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                        九江市某小學教學樓設計

                        添加時間:2020/08/10 來源:九江學院 作者:周鈺旸
                        在豎向荷載作用的近似計算中,我采用彎矩二次分配法;水平荷載作用下的計算采用D值法。此外還包括有梁、柱、樓梯、基礎及樓蓋的截面配筋計算。用PKPM軟件進行電算,考慮了框架的整體空間作用,并將電算結果與手算結果進行了比較。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘要

                          畢業設計是專業課教學的綜合實踐性教學環節,是對大學四年來所學內容的復習和鞏固。本次畢業設計主要包括建筑設計和結構設計,畢業設計說明針對設計過程的每一步都進行了詳細的介紹。建筑設計說明介紹了平面選型的確定,平面組合的選擇,材料的選擇及主體結構每部分的具體作法;結構設計說明中介紹了結構的類型和布置方式,截面尺寸的初估,施工材料的選擇和施工要求;結構計算書中,選取了柱網中的一榀框架進行了詳細計算。在豎向荷載作用的近似計算中,我采用彎矩二次分配法;水平荷載作用下的計算采用D值法。此外還包括有梁、柱、樓梯、基礎及樓蓋的截面配筋計算。用PKPM軟件進行電算,考慮了框架的整體空間作用,并將電算結果與手算結果進行了比較。

                          關鍵詞  建筑設計,結構設計,結構內力計算,PKPM電算

                        教學樓設計

                        Abstract

                          The design projection for graduation is the practical teaching link of a synthesis profession instruction; instruction for design of graduation is base to the select of the program design and the produce design to expound and additional remarks. The direction of the graduation design contains the instruction of architect, structural and the calculation sheet of structural design, against every step of the design for a detailed introduce. The direction of architect introduces determination of plan ,the company of plane ,the choice of material and main points on designing cross section ;The direction of structural design introduces structural type and arrangement for structure ,estimation of section measurement ,select of material and demand during working ;In the consideration sheet of structure , choose one frame to design . It also contains the steel arrangement of stairs, foundation and canopy. Consider the effete of the space, Use the software of PKPM to structural calculate, and compare the result of PKPM with the autograph design.

                          Keywords  The direction of architect design ,The direction of structural design,  The consideration sheet of structure,  Use the software of PKPM to structural calculate,

                        目   錄

                          1 引言

                          土木工程專業的畢業設計是綜合性和實踐性極強的最后一個教學環節,是理論與實際相結合的訓練階段;是我們運用所學的基礎理論、專業知識和基本技能進行建筑、結構設計的重要實踐過程,涉及綜合運用建筑、結構、施工、設備和相關學科的基礎知識。這不僅是對大學四年所學知識的總結,也是對我們能力的一次考驗。

                          我這次的課題為九江市某小學教學樓設計,在指導老師的精心指導下,進行了本次畢業設計。本次畢業設計的主要目的是加深對理論和概念的理解,獨立系統的完成一項工程設計。由于畢業設計的時間較短,我們土木工程專業的學生本次畢業設計僅需完成該工程的建筑設計及結構設計兩部分,側重于結構計算。通過畢業設計,使我們初步了解運用建筑規范和國家標準圖集,初步掌握建筑設計的基本方法和步驟,了解建筑物的一些細部構造,進一步提高和訓練繪圖技巧,包括使用計算機繪制建筑圖及有關結構計算。

                          在設計中,一方面要把所學的知識運用到設計、施工中去,熟悉國家有關規范、條例和規程并知道如何去查找規范里的相關條文;本設計說明書主要包括中英文摘要、設計任務書、建筑設計(包括總平面圖、平面圖、立面圖、剖面圖等)、框架結構設計、基礎設計以及其它附屬構件設計,基本上是一個比較全面的設計。在設計中運用了Auto-CAD、PKPM等一系列計算機輔助設計軟件,對自己的計算機知識和軟件運用能力有了一定的加強。

                          由于畢業設計是一種初步的嘗試,畢業設計時間倉促,涉及專業比較多,工作量較大,加上條件和水平所限,不可避免地存在疏漏與錯誤,敬請各位資深專家、老師們批評指正。

                          2 建筑設計部分

                          本設計為擬建九江市某小學教學樓,永久性建筑,建筑面積為5000m2左右,按規劃要求,層數為主體5層,框架結構形式,設計應滿足具體功能要求。

                          建筑設計在整個設計的過程中起著很大的作用,在這一階段,我們應該考慮到建筑的外觀的造型美觀,布局的合理與否,是否舒適,光線是否充沛,保溫是否良好等。同時也應該考慮到經濟方面的要求?紤]到本建筑的實際要求與客觀方面的原因,以及"布局合理、美觀大方、設施完備、設計先進"等原則。使得此建筑設計成一座經濟、實用、堅固、美觀的教學樓。本次設計綜合考慮了建筑、結構、設備、造價等方面的因素,解決了建筑功能、環境保護、節能、建筑經濟等問題。具體如下:

                          建筑設計主要解決:環境、場地、體型;與人的活動有關的空間組織;建筑技術問題;建筑藝術和室內布置。

                          結構設計主要解決:結構形式;結構材料;結構的安全性、適用性和耐久性;結構的連接構造和施工方法。而我們所設計的課題在建筑和結構方面均有要求,我們所著重要解決的問題也正就于此。

                          建筑對教學的影響早就被人們所知,不僅代表著學校形象,它的設計還有益于教學工作的開展,以及為同學們提供一個好的學習環境,舒適的空間與構造對學校的文化的發展起著重要的作用。

                          過去學校只是供人們學習用的場所,而現在人們開始把學校當作該地區的核心性公共建筑。在城市中心地帶,學校成了重要的開放場所,它是形成城市景觀的重要因素。在小村莊里,學校還起到文化中心的作用,是該地區人們的精神寄托場所。就是說,教育建筑作為城市建筑和城鎮的核心建筑不能只有單一的教育功能,作為面向大眾開放的場所,它要有更高的格調和魅力,使在這里學習過的人一提到"學習"就會想到這里的學校建筑,學校固有的空間形象能為人們留下好的印象至關重要。

                          學校建筑要想達到這種效果,首先在建筑設計方面要滿足要求。第一要滿足建筑功能的要求,學校建筑主要是為了教學活動的需要而建。過去只要根據學校的類型規模、教學活動要求和條件來設置教學用房,但是隨著經濟的發展和人們物質生活水平的提高,對學生素質的要求也有所提高,為了達到"五美",致使學校建筑要求除了普通教室外還要有較好的辦公房屋,為老師良好的辦公環境、休息室、活動室、衛生間等用房,這就要求建筑功能要復雜多樣;第二要滿足建筑形象的要求。建筑既是物質產品又具有一定的藝術形象,不僅用來滿足使用要求,還應滿足人們精神和審美要求。建筑形象包括建筑內部空間組合、建筑外部體型、立面構圖、細部處理、材料的色彩和質感及裝飾處理等內容。良好的建筑形象會使學生在精神上得到滿足和享受,使其有好的心情去學習,進而提高教學質量。建筑功能和建筑形象是辯證統一的,既不可分割又相互制約,只有建筑功能和建筑形象同時滿足時,建筑設計才能達到好的效果。此外,建筑設計應考慮建筑與結構等相關的技術的綜合協調,以及如何以更少的材料、勞動力、投資和時間來實現各種要求,使建筑物做到適用、經濟、堅固、美觀。

                          本方案采用框架結構,框架結構是多層、高層建筑的一種主要結構形式。它的優點是建筑平面布置靈活,能獲得較大的使用空間,建筑立面容易處理,可以適應不同的房屋造型?蚣芙Y構是由梁、柱、節點及基礎組成的結構形式,橫梁和立柱通過節點連成一體,形成承重結構,將荷載傳至基礎。其特點是承重系統與非承重系統有明確的分工,支承建筑空間的骨架與梁,柱是承重系統,而分割室內外空間的圍護結構和輕質隔墻是不承重的,結構整體性好剛度大,抗震性好,開窗自由?蚣芸梢允堑瓤缁虿坏瓤绲,也可以是層高相同或不完全相同的,有時因工藝和使用要求,也可能在某層抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。

                          建筑物是社會物質和文化財富,它在滿足使用要求的同時,還需要考慮人們對建筑物在美觀方面的要求。

                          2.1 平面設計

                          房屋建筑平面空間處理問題,應根據建筑的性質和規模,結合基地條件和環境特點(包括現有地形、道路、綠化、朝向、原有建筑和設計管網等),建筑群體之間的空間處理,包括建筑群的體形組合協調,使建筑物之間的空地、庭院、廣場等空間感覺完整、尺寸比例適宜以及空間與空間之間的聯系得當等問題。還應對建筑物的各個使用房間進行功能分析,以確定其主次內外關系;注意與結構布置的關系。按照上述原則來確定該綜合樓的位置和布局,規劃基地范圍內的綠化、道路和出入口,保證與其它建筑物之間的平面距離,綜合考慮其通風和采光等,使其滿足使用要求和藝術要求。

                          所以我們在研究建筑群的空間構圖時,既要分析建筑空間構圖上的一些特征,又要考慮人們活動過程中對空間構圖所提出的要求。

                          根據房屋建筑學知識,在建筑總平面設計時,我們綜合考慮了以下幾個方面問題:

                         。1)  建筑群空間處理首先要考慮體形統一協調。

                         。2)  建筑群空間組合應與自然環境相配合

                         。3)  建筑群空間組合必須考慮人們活動的"動"、"靜"的效果。

                         。4)  建筑群的空間處理,與內部空間處理一樣,也應根據建筑功能程序和藝術要求考慮建筑空間的序列。

                         。5)  建筑群空間構圖還注意空間的層次與透視效果

                          局部平面,房間的布設應綜合考慮下面三個方面的要求:

                         。1)  使用方面的要求:任何房間的布設不但都應有必須的面積和體積,適宜的形狀和尺寸,以適合內部家具和設備的布置和使用活動的要求,而且還必須與其它房間和室外有合理的分隔與聯系。

                         。2)  環境方面的要求:任何房間一般都應有良好的采光,通風和日照等自然環境條件,而且在房間內一般還應有與使用要求相適應的衛生技術設備。給水、排水、照明、采暖等。

                         。3)  審美方面的要求:不管什么房間都應根據具體情況,考慮室內空間體形、比例、色彩、裝飾以及家具、設備布置等問題,以滿足人們精神上和審美上的要求。

                          平面設計是在初步確定的總體布局基礎上進行,從總體到局部,從原則到具體逐步深入。

                          在整體上,各種類型的民用建筑,從組成平面各部分面積的使用性質來分析,主要可以歸納為使用部分和交通聯系部分兩類。根據使用功能的要求,結合自然條件、經濟條件、技術條件(包括材料、結構、施工),來確定各個房間的大小和形狀,確定房間和房間之間以及室內與室外之間的分隔與聯系方式和平面布局,使綜合樓的平面組合滿足實用、經濟、美觀和結構合理的要求。無論是使用房間還是輔助房間,在平面設計中都要首先根據房間內部活動特點、使用人數的多少、家具和設備的多少來確定其面積的大小。在一般建筑中,使用房間最常見的平面形狀是矩形,因為梁板結構的布置以矩形最為經濟,而且矩形平面一般也有利于室內家具的布置和滿足使用活動的要求,在建筑組合設計中,也便于上下左右靈活組合。本次房間設計全部為矩形,且都能滿足上述要求。

                          辦公室按工作人數來確定開間和進深。開間一般取、、、等。柱距可按單開間或擴大開間取。采用擴大開間有利于平面布置較為靈活。具體確定柱距在滿足使用的基礎上同時考慮經濟性和施工條件,本設計采用的橫向不等跨設計。根據房間平面組合方式確定房屋跨數和跨度。單走廊平面一般采取三跨布置;雙走廊平面可以取三跨或五跨布置。本設計以三跨布置較為合理,縱向采取的組合方式,此時考慮到梁、板、柱、基礎的綜合經濟指標,適應當地的施工條件,柱網力求整齊劃一,以利于構件的統一化以及立面造型處理。

                          在單層或局部平面上,建筑平面是表示建筑物在水平方向各部分的組合關系及房間的具體設計。由于建筑平面通常較為集中地反映建筑功能方面的問題,因此從平面設計著手。但是,在平面設計中始終需要從建筑整體空間的效果出發,緊密聯系建筑剖面和立面,反復思考,認真推敲,不斷調整和修改平面。

                          建筑平面設計是方案設計的主要內容,它對是否滿足建筑物的使用功能起著決定性的作用。建筑功能多種多樣,所處的環境各不相同,因此平面設計沒有統一模式。這就給自由靈活的分隔空間創造了十分有利的條件?蚣芙Y構對建筑平面組合限制較少,各部分空間的大小和平面布置可按功能特點作不同的處理。但各空間的形式和平面尺寸應盡量與柱網的排列形式和尺寸協調。

                          2.2 剖面設計

                          建筑剖面設計是對各房間和交通聯系部分進行豎向的組合布局。它的主要內容有確定建筑物豎向各空間的組合關系、空間的形狀和尺寸、確定房間的剖面形狀、建筑各部分的高度及建筑物的層數,進行建筑剖面組合,研究建筑空間的利用。此外還要處理建筑剖面中的結構、構造關系等問題。建筑平面與剖面是從兩個不同的方向來表示建筑各部分的組合關系,因此,設計中的一些問題往往需要將平面和立面結合在一起考慮,才能加以解決。它與平面設計一樣,和建筑的使用、建筑造價、節約用地等有密切的關系,結合平面全面地進行考慮。

                          房間各部分高度的確定:

                          1、靜高和層高  從樓地面到室內天花或其它構件底面的距離叫凈高,凈高加上樓板層的結構,即該層的地坪面或樓板面到上層樓板面的距離叫層高。確定房間高度和剖面形狀的原則與確定房間的平面尺寸和形狀是一樣的。房間高度的確定主要考慮以下幾個方面:

                         。1)、人體活動及家具設備的要求:為保證人們的正;顒,一般情況下,室內最小凈高應使人舉手不接觸到頂棚為宜。為此房間的凈高應不低于2.2m.

                         。2)、采光、通風的要求:除了和平面中窗戶的寬度及位置有關外,還和窗戶在剖面中的高低有關。當房間采用單側采光時,通常窗戶上沿離地的高度,應大于房間進深長度的一半。當房間允許兩側開窗時,房間的凈高不小于總深度的1/4.房間的通風要求,室內進出風口在剖面上的高低位置,也對房間凈高有一定影響。

                         。3)、結構高度及其布置方式的影響:在滿足房間凈高要求的前提下,其層高尺寸隨結構層的高度而變化。

                         。4)、建筑經濟效果:在滿足使用要求和衛生要求的前提下,適當降低層高可相應減小房屋的間距,節約用地,減輕房屋的自重,改善結構受力情況,節約材料。

                         。5)、室內空間比例:在合理地確定房間的高度的同時,還應注意房間的高度比例。給人以適宜的空間感覺。面積大的房間高度要高一些,面積小的房間則可適當降低。

                          房間的高度,也是反映建筑標準和建筑經濟的一個方面。因為建筑體積和造價有密切的關系,所以適當降低房間的層高,降低整幢建筑的高度,對減輕建筑自重、改善結構受力有重要的意義,同時也是是降低建筑造價的措施之一。綜合考慮上述因素,我們認為:使用要求是決定房間尺寸和形狀的主要因素,但在滿足基本使用的條件下,結構的經濟合理,構件的規格等等,又往往成為決定具體尺寸的重要因素。教學樓層高以3.3m-4.2m為宜。本工程底層層高定為4.2m,以上各層均為3.6m.

                          室內外高差:為防止室外雨水流入室內并防止墻身受潮,所以要將室內地面適當抬高。但一般建筑從使用方便出發,室內外高差不宜過大,一般取、等。

                          2、門的設計與布置

                          在建筑設計中,各種門的設計與布置,包括確定門的大小、數量、位置和開啟方式等等,對于人流活動、家具布置、內部窨使用以及安全疏散等影響很大。因此,對門必須進行精心設計。門的形式可以分為:平開門、彈簧門、推拉門、折疊門、轉門等。本建筑采用的是平開門?紤]到此門的一些優點。比如:平開門的構造簡單,開啟靈活,加工制作簡便,易于維修,是建筑中在常見、使用最廣泛的門。門的尺度通常是指門洞的高度尺寸。一般民用建筑門的高度不宜小于2100mm.門的寬度為:單扇700-1000mm,雙扇1200-1800mm.

                          對門的設計主要考慮了以下幾點:(1) 根據功能要求確定門的大;(2) 根據使用的具體要求確定門的數量。

                          3、窗的設計和布置

                          房間中窗子的大小、形式和位置,對室內采光、通風、日照和使用等功能要求,對建筑物的裝門面構圖,都有很大關系,設計時應根據各方面要求綜合考慮。窗的形式一般按開啟方式定?梢苑譃椋浩介_窗、固定窗、懸窗。本建筑采用的是鋁合金塑鋼窗。窗的尺度主要取決與房間的采光、通風、構造做法和建筑造型等要求,并要符合現行的有關規定。為使窗堅固耐久,一般平開窗的窗高度為800-1200,寬度不宜大于500,推拉窗高寬均不宜大于1500mm.采用鋁合金門窗是因為其有以下的特點:質量輕、密封性好、氣密性、水密性、隔聲性、隔熱性均優于木門窗;耐腐蝕、堅固耐用。

                          采光是窗的主要功能,室內采光的優劣,一方面取決于的平面和剖面的尺寸和形式;另一方面也與窗的方位、位置、大小、形狀、窗子的透光程度、窗前的遮擋情況、以及室內墻反光能力等因素有關。房間所需采光面積大小,在一般民用和工業建筑中,常常參考實踐經驗所得的窗面積和地面面積來進行設計。

                          窗子的大小、數量,還應考慮經濟條件和當地的氣候條件,因為窗的造價比墻貴,而且窗子的保溫、隔熱性能比墻差。在設計窗的位置時,考慮了下列問題:

                          1、窗的位置應很好地考慮房間內部的使用情況。

                          2、窗子大都兼有通風的作用,因此房間的窗子位置應與門的位置一起考慮,最好把窗開在門對面的墻上或離門較遠的地方,以使房間盡可能得到穿堂風。

                          3、窗子的位置還考慮了立面的要求,使立面構圖整齊諧調,不致雜亂無章,影響立面的效果。

                          室內光線的強弱和照度是否均勻,不僅與窗在平面中的寬度和位置有關,而且還與窗在剖面中的高低有關。房間內光線的照射深度主要取決于側窗的高度,側窗上沿越高,光線的照射深度越遠,一般房間的窗臺高與工作面相協調,可取。進深較大的房間,為避免室內遠離窗口處的照度過低,可適當提高窗上沿的高度。垂直交通包括三步樓梯及兩部電梯。門的高度根據人體尺寸來確定,窗高要滿足通風采光要求。

                          教學樓由功能不同,大小不同的房間組合,在空間組合時考慮人流的分配和對外聯系,以減少干擾并簡化交通疏散設計。

                          2.3 立面設計

                          建筑外形反映內部空間和空間組合的情況。建筑外形還反映不同的技術條件、不同的自然條件以及不同的民族特點。立面設計是為了滿足使用功能和美化環境的需要而進行的。同時,還可起到改善環境條件、保護結構和裝飾美化建筑物的作用。并且要考慮它的耐久性、經濟性;正確處理與施工技術的關系。

                          所以完整的立面設計,并不只是美觀問題,它和平、剖面的設計一樣,同樣也有使用要求、結構構造等功能和技術方面的問題,但是從房屋的平、立、剖面來看,立面設計中涉及的造型和構圖問題,通常較為突出。建筑外形不是設計者主觀臆造出來的,它是功能、結構體系和內部空間組合等合乎邏輯的反映;建筑外形也不是建筑內容的簡單反映或直接表現,而是在建筑功能、技術、經濟等各種條件制約下,根據建筑藝術表現的要求和建筑形式美的構圖規律,進行加工創作而成的。

                          不同的功能要求具有不同的建筑空間,而不同的建筑空間又形成不同的建筑外形,這種關系首先表現在建筑外部的體形組合上,其次也表現在立面上許多構件和構件的組合上。建筑立面可以看成是由許多構部件所組成:它們有墻體、梁柱、墻墩等構成房屋的結構構件,有門窗、陽臺、外廊等和內部使用空間直接連通的部件,以及臺基、勒腳、檐口等主要起到保護外墻作用的組成部分。恰當地確定立面中這些組成部分和構部件的比例和尺度,運用節奏韻律、虛實對比等規律,設計出體型完整、形式與內容統一的建筑立面,是立面設計的主要任務。

                          建筑物的外墻做散水,主要是為了迅速排除靠墻體的地面水并堵住地面水沿墻腳向下滲透,以減少墻腳基礎受水侵蝕的可能性。散水是將外墻四周地面做成向外傾斜的坡道,以便將水導至遠離墻腳處。由于散水附屬在外墻底部,當墻身下沉時,在交接處容易產生裂縫而滲水。解決辦法可在接縫處嵌以瀝青油膏,或將勒腳做至散水面以下。本次設計的散水寬度為900mm,坡度為3%.

                          女兒墻是屋頂上直接受到風吹雨淋的一個構件,如果沒有適當的防水措施,雨水就有可能順女兒墻滲入室內,女兒墻的外飾面材料也可能因此而破壞。防止女兒墻滲水的辦法主要是在女兒墻的墻身中鋪設油氈防水層,或把屋面防水層鋪過女兒墻。本次綜合樓設計中,為了安全和美觀的需要,設置了女兒墻,女兒墻高。并充分考慮了女兒墻的抗震和防水。女兒墻對屋面防水和抗震是不利的,因此在沒有必要做女兒墻的地方,如為了安全和美觀確有需要時,應充分做好防水和抗震的措施。

                          勒腳是外墻接近室外地面處的表面部分,其作用:一是保護墻身不受外界雨、雪的侵襲而受潮、受凍;二是加固墻身,以防因外界機械性破壞而使墻身受損;三是對建筑物立面處理產生一定效果。

                          根據勒腳的作用,勒腳應選用防水性、耐久性較好,并有一定裝飾效果的材料。本次綜合樓外墻勒腳采用1:2水泥砂漿粉刷,高度為600 mm.這種勒腳的優點是造價低,施工方便,.缺點是比較脆、容易裂,日久常有起殼剝落現象,嚴重的會造成墻體的破壞。發生起殼剝落現象的主要原因:一是施工時墻面清洗濕潤不夠,以致在抹灰時砂漿中水份被磚墻吸收,使面層抹灰咬不住,從而造成了面層與基層的粘結,造成空鼓;二是當室內外高差較大時,地下的潮氣由室內填土進入勒腳墻體并停留在與外墻抹灰交接的孔隙間,由于地下潮氣往往含有堿性介質,經過外墻面的風吹日曬,潮氣揮發,堿性介質形成結晶,體積膨脹,致勒腳面層成片剝離脫落;三是由于散水坍陷,使抹灰開裂滲水,當水浸入勒腳后,由于凍融循環的影響,導致表面脫殼。

                          玻璃幕墻的設計,由于玻璃幕墻比較有質感,和其他裝飾方式相比,有施工簡單,造價底,效果好,被廣泛用于建筑的外墻裝飾,加上它可以有不同的顏色供設計人員選擇,搭配靈活,取得的效果較好,在關鍵位置布置,有畫龍點睛的效果,本結構在中間位置,雨棚上方設置一道玻璃幕墻,配上學校名字,有相互照應的效果。

                          建筑立面設計的步驟,通常根據初步確定的房屋內部空間組合的平剖面關系,例如房屋的大小、高低、門窗位置,構部件的排列方式等,描繪出房屋各個立面的基本輪廓,作為進一步調整統一,進行立面設計的基礎。設計時首先應該推敲立面各部分總的比例關系,考慮建筑整體的幾個立面之間的統一,相鄰立面間的連接和協調,然后著重分析各個立面上墻面的處理,門窗的調整安排,最后對入口門廊、建筑裝飾等進一步作重點及細部處理。

                          2.4 樓梯設計

                          樓梯間的尺寸,可根據建筑的尺寸,人流大小以及樓梯間的布置位置確定。樓梯的布置形式,由樓段、休息平臺的尺寸確定。在一般情況下,樓梯通向走道的平臺寬度可小些,只需保證梯段有適當后退,避免上下樓梯的人流與走道人流突然碰撞和擁擠。

                          設計樓梯時應考慮以下三個基本要求:

                          1、要滿足功能上的要求

                          樓梯的數量、位置、形式和樓梯的寬度、坡度均應該符合上下通暢、疏散方便的原則,樓梯間必須直接采光,采光面積應不小于1/12樓梯間平面面積。設置在公共建筑中的主要樓梯,有的需要富麗堂皇,有的需要精巧簡潔,應在樓梯形式、欄桿式樣、材料選用方面作精心設計,一般建筑則適當考慮美觀問題。

                          2、要滿足結構和建筑構造方面的要求

                          在建筑構造方面要滿足堅固與安全的要求,例如扶手、欄桿和踏步之間應有牢固的連接,選用欄桿式樣也應注意花飾形式。桿件與桿件的間距應考慮防止發生意外事故。

                          3、要滿足防火、安全方面的要求

                          樓梯的間距和數量,應根據建筑物的耐火等級,滿足防火設計規范中民用建筑及工業輔助建筑安全出口所規定的要求。這樣樓梯才有足夠的通行和疏散能力,此外還應注意在樓梯間四周的墻,不準有凸出太多的磚柱、磚礅、散熱片、消防栓等構件,防止人在緊急疏散通行時受阻而發生意外。在樓梯間內除必須的門以為,不準另外設置門、窗,防止火災發生時,火焰竄出和煙霧蔓延、擴散到樓梯間而使樓梯失去通行疏散作用。

                          樓梯材料的選用應該考慮建筑物的耐火等級,同時還應結合考慮材料的耐磨、防滑、易清潔和美觀等要求。此外,設計樓梯時尚需考慮到經濟和施工的方法。

                          樓梯的位置與防火疏散、出入口位置、建筑物平面關系和藝術要求有關。主要樓梯安排在主要出入口附近,將次要樓梯安排在建筑物的盡端。

                          2.5 構造和建筑設計措施

                          建筑不僅要滿足人們生產、生活等物質功能的要求,而且要滿足人們精神文化方面的要求。為此,不僅要賦予現實用屬性,同時,也要賦予它美觀的屬性。建筑的美觀主要是通過內部空間及外部造型的藝術處理體現,同時,涉及到建筑的群體空間布局,而其中建筑物的外觀形象經常地,廣泛地被人們所接觸,對人的精神感受上產生的影響尤為深刻。建筑體型和立面設計是整個建筑設計的重要組成部分,要滿足使用功能,物質技術條件,環境條件及社會經濟條件等要求。

                          2.5.1 墻體

                          根據墻體在平面上所處位置不同,有內墻和外墻、縱墻和橫墻之分。凡位于房屋內部的墻體統稱為內墻,它主要起分隔房間的作用;位于房屋周邊的墻體統稱為外墻,它主要是抵御風、霜、雨、雪的侵襲和保溫、隔熱,其圍護作用;沿建筑物短軸方向布置的墻體稱為橫墻,有內橫墻和外橫墻之分。在一片墻上,窗與窗或窗與門之間的墻體稱為窗間墻,窗洞下部的墻稱為窗下墻。墻體按結構受力情況分為承重墻和非承重墻。此結構墻體均為非承重墻。非承重墻雖不承受外來荷載,但承受自身重量,下部有基礎的墻稱為自承重墻。僅起分隔房間的作用,自身重量由樓板或梁來承擔的墻稱為隔墻?蚣芙Y構中,填充在柱子之間的墻又稱為填充墻。

                          墻體應滿足以下幾個要求:要有足夠的強度和穩定性,滿足保溫、隔熱等熱工方面的要求,滿足隔聲要求,滿足防火要求及抗震要求。為滿足抗震要求,應設置貫通的圈梁,使其具有一定的延伸性,減緩墻體的酥碎現象產生。墻腳和勒腳受到土壤中水分的侵蝕,致使墻身受潮,墻面層脫落,影響衛生環境,應做好防潮工作。墻體材料采用現在運用較為廣泛的粉煤灰輕渣空心砌塊。門窗過梁用來支承門窗洞口上墻體的荷重,本工程采用鋼筋混凝土過梁。有些部位的窗戶則無需過梁,直接位于框架梁之下。

                          2.5.2 樓地層

                          樓地層包括樓板層和地坪層,是水平方向分隔空間的承重構件,樓板層分隔上下樓層空間,地坪層分隔大地與底層空間。樓板是房屋的水平承重構件,樓板層由面層、樓板、頂棚三部分組成,必須滿足足夠的強度和剛度;隔聲、防火、熱工;建筑經濟等要求。本工程采用現澆鋼筋混凝土樓板,該樓板具有堅固、耐久、剛度大、強度高防火性能好等優點,當前應用比較普遍,F澆樓板經常與現澆梁一起澆筑,形成現澆梁板。本工程正是采用的梁板式樓板。樓地面采用大理石地面,該種地具有良好的耐磨性,耐久性、防火性,并具有質地美觀、高貴典雅、表面光潔,易清潔等優點。

                          地面層是人們日常生活、工作、生產時經常接觸的地方,也是建筑物中經常經受磨擦、洗刷和承受壓力的部分。因此,對滿足各種使用功能要求、藝術要求以及經濟要求等才有較大影響,設計時必須綜合考慮,重點解決。例如對使用頻繁的大廳,應具有足夠的堅固性,即在各種外力作用下不易被磨損,不起灰,而且還應考慮平整、光潔等美觀以及防滑等要求。地面應考慮隔聲,使人行走時不致產生過大的噪聲。浴廁、開水房的地面,則要求防水、防潮,而且要注意易于清掃;對一些有特殊要求的房間,地面還要考慮耐酸、耐堿、耐腐蝕、耐高溫等要求。

                          此外,由于地面面積較大,技術要求較高,施工比較費時、費工,特別當采用高級材料時,則更應全面考慮材料、施工、經濟指標等要求。

                          地面構造的設計主要是:選擇面層材料,確定基本構造方案及解決特殊構造要求,如:防水、隔音、防油、防酸堿等;進行細部節點處理,如不同地面交接處構造、變形縫構造等。

                          樓地面主要是用來分隔上下空間,它既是上層的地面,又是下層的天花,因此在設計時綜合考慮了上下兩層的要求。對樓板要求能隔聲,底層的地面則要求注意了防潮。

                          2.5.3 屋頂

                          屋頂是房屋頂層覆蓋的外圍護結構,它的主要功能是為建筑提供一個良好的內部使用空間環境,因此它具有能夠抵御自然界中的風、雨、雪、霜的干擾,太陽輻射,氣溫晝夜的變化和各種外界不利因素對建筑物影響的能力,同時屋頂也是建筑造型的重要組成部分。屋頂的組成包括屋面、支承結構和頂棚。屋頂按其外形一般分為平屋頂、坡屋頂、其它形式的屋頂由于屋頂覆蓋在房屋的最好上面,因此屋頂的防水的問題就特別突出。防止屋面漏水是要解決的首要問題,也是保證建筑室內空間能夠正常使用的先決條件。為解決這一問題,應從兩方面入手,一方面選擇好的屋面防水材料,不讓屋頂產生漏水現象;另一方面,組織設計好屋面的排水坡度將雨水引向雨水口,以達到使屋面雨水迅速排走,不在屋頂產生積水現象。

                          南方夏季炎熱,強烈的太陽光輻射屋頂,屋頂只有采取相應的隔熱措施,才能保證大量的熱量不會通過屋頂傳入市內。本工程采用外檐溝排水。采用鋼筋混凝土檐溝,為防止傾覆,采用現澆式。屋面采用剛性防火屋面,其構造簡單,施工方便,造價較低。屋頂覆蓋在房屋的最上面,要起到防止自然界風霜雨雪、陽光、灰砂等侵襲和防水、保溫、隔熱等作用,有時還要考慮人們在上面使用。屋頂擱置上墻上,除承擔本身的重量外,還要承受人、物、風雨和積雪等外力,所以屋頂設計要考慮和解決防水、保溫、承重這三面問題。

                          屋頂的防水和排水是靠必要的防水材料,通過適當的構造處理而形成的,防水效果的好壞與材料和構造組織的好壞有很大關系。屋面防水基本方法有兩種:一是"導"的方法,即利用屋面坡度將防水構件互相搭接鋪蓋,把屋面雨水因勢利導地迅速排除,使滲漏的可能性縮到最小范圍。二是"堵"的方法,即利用防水材料,堵塞屋面防水構件的縫隙,做到無縫無孔,以防止雨水滲漏。

                          屋面排水設計,主要解決以下兩個問題:

                          1、決定適宜的排水坡度

                          為了排除雨水,屋面就需要有一定的坡度。坡度越大,排水越暢。但當坡度過大,會給施工和結構布置造成不利條件。在一般情況下,坡屋頂的坡度對排水要求是沒總是的,對綜合樓這樣的平屋頂來說,屋面坡度采用2%為適宜。坡度在工地上有時也用泛水來表示,屋面泛水就是屋脊標高與檐口標高的差值。綜合樓設計屋頂坡度采用墊置坡度。也稱填坡或構造找坡,一般在水平鋪設的預制屋面上,用輕質材料填出屋面排水坡度。

                          2、合理組織排水系統

                          合理組織的水系統,主要根據屋面高低、跨度大小、變形縫位置等,劃分排水區段、確定屋面的排泄水方向和檐口的排水方式本工程采用外挑天溝女兒墻平屋頂,屋面分水線排水坡度為2%,檐溝內墊置出1%橫向坡度。雨水從屋面穿過女兒墻流入天溝內,雨水順天溝坡度流入雨水管口。

                          結合教學樓樓屋面特點,我們采用剛性防水,就是利用水泥及其制品(水泥砂漿、混凝土、鋼筋混凝土)的高滲性做成的屋面防水層。剛性防水屋面與柔性防水屋面比較,其特點是便于結構形式復雜的屋面的防水;便于上人使用;除少量熱瀝青刷面外基本上擺脫了高溫操作;材料來源廣,比柔性防水便宜;耐久性較好,維修比較方便。

                          剛性防水層的基本材料是水泥、砂、石,它的基本防水原理是利用水泥制品的密實性來抵抗水分的滲透,因此它的抗滲能力與制品的密實程度有著密切的關系。提高剛性防水材料的密實性主要通過改進顆粒級配、合理控制水灰比及良好的施工質量而獲得的。為了進一步提高抗滲性能,在剛性防水材料中,也可以摻入一些防水劑。綜合樓防水層屋面做法是:鋼筋混凝土樓板上為20厚1:3水泥砂漿找平,上面為保溫層,再用20厚水泥砂漿找平,上面為隔離層,結構層采用40厚C20細石混凝土,內配?4@150雙向鋼筋 <mailto:內配?4@150雙向鋼筋>,最上面的面層為青色防滑地磚。

                          本設計工程建筑設計力求給人一種均衡、和諧的感覺,與環境融于一體,充分體現了建筑物的功能,通過巧妙組合,使建筑物創造了優美、和諧、統一而又豐富的空間環境,給人以美的享受。






                        建筑圖

                          3 結構設計部分
                          3.1 工程概況
                          3.1.1 項目名稱
                          3.1.2 建設地點
                          3.1.3 工程概況
                          3.1.5工程地質條件
                          3.1.6 地震烈度
                          3.2 設計依據

                          3.3 結構布置
                          3.4 截面初估
                          3.4.1 柱截面尺寸
                          3.4.2 梁截面尺寸
                          3.4.3 板截面尺寸
                          3.5 計算簡圖及剛度計算
                          3.5.1 柱線剛度
                          3.5.2 梁線剛度
                          3.5.3 計算簡圖

                          3.6 荷載統計
                          3.6.1 屋面恒載
                          3.6.2 樓面恒載
                          3.6.3 梁自重
                          3.6.4 柱自重
                          3.6.5 墻體自重
                          3.6.6 欄桿自重
                          3.6.7 活荷載標準值
                          3.6.8 荷載傳遞路線
                          3.6.9 框架梁線荷載計算
                          3.6.10 柱頂集中荷載計算
                          3.6.11 風荷載計算
                          3.6.12 地震作用計算

                          3.7 結構變形驗算
                          3.7.1 質點的水平地震作用標準值
                          3.7.2 剪重比驗算
                          3.8 地震作用下的內力分析
                          3.8.1 各柱每樓層的反彎點高度計算
                          3.8.2 平地震作用下柱端彎矩計算
                          3.9 風載作用下的內力分析
                          3.9.1 各柱每樓層的反彎點高度計算
                          3.9.2 風載作用下柱端彎矩計算
                          3.9.3 由結點平衡求得梁端彎矩

                          3.10 豎向荷載內力分析
                          3.10.1 由均布恒荷載在屋面處引起的固端彎矩
                          3.10.2 由均布恒荷載在樓面處引起的固端彎矩
                          3.10.3 由均布活荷載在樓面、屋面處引起的固端彎矩
                          3.10.4 用彎矩二次分配法求解恒載或活載作用下的彎矩
                          3.11 荷載效應組合
                          3.12 內力調整
                          3.12.1 強柱弱梁原則
                          3.12.2強剪弱彎原則
                          3.13 柱截面設計(以底層A柱為例)
                          3.13.1 正截面承載力計算
                          3.13.2 斜截面受剪承載力計算
                          3.13.3 其余各柱垂直于彎矩方向的承載力驗算
                          3.13.4 其余各柱受剪承載力驗算

                          3.14 框架梁截面設計
                          3.14.1 跨中最大正彎矩
                          3.14.2 正截面受彎承載力計算
                          3.14.3 斜截面受剪承載力計算
                          3.15 框架節點抗震驗算
                          3.15.1 底層A柱節點進行抗震驗算
                          4 樓板計算
                          4.1 標準層樓板
                          4.1.1 荷載設計值
                          4.1.2 樓板計算
                          4.2 頂層樓板
                          4.2.1 荷載設計值
                          4.2.2 樓板計算

                          5 樓梯計算
                          5.1 一號樓梯計算(底層)
                          5.1.1 梯段板計算
                          5.1.2 平臺板設計
                          5.1.3 平臺梁設計
                          5.2 一號樓梯計算(標準層)
                          5.2.1 梯段板計算
                          5.2.2 平臺板設計
                          5.2.3平臺梁設計
                          5.3 二號樓梯計算(底層)
                          5.3.1 梯段板計算
                          5.3.2 平臺板設計
                          5.3.3平臺梁設計

                          5.4 二號樓梯計算(標準層)
                          5.4.1 梯段板計算
                          5.4.2 平臺板設計
                          5.4.3 平臺梁設計
                          6 基礎設計
                          6.1 ⑤軸框架A柱獨立基礎設計
                          6.1.1 初步確定基礎高度、埋深
                          6.1.2 確定基礎地面面積
                          6.1.3 驗算偏心距
                          6.1.4 驗算基底最大壓力
                          6.1.5 驗算基礎高度
                          6.1.6 基礎底板配筋

                          6.2 ⑤軸框架B柱獨立基礎設計
                          6.2.1 初步確定基礎高度、埋深
                          6.2.2 確定基礎地面面積
                          6.2.3 驗算偏心距
                          6.2.4 驗算基底最大壓力
                          6.2.5 驗算基礎高度
                          6.2.6 基礎底板配筋

                          7 PKPM計算書

                        結 論

                          轉眼間幾個月過去了,我們的畢業設計也接近尾聲了。此時此刻,回想這幾個月來的點點滴滴,才發現其實我們在這段時間里收獲得了很多。經過四年的基礎與專業知識的學習,培養了我獨立做設計的能力。在老師的指導和同學的幫助下,我成功地完成了這次的設計課題--徐州市育才小學教學樓的框架結構設計。

                          此課題設計歷時約三個月,在這三個月中,我能根據設計進度的安排,緊密地和本組同學合作,按時按量的完成自己的設計任務。使我不僅溫習了《結構力學》、《鋼筋混凝土》、《建筑結構抗震設計》等知識,并且還借閱了《抗震規范》、《混凝土規范》、《荷載規范》等規范,通過所學的基本理論、專業知識和基本技能進行建筑、結構設計。

                          通過本次設計,我也感覺到了自己的優勢與不足。在沒有做畢業設計以前覺得畢業設計只是對這幾年來所學知識的單純總結,但是通過這次做畢業設計發現自己的看法有點太片面。畢業設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗,而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業設計使我明白了自己知識還比較欠缺,需要增大閱讀面。自己要學習的東西還太多,上課時聽老師講,總是覺得自己什么東西都會,什么東西都懂,有點眼高手低。通過這次畢業設計,我才明白知識是一個長期積累的過程,在以后的工作、生活中都應該不斷的學習,努力提高自己知識和綜合素質。知識必須通過應用才能實現其價值!有些東西以為學會了,但真正到用的時候才發現是兩回事,所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。所以我們在努力學習文化知識的時候也需要聯系實際,經常去工地看看,量的積累是需要一個臺階才能實現質的飛躍,而這正是實踐。

                          在整個設計中我懂得了許多東西,也培養了我獨立工作的能力,樹立了對自己工作能力的信心,相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力,使我充分體會到了在創造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的很辛苦,但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業設計的最大收獲和財富,使我終身受益。

                          本文從設計初期到定稿,歷時數月。

                          在本設計論文完成之際,首先要向我的導師致以誠摯的謝意。在畢業設計過程中,老師給了我許許多多的幫助和關懷。老師學識淵博、治學嚴謹,平易近人,在老師的悉心指導中,我不僅學到了扎實的專業知識,也在怎樣處人處事等方面收益很多;同時他對工作的積極熱情、認真負責、有條不紊、實事求是的態度,給我留下了深刻的印象,使我受益非淺。在此我謹向老師表示衷心的感謝和深深的敬意。

                          另外,衷心感謝幫助過我的同學們,在我畢業論文寫作中,與他們的探討交流使我受益頗多;同時,他們也給了我很多無私的幫助和支持,我在次深表謝意。

                          最后,我也要感謝我的母校,是她提供了良好的學習環境和生活環境,讓我的大學生活豐富多姿,為我的人生留下精彩的一筆。 學海無涯,學無止境。明天,將是我終身學習另一天的開始。

                          參考文獻
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