淮阴工学院框架结构毕业设计计算书

淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 页 共 页目 录1 引言 .12 建筑设计说明 .12.1 建筑平面设计 .22.2 建筑剖面设计 .42.3 建筑立面设计 .62.4 楼梯设计 .72.5 构造和建筑设计措施 .83 结构设计说明 .103.1 结构体系的选择 .103.2 结构初估 .113.3 基本假定与计算简图 .113.4 荷载计算 .123.5 内力计算及组合 .123.6 基础设计 .123.7 施工材料 .133.8 施工材料及其它要求说明 .134 框架结构设计 .134.1 结构选型与布置 .134.2 计算简图 .154.3 框架内力计算 .274.4 框架内力组合 .504.5 框架梁、柱截面设计 .574.6 楼梯结构设计 .744.7 现浇楼面板设计 .784.8 基础设计 .845 电算 .91结 论 .11致 谢 .120参 考 文 献 .121淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 1 页 共 121 页1 引言在四年大学里最后一个学习环节,毕业设计是至关重要的,起到了承前启后的作用，学完专业课程不等于会做设计,而毕业设计是把在课堂学到的专业知识运用到实践中去,为即将踏上工作岗位作好强实的基础。这和其他学习环节不同，毕业设计要求在指导老师的指导下，独立系统地完成一项工程设计，解决与之相关的问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法代替的重要作用。我这次的课题为宿迁市淮海技师学院综合楼工程,在钱芳芳老师的指导下，进行了本次毕业设计。本次毕业设计分建筑设计和结构设计两部分，建筑设计包括建筑平面图、剖面图、立面图；结构设计包括上部结构设计、基础设计以及楼梯、楼板设计。本次设计采用结构软件 PKPM 进行复核，图纸全部用计算机绘制，说明书全部用计算机打印。本设计说明书主要包括中英文摘要、设计任务书、建筑设计（包括总平面图、平面图、立面图、剖面图等）、框架结构设计、基础设计以及其它附属构件设计，基本上是一个比较全面的设计。在设计中运用了 Auto-CAD、PKPM 等一系列计算机辅助设计软件，对自己的计算机知识和软件运用能力有了一定的加强。本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计复习和巩固了以前所学知识，专业知识：如结构力学、混凝土结构设计原理、混凝土结构设计、房屋建筑学、高层建筑结构、基础工程、工程抗震等；基本技能：如 Auto CAD 绘图、PKPM 计算、Word编辑、Excel 表格等把主要课程联系成一个完整的体系，并运用于设计中；本次毕业设计培养了我进行独立设计的基本能力和团队团结的力量，为毕业后的工作打下了坚实的基础。在本次毕业设计中我的指导老师钱芳芳在百忙之中，倾注了大量时间和精力，给予了必要的指导，在此表示衷心的感谢。框架结构设计的计算工作量大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于毕业设计是一种初步的尝试，涉及专业比较多，加上条件和水平所限，不可避免地存在疏漏与错误，敬请各位评审老师批评指正。2 建筑设计说明本设计为宿迁市淮海技师学院综合楼设计，建筑面积为 3000m2左右，是一多功能的框架结构建筑物。设计应满足具体功能要求。具体功能要求为：淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 2 页 共 121 页1、普通教室、教员休息室、会议室、多媒体报告厅、书库、阅览室、实验室、传达室、卫生间等。2、采用内廊式通过毕业设计初步了解民用建筑设计原理，熟悉应用建筑规范和建筑标准图集。初步掌握建筑设计的基本方法和步骤，了解建筑各细部的构造做法。本着“满足建筑功能要求，采用合理的技术措施，具有良好的经济效果，考虑建筑美观要求，创造良好的视觉效果，符合所在地总体规划的要求”的原则设计学院综合楼。建筑设计在整个设计的过程中起着很大的作用，在这一阶段，我们应该考虑到建筑的整体造型是否美观，布局是否合理，光线是否充沛，保温是否良好等。本次设计综合考虑了建筑、结构、设备、造价等方面的因素，解决了建筑功能、环境保护、节能、建筑经济等问题。2.1 建筑平面设计由于建筑平面通常最能表达建筑的功能要求，因此建筑设计往往最先从平面设计入手。建筑平面设计的核心是流线分析及不同功能分区的组合联系。在平面设计中，始终需要从建筑整体空间组合的效果来考虑，应该紧密联系剖面和立面设计的可能性和合理性，不断调整、修改平面，反复深入，才能取得最好的空间组合效果。根据房屋建筑学知识，在建筑总平面设计时，我们综合考虑了以下几个方面问题：(1) 合理确定每个房间的开间、进深，以及满足房间的功能要求。(2) 合理确定房间的门窗位置、大小、数量，以满足采光、通风要求。(3) 结合建筑功能要求，合理的解决平面各组成部分之间的联系与分隔之间的相互关系，妥善安排不同功能空间的位置。(4) 选择合适的交通联系方式，组织好建筑内部及内外部之间的交通联系。(5) 考虑结构布置、构造处理和施工的合理性，节约工程造价。平面设计是在初步确定的总体布局基础上进行，从总体到局部，从原则到具体逐步深入。建筑平面图主要反映建筑的功能，它即表示建筑物在水平方向的组合联系，又反映各建筑空间与围合它们的垂直构件之间的相关联系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手。但是在平面设计中，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。从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 3 页 共 121 页为使用部分和交通联系部分两类。（1）使用部分的平面设计使用部分是指各类建筑物中的主要使用房间和辅助使用房间。在本次毕业设计中主要使用房间的设计充分考虑了以下几点：(1)房间的面积、形状、尺寸，使得它们满足室内使用活动和设备合理布置的要求；(2)合理确定门窗的大小和位置，使得房间出入方便，疏散安全，采光通风良好；(3)房间的构成使结构布置合理，施工方便，有利于房间之间的组合，所用材料符合相应的建筑标准；(4)室内空间、顶棚、地面、各个墙面和构件细部，考虑了人们的使用和审美要求。（5）机要部门办公室应相对集中，与其他部门宜适当分隔。门窗设置：房间门的作用是提供人出入和各房间交通联系，有时也兼采光和通风。窗的主要功能是采光和通风，同时门窗也是外围护结构的组成部分。门常用的开启方式有：平开门、弹簧门、推拉门、折叠门、转门等。本建筑采用的是平开门。考虑到此门的一些优点。比如：平开门的构造简单，开启灵活，加工制作简便，易于维修，是建筑中在常见、使用最广泛的门。门的尺度通常是指门洞的高度尺寸。教学楼的门应符合下列要求；门洞口宽度不应小 1.00m，高度不应小于 2.10m。窗的位置主要从采光和通风两个方面进行考虑。窗的形式一般按开启方式定。可以分为：平开窗、固定窗、悬窗、推拉窗等。本建筑采用的是铝合金塑钢窗。窗的尺度主要取决与房间的采光、通风、构造做法和建筑造型等要求，并要符合现行的有关规定。采用铝合金门窗是因为其有以下的特点：质量轻、密封性好、气密性、水密性、隔声性、隔热性均优于木门窗；耐腐蚀、坚固耐用。门窗位置：设计中将所有的房间门都开向内廊，以内廊相连。辅助房间是指为主要使用房间提供服务的房间。辅助使用房间的设计原理、原则和方法与主要使用房间基本相同。但由于在这类房间中大都布置有较多的管道、设备，因此，房间的大小及布置均受到设备尺寸的影响。同时，这些房间的平面布置要紧凑，与主要房间既联系方便，又适当隔离和隐蔽，而且采光、通风好。（2）交通联系部分的平面设计交通联系部分设计是否合理，不仅直接影响到建筑物内部各部分之间联系通行是否方便，还在很大程度上影响建筑的工程造价、用地、平面组合方式等。淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 4 页 共 121 页交通联系部分包括水平交通空间（走廊），垂直交通空间（楼梯、坡道），交通枢纽空间（门厅、过厅）等。交通联系部分的设计要求有足够的通行宽度，交通线路简捷明确，联系便捷，互不干扰，通风采光良好等几点。走廊是连接各个房间、楼梯和门厅部分，解决房屋中水平联系和疏散问题，是建筑中最大量使用的交通联系部分 。综合楼的走廊是完全为交通需要而设置的。在本次毕业设计中，走廊的宽度和长度都充分考虑了人流通行、安全疏散、防火规范、走道性质、空间感受。走道的采光通风依靠天然采光和自然通风。走道最小净宽：走道长度40m 时单面布置房间走道最小宽度取 1.30m，双面布置房间最小宽度取 1.50。走道长度40m 时单面布置房间走道最小宽度取 1.50m，双面布置房间走道最小宽度取 1.80m。楼梯一般由楼梯梯段、楼梯平台和栏杆扶手三部分组成，是多层建筑中常用的垂直交通联系手段。本设计中，楼梯的形式采用平行双跑梯，使用方便。办公楼的墙面至扶手中心线或扶手中心线之间的水平距离即楼梯梯段宽度除应符合防火规范的规定外，供日常主要交通用的楼梯的梯段宽度应根据建筑物使用特征，按每股人流为 0.55+(00.15)m 的人流股数确定，并不应少于两股人流。00.15m 为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多的场所应取上限值。室内楼梯扶手高度自踏步前缘线量起不宜小于 0.90m。靠楼梯井一侧水平扶手长度超过 0.50m 时，其高度不应小于 1.05m。每个梯段的踏步不应超过 18 级，亦不应少于 3 级。普通（专用）楼梯踏步最小宽度为 0.26m(0.25m)；最大高度为 0.17 m(0.18m)。（3）建筑平面组合的设计影响建筑物平面组合设计的因素有很多，如建筑物的区分功能，房间的主次、内外关系，建筑物各使用部分的使用顺序和交通路线组织，结构类型，建筑造型等。在进行平面组合设计时，必须在熟悉各组成部分的基础上，紧密结合具体情况，来分析对平面组合的要求。同时，还必须考虑总体规划、基地环境对建筑单体平面组合的要求。建筑平面组合设计是对建筑整体功能的发挥、结构方案的选择、建筑空间造型及技术经济性等方面均有至关的影响，是建筑设计的关键环节。2.2 建筑剖面设计建筑剖面设计是根据建筑的功能要求、环境要求、经济等因素，来确定建筑物的剖面形状、高度、建筑空间的组合及利用。它的主要内容有确定建筑物房间的剖面形状、房屋淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 5 页 共 121 页各部分的高度、建筑空间的组合与利用。此外还要处理建筑剖面中的结构、构造关系等问题。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剖面结合在一起考虑，不断调整修改，使设计更加完善、合理。房间各部分高度的确定：1、净高和层高 从楼地面到结构层（梁、板）底面或顶棚下表面之间的垂直距离叫净高，该层楼的地面到上一层楼地面之间的垂直距离叫层高。确定房间高度和剖面形状的原则与确定房间的平面尺寸和形状是一样的。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：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。为此根据建筑分类，综合楼的净高应满足：一类建筑不应低于2.70m；二类建筑不应低于 2.60m；三类建筑不应低于 2.50m。建筑的走道净高不应低于2.20m，贮藏间净高不应低于 2.00m。（2）、采光、通风的要求：用房宜有良好的天然采光和自然通风，并不宜布置在地下室。办公室宜有避免西晒和眩光的措施。底层及半地下室外窗宜采取安全防范措施；高层及超高层建筑采用玻璃幕墙时应设有清洁设施，并必须有可开启部分，或设有通风换气装置；外窗不宜过大，可开启面积不应小于窗面积的 30，并应有良好的气密性、水密性和保温隔热性能，满足节能要求。全空调的建筑外窗开启面积应满足火灾排烟和自然通风要求。办公室、接待室、打字室、陈列室和复印机室等房间窗地比不应小于 16 。计绘图室、阅览室等房间窗地比不应小于 15 。（3）、结构高度及其布置方式的影响：在满足房间净高要求的前提下，其层高尺寸随结构层的高度而变化，结构层愈高，则层高愈大。（4）、建筑经济效果：在满足使用要求、采光通风、室内观感等前提下，适当降低层高可相应减小房屋的间距，节约用地，减轻房屋的自重，减少围护结构面积，节约材料，降低耗能。（5）、室内空间比例：在合理地确定房间的高度的同时，还应注意房间的高度比例。面积大的房间高度要高一些，面积小的房间则可适当降低，因为不同的比例尺度往往给人以不同的心理感受。房间比例应给人以适宜的空间感觉，一般民用建筑的空间比例，高宽比在 1:1.5-1:3 之间比较合适。2、窗台的高度：淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 6 页 共 121 页窗台的高度主要根据室内的使用要求、人体尺度、家具和设备的高度来确定。一般民用建筑，窗台高度主要考虑方便人们工作、学习，保证书桌上有充足的光线，窗台过高，书桌将全部或大部分处于阴影处，影响使用效果。因此一般取高度为 900-1000mm，这样窗台距离桌面的高度控制在 100-200mm，保证了桌面上充足的光线，并使桌上纸张不致被风吹出窗外。3、室内外地面高差设计：为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，同时为了满足使用及增强建筑美观要求，以使建筑物室内外形成一定的高差，但一般建筑从使用方便出发,一般不应低于 150mm,通常取 450mm。本工程室内外的高差确定为 450mm。4、房屋的层数确定选择淮海技师学院综合楼的层数时综合考虑了它的使用要求，城市规划要求，建筑结构、材料和施工的要求，建筑防火要求和建筑经济的要求。即教学楼的层数要满足使用人数的要求并保证其活动的安全。同时有利于一般的建筑结构形式的实现。住宅、办公楼，旅馆等建筑可采用多层和高层。综合楼的高度也考虑到整体环境的适应问题。综合这些要求选择淮海技师学院综合楼的层数确定为四层。2.3 建筑立面设计建筑立面，指的是建筑物四周的外部形象，它是由许多部件组成的，如门窗、雨篷、墙柱、屋顶、勒脚等。建筑立面分为建筑外立面和建筑内立面。 建筑立面设计符合基地环境和城市规划要求，反映建筑功能要求和建筑个性特征和结构材料与施工技术特点，并且符合社会经济条件。建筑外形反映不同的技术条件、不同的自然条件以及不同的民族特点。立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平面、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，建筑立面设计要结合建筑体型、内部空间、使用功能和技术经济条件来进行，但是从房屋的平面、立面、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。建筑外形不是设计者主观臆造出来的，它是功能、结构体系和内部空间组合等合乎逻辑的反映；建筑外形也不是建筑内容的简单反映或直接表现，而是在建筑功能、技术、经济等各种条件制约下，根据建筑艺术表现的要求和建筑形式美淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 7 页 共 121 页的构图规律，进行加工创作而成的。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、等构成房屋的结构构件，有门窗、走廊等和内部使用空间直接连通的部件。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。建筑物的外墙做散水，主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水沿墙脚向下渗透，以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性。散水是将外墙四周地面做成向外倾斜的坡道,以便将水导至远离墙脚处。由于散水附属在外墙底部，当墙身下沉时，在交接处容易产生裂缝而渗水。解决办法可在接缝处嵌以沥青油膏，本次设计的散水宽度为 600mm。女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构件，如果没有适当的防水措施，雨水就有可能顺女儿墙渗入室内，女儿墙的外饰面材料也可能因此而破坏。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，或把屋面防水层铺过女儿墙。本次办公楼设计中，为了安全和美观的需要，设置了女儿墙，女儿墙高 1100mm，并充分考虑了女儿墙的抗震和防水。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面、剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式和断面尺寸等，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和尺度处理，考虑建筑整体的几个立面的虚实对比，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、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。从整体到局部，从大面到细部，做到整体美观。2.4 楼梯的设计楼梯间的尺寸，可根据建筑的尺寸，人流大小以及楼梯间的布置位置确定。教学楼的墙面至扶手中心线或扶手中心线之间的水平距离即楼梯梯段宽度除应符合防火规范的规定外，供日常主要交通用的楼梯的梯段宽度应根据建筑物使用特征，按每股人流为0.55+(00.15)m 的人流股数确定，并不应少于两股人流。00.15m 为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多的场所应取上限值。室内楼梯扶手高度自踏步前缘线量起不宜小于 0.90m。靠楼梯井一侧水平扶手长度超过 0.50m 时，其高度不应小于 1.05m。楼梯的布置形式，由梯段、休息平台的尺寸确定。在一般情况下，楼梯通向走道的平台宽度可小些，只需保证梯段有适当后退，避免上下楼梯的人流与走道人流突然碰撞和拥挤。淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 8 页 共 121 页设计楼梯时应考虑以下三个基本要求：1、要满足功能上的要求楼梯的数量、位置、形式和楼梯的宽度、坡度均应该符合上下通畅、疏散方便的原则，楼梯间必须直接采光，采光面积应不小于 1/12 楼梯间平面面积。设置在公共建筑中的主要楼梯，有的需要富丽堂皇，有的需要精巧简洁，应在楼梯形式、栏杆式样、材料选用方面作精心设计，一般建筑则适当考虑美观问题。2、要满足结构和建筑构造方面的要求在建筑构造方面要满足坚固与安全的要求，例如扶手、栏杆和踏步之间应有牢固的连接，选用式样也应注意花饰形式。杆件与杆件的间距应考虑防止发生意外事故。3、要满足防火、安全方面的要求楼梯的间距和数量，应根据建筑物的耐火等级，满足防火设计规范中民用建筑安全出口所规定的要求。这样楼梯才有足够的通行和疏散能力，此外还应注意楼梯间四周的墙壁必须为防火墙，不准有凸出太多的砖柱、砖礅、散热片、消防栓等构件，防止人在紧急疏散通行时受阻而发生意外。在楼梯间内除必须的门以外，不准另外设置门、窗，防止火灾发生时，火焰窜出和烟雾蔓延、扩散到楼梯间而使楼梯失去通行疏散作用。楼梯材料的选用应该考虑建筑物的耐火等级，同时还应结合考虑材料的耐磨、防滑、易清洁和美观等要求。楼梯的位置与防火疏散、出入口位置、建筑物平面关系和艺术要求有关。主要楼梯安排在主要出入口附近，将次要楼梯安排在建筑物的尽端。楼梯、电梯厅宜与门厅邻近，并应满足防火疏散的要求。2.5 构造和建筑设计措施建筑构造是建筑设计不可分割的一部分，其任务是根据建筑的功能、材料、性能、受力情况、施工方法和建筑艺术等要求选择经济合理的构造方案，并作为建筑设计中综合解决技术问题及进行施工图设计的依据。建筑物一般是由基础、墙或柱、楼板层及地坪层、楼梯、屋顶和门窗等部分所组成。建筑构造设计在满足建筑物各项功能要求的前提下，必须综合运用有关技术知识，建筑构造应满足坚固实用、技术先进、经济合理、美观大方的设计原则。2.5.1 墙体根据墙体在平面上所处位置不同，有内墙和外墙、纵墙和横墙之分。凡位于房屋内部的墙体统称为内墙，它主要起分隔房间、组成房间，隔声、遮挡视线以及保证室内环境舒淮 阴 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 第 9 页 共 121 页适的作用；位于房屋周边的墙体统称为外墙，它主要是抵御风、霜、雨、雪的侵袭和保温、隔热，起围护作用；沿建筑物短轴方向布置的