设防烈度为8度，场地类别为0类。

2.1.2设计任务和要求

1.设计任务

根据建设单位提供的设计委托书和建设场地条件(在图2.1中任选一种地形)，完成建筑总平面

设计，平面、剖面、立面设计及部分节点详图设计，提交建筑设计计算书以及底层和各层平面图、

立面图、剖面图、节点详图和总平面图。

2.设计要求

建筑设计方案应达到初步设计深度，构造详图达到施工图深度，具体要求如下：

(1)总平面设计：合理布置建筑主、次入口，解决好人流、车流关系，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：针对建筑使用功能，合理确定柱网尺寸，布置主要使用、辅助使用房间，确

定楼(电)梯、走廊和过厅数量、位置及形式，满足室内采光、通风以及建筑防火的要求。在设计

深度上，要求标出三道尺寸线、房间名称、房间门和入口门开启方向、楼梯走向(标出上下)、室

内室外高差、剖切符号、图名和比例等。

(3)剖面设计：确定合理的层高、室内外高差、檐口(女儿墙)高度，确定门窗高度、主次

梁高度、板厚度、过梁尺寸，确定楼梯踏步尺寸及数量。剖面设计中要求剖门厅、楼梯，标出三道

尺寸线和标高。

(4)立面设计：设计窗户、建筑入口尺寸和形式，确定立面划分，并与采光、通风要求结合,

绘制正立面和侧立面两个立面图。建筑立面要简洁大方，特别要突出主入口，建筑风格、造型应富

有创意，有时代感。设计中应标出两条端部定位轴线、图名和比例。

(5)节点详图设计：画出檐口、屋面构造，楼梯节点，变形缝节点等；给出楼(地)面、屋

面、墙身工程做法。设计中要求材料符号正确，标出细部尺寸，深度达到施工图要求。

3.设计期限和时间安排

设计期限为2周，具体安排如下：

（1）第一阶段（方案设计）：3天，完成比例为1:400的单线条平面图、立面构思图、剖面图;

（2）第二阶段（工具草图）：4天，完成设计成果的所有草图；

（3）第三阶段（正式图）：3天，完成最终成果图。

2.1.3附录

(b)

2.2多层办公建筑设计指导书

2.2.1设计要点

1.教学目的

本课程设计主要是为了加深学生对“房屋建筑学”课程中多层办公建筑部分的理解，能熟练进

行办公建筑设计，掌握办公建筑使用功能及交通联系布置及设计。

2.基本设计步骤

(1)熟悉设计任务书

设计前应首先认真阅读设计任务书，详细了解设计条件和各项设计要求、建筑面积、建筑用地

情况等。

(2)收集必要的原始设计资料

设计前应收集和了解相关设计项目的定额指标和标准，建设地点的冬季采暖室外计算温度、主

导风向、基本风压、办公建筑室内设计温度等，学习有关国家标准、规范中关于抗震设防标准、建

筑形式、结构及抗震构造措施等方面的内容，并根据规范和建筑功能要求，确定本设计的设计使用

年限、耐火等级等，为平面设计中交通联系设计确定设计条件。

(3)结合条件和基地环境，构思设计方案

在分析研究设计题目和学习资料的基础上，对设计要求、具体条件、环境进行功能分析，找出

各部分、各房间的相互关系及位置，初步构思设计方案。

方案构思常用块体组合的表达方式。这种方法是一种粗线条的设计，即先从大的方面着手，根

据各类房间功能要求的面积尺寸，初步确定柱网尺寸，大致估算平面尺寸，并将其放在建设用地里,

判断尺度是否合适；然后初步确定建筑层高与总高，用徒手单线画出初步方案的块体组合示意；最

后，初步确定建筑结构类型。

在块体组合的基础上，进一步划分房间，调整各房间和体部之间的关系，将其深化为定稿的平、

立、剖面方案草图。

3.总平面设计

(1)建筑物与周围环境

总平面布局应考虑环境与绿化设计。办公建筑应选择有良好日照条件和通风条件的朝向，照顾

城市景观的要求，可考虑长轴沿街布置。建筑基地应考虑地面停车场地，注意确定建筑主入口位置

与场地入口的关系。

(2)出入口和交通路线

出入口应布置在人流主要方向，位置应显著，其安全出入口不应少于两个。防火间距及消防车

道应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2006.的要求。

4.平面设计

(1)平面形式

平面形式应结合基地环境及地形特点、建筑朝向、城市景观、结构形式、造价等因素，尽可能

布局紧凑，节约用地，并根据地形确定平面为对称布置还是非对称布置，为立面设计创造条件；同

时，应考虑抗震要求，力求简单、规则、均匀对称。

(2)柱网尺寸(开间进深)的确定

确定柱网尺寸时应考虑房间的使用面积要求、家具的布置方式及尺寸、结构受力合理性、经济

性及建筑模数等方面的要求。

①柱距

目前，大多数已建工程的柱网布置可划分为小柱距和大柱距两类。小柱距是指一个开间为一个

柱距，大柱距是指两个以上开间为一个柱距。柱距的大小除应照顾到使用要求外，还应考虑梁板经

济跨度。一般而言，采用小柱距时，建筑布置不灵活，使用不方便，技术经济指标也比较差。有条

件时，宜采用大柱距。

②跨度

当办公楼两边布置房间时，多采用二跨和三跨框架。

③开间和进深尺寸

如采用砖混结构，开间尺寸应满足钢筋混凝土板的经济跨度，房间长宽比例要适度，避免形成

狭长房间。办公室尺寸应根据使用要求、家具规格、布置方式、采光要求以及结构、施工条件、面

积定额、模数等因素决定。办公室常用的开间、进深及层高尺寸见表2.2。

表2.2办公室常用开间、进深及层高尺寸

尺寸名称尺寸/mm

开间3000>3300、3600、6000、7200

进深4800、5400、6000、6600

层高3000、3300、3400、3600

(3)主要使用房间的布置

①普通办公室：宜设计成单间式和大空间式，应尽可能为自行分隔或装修创造条件。

②专用办公室：宜采用大房间，或用灵活隔断、家具等把大空间进行分隔。

③资料室用房：资料室的布局应与管理方式和服务手段相适应，合理安排采编、收藏、外借、

阅览之间的运行路线，使读者、管理人员和书刊运送之间路线便捷畅通，互不干扰。

④管理用房：其位置便于使用管理。

⑤会议室：应布置在交通便于疏散的位置，大会议门应朝疏散方向开启。对于混合结构，在

布置与大会议室类似面积的大房间时，应考虑结构刚度分布的均匀性，避免将它们集中布置在建筑

的一侧或底层.

(4)辅助房间设计

每层均应设公共卫生间，但位置应避开门厅的主要出入口，面积按相应标准设计。配电室、开

水间按任务书要求设计。

(5)门和窗

①办公室和辅助用房的门洞口宽度不应小于0.9m。设亮窗的门洞口高度不应低于2.40m,不

带亮窗的门洞口高度不应低于2.0m。

②办公室采有直接自然采光和通风，根据窗地面积比设计。

③外部出入口的门应选择多扇门，每扇门宽度不大于1m,并应向疏散方向开启。

(6)楼梯、电梯、出入口和门厅

按照《建筑设计防火规范》GB50016-2006的要求，这些部位的设计应注意下列事项：

①安全出入口不应少于两个。

②最高层的楼地面距入口层地面的高度大于20米时，应设电梯。

③层数为五层以及五层以上的建筑，楼梯间应为封闭楼梯间。

④门厅布置可根据平面形式、使用性质和规模设置在办公楼中部、端部、外角和内角，或独

立设置于主体之外，可参见《建筑设计资料集》第四集。

5.立面设计

立面整体风格力求简洁明快，朴实大方，体现出学校行政办公建筑的性格特征，不宜过多装饰,

可考虑局部(主要出入口)有所变化，如圆形转角、局部挑出、玻璃幕墙等。

6.剖面设计

(1)剖面设计主要是确定建筑层数、层高及剖面组合方式。层高主要考虑各类房间的净高要

求、结构层(梁、板)等的高度、吊顶高度、室内空间比例观感等，并应符合建筑模数的要求；同

时，还要考虑造价问题。

(2)在剖面设计中需确定下列尺寸：楼层净高、层高、室内外高差、窗台高度、女儿墙高度、

楼梯梯段净空高度、平台下净空高度及踏步高度宽度；建筑总高、入口室外台阶高度、宽度等。

（3）窗户高度和宽度应根据采光要求按窗地面积比确定，并应符合建筑模数。

7.变形缝

变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝，应根据建筑物的长度、高度、平面形状、场地地基情况、

结构刚度及抗震要求等，决定是否设置。

8.房间面积

根据上述设计结果确定各房间的最终面积，并填入表2.3所示的汇总表。

表2.3房间面积汇总表

功能名称及用途数量使用面积/行备注

A型办公室2

B型办公室3

秘书室1

会客室2

档案库2

档案阅读室2

后勤2

财务室1

财务凭证档案库1

销售处2

审计部1

党委办公室1

团委办公室1

设计部部长2

设计室4

监控室1

人力资源部1

资料室1

电脑机房1

电脑维修用房1

前期准备2

小会议室2

中会议室1

大会议室1

多功能厅1

职工活动室1

预留房间4

每层设一个吸烟室

每层设一个开水间

每层设两处垃圾暂存间

合计

总建筑面积

交通联系面积

辅助房间面积

9.建筑构造设计

(1)外墙和屋顶构造

①根据当地室内外设计温度，经热工计算，确定外墙、屋面保温层材料及厚度。

②檐口通常有挑檐、女儿墙、女儿墙加挑檐这几种做法，应结合立面处理方式，确定檐口形

式、尺寸及构造。

③根据气候条件、建筑设计使用年限和防水等级，选择防水层材料及做法、排水方式、隔热

措施等，建议采用有组织排水方式。

④在屋面与高出屋面体部的相交处，如女儿墙的根部、高低墙相交处，需要做好防水处理(设

置泛水)，并注意女儿墙高度的设置。

⑤在散水设计中应注意散水与勒脚连接处的变形处理。

(2)楼面和地面构造

地坪层和楼板面层的构造作法可参照标准图选用，但应注意区分用水房间、非用水房间的构造

做法。

(3)屋顶构造

可参照标准图按上人、保温屋面要求确定屋面构造层次材料及做法。

(4)墙体和屋面保温层

按规范中热工分区设计要求，经热工计算，确定墙体材.料、屋面保温层材料以及它们的厚度。

构造设计成果应反映在节点详图中。

10.绘制图纸

在方案设计的基础上，经过适当修改，绘制建筑设计图，图纸设计深度应达到扩大初步设计阶

段的要求。图纸绘制应符合国家标准《房屋建筑制图统一标准》的要求，图纸比例可参考下列建议

选用：

(1)底层平面图：比例1:100；

(2)各层平面图：比例1:200~1:300；

(3)立面图(正立面和侧立面):比例1:100；

(4)剖面图(要求剖到楼梯、门厅)：比例1:100；

(5)节点详图(3~5个)：比例1:20；

(6)总平面图：比例1:500。

2.2.2参考资料

[1]国家标准.房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2001),2001

⑵国家标准.房屋建筑CAD统一制图规则(GB/T18112-2000),2000

⑶国家标准.建筑制图标准(GB/T50104-2001),2001

[4]国家标准.房屋建筑CAD统一制图规则(GB/T18112-2000),2000

[5]国家标准.建筑设计防火规范(GB50016-2006),2006

⑹国家标准.民用建筑热工设计规范(GB50176-93),1993

⑺国家标准.办公建筑设计规范(JGJ67-89),1989

[8]国家标准.公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）,2005

[9]标准图集.陕西省建筑设计标准图集（陕02J01~08）.陕西省建筑标准设计办公室，2003

[10]同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学合编.房屋建筑学.北京：中国建筑工业

出版社，2005

[11]建筑设计资料集编委会.建筑设计资料集（第1~8集）.北京：中国建筑工业出版社，1994

2.3设计实例

2.3.1概况

本工程为西安某高校行政办公楼，位于西安市南郊某高校内，地上部分（六层）的建筑面积为

6590.9rtf,地下部分（一层）的建筑面积为1282.2m2,该办公楼采用框架-剪力墙结构，设计使用

年限为50年，建筑耐火等级为二级。

建筑功能要求见表2.4。

表2.4建筑功能要求

功能名称及用途数量使用面积/nf备注

校长办公室460-70

副校长办公室430-40

秘书室118-26校长办公室附近

会客室180-90秘书室附近，带一个套间

打字室120〜22

校长助理140-50

校办主任室1120带两个套间

党委办公室160-80

党校办公室340-50

机关党委120

司机休息室120

荣誉室140〜50

团委办公室140-50

产业办1280-300二次装修划分空间

小会议室160-70校长办公室附近

审计处1100-110二次装修划分空间

纪委180-90套间

校刊室140-50

宣传部160-70

统战部140-50

组织部230-40

大会议室380-90分层布置

人事处440-50

计生办120~22

外事办235-40

国资处1200-220二次装修划分空间

学科办140〜50

科技处1190-220

发展规划处140-50

教务处1280~300二次装修划分空间

思想政治教研室170套间

学生处1120~140二次装修划分空间

财务处1280-300二次装修划分空间

值班室120-24布置在一层

总务处1120~140二次装修划分空间

工程指挥部（办公）2180~200二次装修划分空间

工程指挥部（会议室）160-70

工程指挥部（库房）1300~350二次装修划分空间

2.3.2气象条件

1.冬季采暖室外计算温度一5。以

2.主导风向：东北。基本风压0.35kN/m2。

3.基本雪压：0.25kN/m2。

4.年降雨量：591.1mm；日最大降雨量：92.3mm；时最大降雨量：56mm；雨季集中在9、10

月份。

5.土壤最大冻结深度450mm。

2.3.3工程地质条件

1.场地土为I级非自重湿陷性黄土；

2.修正后的地基承载力特征值为170kN/m2；

3.抗震设防烈度为8度，场地类别为III类；

4.地下水位埋深6.24〜7.51m,水质对混凝土结构无腐蚀作用，在干湿交替的条件下对钢筋混

凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀作用。

5.地基土为非液化土层。

2.3.3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.拟参与投标的施工单位技术力量和机械化水平均较高。

2.3.3设计图纸

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第三章钢筋混凝土结构课程设计(一)

3.1钢筋混凝土楼盖设计任务书

3.1.1设计资料

工程概况：某混合结构房屋，建筑平面布置如图3.1所示(楼梯在此平面之外)。采用钢筋混凝

土现浇单向板肋梁楼盖，钢筋混凝土内柱和外围砌体墙共同承重。

楼面面层为水磨石地面(0.65kN/m2),内墙面及天花板均为15mm厚混合砂浆(17kN/m3)抹

灰，外墙面为清水墙，原浆勾缝，窗户采用普通钢窗(0.45kN/m?)。

屋面为不上人屋面(活荷载标准值取0.5kN/n?,组合值系数仁=0.7),楼面活荷载标准值见

表3.1(组合值系数匕=0.7)。

3.1.2设计任务和要求

1.设计目的

根据工程设计资料，合理确定房屋的楼盖结构形式，确定结构构件的布置、尺寸并计算其内力

和配筋，保证楼盖中梁、板的承载能力和使用性能满足现行国家规范的要求，并在建筑、结构施工

图中全面、准确地表达设计意图。

2.设计任务

(1)完成整体式单向板肋梁楼盖中楼板、一根次梁和一根主梁的设计工作，提交结构设计计

算书；

(2)绘制和提交楼盖结构平面布置图，现浇楼板及所选次梁、主梁的结构施工图。

3.设计要求

(1)对楼面活荷载和主、次梁跨度的选择不得与他人雷同；

(2)采用楼盖主梁沿房屋横向布置，主梁每跨布置两根次梁的结构方案；

(3)单向板、次梁按考虑塑性内力重分布的方法，主梁按弹性理论方法计算内力；

(4)构件计算简图中计算跨度的确定应与所用计算理论相对应，边支座构造图绘制正确；

(5)楼板及主、次梁的配筋计算符合现行国家规范要求，结果正确；

(6)板、梁钢筋的选用满足有关构造要求：

(7)板、次梁钢筋的弯起、截断按已有设计经验确定，主梁钢筋的弯起、截断通过绘制弯矩包

络图和抵抗弯矩图确定；

(8)板、梁配筋图的表达方法符合现行国家规范或有关图集的规定；

(9)结构设计计算书内容完整，能够全面反映设计计算过程：

(10)结构设计计算书层次清晰，表达准确，格式规范；

(11)建筑、结构施工图符合国家制图标准要求，能够全面、准确地反映设计意图。

4.设计期限和时间安排

设计期限为2周，具体安排如下：

(1)板的设计：2天

(2)次梁设计：2天

(3)主梁设计：3天

(4)图纸绘制：3天

3.1.3附录

1.设计参数(表3.1)

2.建筑平面图(图3.1)

3.结构平面布置草图(图3.2)

表3.1楼面活荷载、梁跨度及梁截面一览表

楼面活荷载次梁跨度主梁跨度/主梁bxh次梁bxh

序号姓名v

标准值/(kN/m2)/mm/mm/mm/mm

1560006600250x650200x450

2560006600300x600200x450

35.560006600300x600200x450

45.560006600250x650200x450

5660006600250x700200x450

6660006600300x650200x450

76.560006600300x650200x450

86.560006600250x700200x450

9760006600250x700200x450

10760006600300x650200x450

11560006000300x550200x450

12560006000250x600200x450

135.560006000250x600200x450

145.560006000300x550200x450

15660006000300x600200x450

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