《教学楼课程设计》doc版.docVIP

邵 阳 学 院 毕 业 设 计（论文） 1 建筑设计说明1.1 总平面设计 本设计为一幢4层教学楼，各层层高为3.6m，考虑通风和采光要求，教学楼采用了南北朝向。设计室内外高差为0.45m，设置了3级台阶作为室内外的连接。1.2 平面设计本实验楼由教室,教师休息室及其他辅助用房组成。设计时力求功能分区明确，布局合理，联系紧密，尽量做到符合现代化办公的要求。1.2.1 使用部分设计（1）实验室：实验室是本设计的主体细胞，占据了本设计绝大部分的建筑面积。考虑到需保证有足够的采光和较好的通风要求，故将教室南北朝向，东西布置。（2） 门厅：门厅是建筑物主要出入口的内外过渡，人流分散的交通枢纽。因此，门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。1.2.2 交通联系部分设计走廊连接教室、楼梯和门厅各部分，以解决房屋中水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求，本设计中走廊宽度为2.7m。楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。本方案中设有两部楼梯以满足需求。1.2.3 平面组合设计该教学楼采用内廊式，以及在教室的旁边设置了与其他相关的辅助设施。1.3 立面设计本方案立面设计充分考虑了教学楼的对采光的要求，立面布置了很多玻璃窗，尽量拉通窗，样式新颖。通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。在装饰方面采用贴瓷砖的外墙，窗框为银白色铝合金，色彩搭配和谐，给人一种亲切和谐放松自由的感觉，一改过去的沉闷和死板。1.4 剖面设计根据采光和通风要求，各房间均采用自然光，并满足窗地比的要求，窗台高900mm。屋面排水采用有组织内排水，排水坡度为2%，结构找坡。楼梯全部采用150mm踏步高，280mm宽，以满足人流疏散和消防要求。1.5 建筑设计的体会本建筑设计在孙老师的悉心指导下，从构思方案到定稿。在设计的过程中注意到总平面布置的合理性、交通联系的方便，达到人流疏散和防火的要求，对房间的布置及使用面积的确定，达到舒适、方便。立面的造型及周围的环境做到相互协调。整个建筑满足各方面的需求，使人、建筑和环境进行完美的结合。我们把实习所学到的知识运用到本次建筑设计中，并通过翻阅大量的资料及在老师的耐心指导下，设计中所遇到的问题得到一一解决。这次设计让我受益匪浅，既巩固了我们的专业知识，又积累了很多的经验。2 结构选型及布置设计题目：邵阳市第五中学教学楼。设计资料：见设计任务书。2.1 结构选型2.1.1 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系；2.1.2 屋面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板，采用不上人屋面，屋面板厚100；2.1.3 楼面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板，板厚100；2.1.4 楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯；2.1.5 天沟：采用混凝土现浇内天沟；2.1.6 基础梁：采用钢筋混凝土基础梁；2.1.7 基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。2.2 结构布置2.2.1 结构布置结构布置包括结构平面布置和结构剖面布置。因为此设计中同一层楼面标高变化不大，所以不做结构剖面布置。如屋面、各层楼面（包括门窗过梁）等结构平面布置，详见结构平面布置图。2.2.2 结构布置图的具体内容和要求（1）屋面结构布置图上主要的结构构件有：框架（梁和柱）、屋面梁、屋面板、天沟等构件。（2）楼面结构布置图上主要结构构件有：框架（梁和柱）、楼面梁、楼面板、楼梯等。3 框架结构内力计算3.1 确定框架的计算简图选取KJ为框架计算单元，如图3.1所示。图3.1 板传荷载示意图假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，基础标高根据地质条件，基础埋深1.3米左右，室内外高差定为-0.45m,二层楼面标高为3.6m，故底层柱高为5.35m。第二层至第四层的柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为3.6m。为了便于简化计算，选取轴上的一榀框架进行计算，由此可绘出框架的计算简图如下图3.2所示：图3.2 计算简图及相对线刚度3.2 框架梁柱尺寸确定由于各层框架为超静定结构，在内力计算之前，需预先估算梁，柱的截面尺寸及结构所采用的材料强度等级，以求得框架中各杆的线刚度及其相对线刚度。混凝土强度等级： 框架梁：， 框架柱： 。3.3 框架梁柱线刚度计算根据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)，考虑现浇楼板的作用，对于中跨梁，取。边跨梁：中跨梁： 底层柱： 其余各层柱：令则其余各杆件的相对线刚度为： 框架梁、柱的相对线刚度如上图3.2所示，作为计算框架各杆端弯矩分配系数的依据。3.4 框架各种荷载计算及受荷总图3.4.1 恒载标准值计算（1）屋面：（不上人）05ZJ001二层厚或改性沥青卷材面层卷材表面带绿页岩保护层刷基层处理一遍厚水泥砂浆找平层厚（最薄处）水泥加气混凝土碎渣找2%坡干铺厚加气混凝土砌块自重： 结构层：厚现浇钢筋混凝土板 合计：（2）各层走廊楼面： 水磨石地面 100mm厚现浇钢筋混凝土板 10mm厚混合砂浆天棚抹灰 合计：（3）各层楼面：水磨石面层 100mm厚现浇钢筋混凝土板 10mm厚混合砂浆 合计： （4）框架梁自重： 梁自重： 10mm厚混合砂浆 合计：4.05梁自重： 10mm厚混合砂浆 合计：2.72（5）基础梁自重： 梁自重： （6）框架柱自重： 柱自重： 柱10m厚混合砂浆抹灰： 合计： （7）外纵墙自重底层： 纵 墙： 铝合金窗： 贴瓷砖外墙面： 水泥粉刷内墙面： 合计：11.75kN/m 标准层： 纵 墙： 铝合金窗： 贴瓷砖外墙面： 水泥粉刷内墙面： 合计： （8）内纵横墙自重标准层：墙体： 水泥粉刷墙面： 合计： 底层：墙体： 水泥粉刷墙面： 合计： 3.4.2 活荷载标准值计算（1）屋面和楼面活荷载标准值：根据建筑结构荷载规范（GB 500092001）查得：不上人屋面： 楼面：教室 走廊: （2）雪荷载：屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。3.4.2竖向荷载作用下框架受荷总图（1）B-C轴间框架梁：板传至框架梁上的梯形荷载和三角形荷载等效为均布荷载。屋面板传荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载如图3.1所示：恒载： 活载： 楼面传来荷载：恒载： 活载： 梁自重： B-C轴间框架梁均布荷载为：屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载= +=活载=板传荷载=楼面梁： 恒载=梁自重+板传荷载=+=活载=板传荷载=（2）C-D轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载： 活载： 楼面传来荷载：恒载： 活载： 梁自重： C-D轴间框架梁均布荷载为：屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载=+=活载=板传荷载=楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=+=活载=板传荷载=（3）D-E轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载： 活载： 楼面传来荷载：恒载： 活载： 梁自重： D-E轴间框架梁均布荷载为：屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载=+=活载=板传荷载=楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=+=活载=板传荷载= （4）B、E轴柱纵向集中荷载的计算：顶层柱：采用内天沟女儿墙自重：（做法：墙高1100，100的混凝土压顶） 顶层柱恒载女儿墙自重梁自重板传荷载76.35kN顶层柱活载板传活载标准层柱恒载墙体自重+梁自重+板传荷载 =41.86标准层柱活载板传活载基础顶面恒载底层外纵墙自重+基础梁自重= （5）C、D柱纵向集中荷载计算顶层柱恒载梁自重+板传传载 +=顶层柱活载=板传活载0.52.255/84.5m+0.5=5.87 标准层柱恒载梁自重板传荷载+墙自重=+=标准层柱活载板传活载2.02.255/8 4.5+2.52.7/24.5m0.89=26.17基础顶面恒载基础梁自重+墙自重=21.92(4.5m-0.4m)+2(4.5-0.4)=98.07图3.3 竖向受荷总图（单位：KN）3.5 风荷载作用下的位移验算与内力计算3.5.1 风荷载作用下的位移验算与内力计算（1） 集中风荷载标准值计算根据设计任务书知道有关风荷载的参数，并根据建筑结构规范GB50009-2001知，作用在屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值：式中，基本风压0.30kN/m；-风压高度变化系数，因在邵阳市区，地面粗糙度为C类；-风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得0.8-（-0.5）1.3；-风振系数；-下层柱高；-上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍；B迎风面的宽度，B4.5m。表3.1 集中风荷载标准值离地高度Z/m14.850.761.691.30.33.92.46.7611.250.741.521.30.33.93.67.117.650.741.01.350.33.93.64.864.050.741.01.190.34.053.64.55 （2）风荷载作用下的位移验算横向框架的侧移刚度D的计算由前面所求梁柱线刚度求侧移刚度如表3.2和3.3所示：风荷载作用下框架侧移计算：水平荷载作用下框架的层间位移按：表3.2 横向2-4层D值的计算构件名称B柱0.42313591C柱0.71022812D柱0.71022812E柱0.42313591=72806表3.3 横向1层D值的计算构件名称B柱0.64511704C柱0.84115261D柱0.84115261E柱0.64511704=52930式中 -第j层的总剪力；-第j层所有柱的抗侧刚度之和；-第j层的层间侧移。第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和，点侧移是所有各层层间侧移之和。j层侧移 u顶层侧移 u表3.4 风荷载作用下框架侧移计算表层次/h46.766.76728060.00011/1000037.1113.87728060.00021/500024.8618.73728060.000261/384614.5523.78529300.00091/1111侧移验算：层间侧移最大值：1/1111V601V00实配箍筋5.3 柱截面设计混凝土为，纵向筋为HRB400级，箍筋为HPB235级。5.3.1 轴压比验算底层柱N=1689.16kN轴压比满足要求。5.3.2 截面尺寸复核取 Vmax=20.75kN=0.251.014.3400460=657.8kN20.75kN满足要求。计算结果见表5.5表5.5 框架C轴柱正截面承载力计算层1322.5141.041689.16525.93 （mm）13.378 (mm)2020 (mm)33.3980.8472.725385410.769.751.991.32 (mm)276.27339.36判别大小偏心小大按构造配筋按构造配筋500500选用配筋316（603）316（603）5.3.3 柱斜截面的承载力计算表5.8 框架C柱斜截面的承载力计算层1356.9941.041123.42525.9320.7520.925.1633.593858525.930.5m,故只需对地基承载力特征值进行深度修正。由设计任务书可知地基承载力设计值为fak=210kpa，则：fa=210+1.5*19.3*(1.30.5)=233kpa8.5 确定基础的底面面积基底面积估算；Ao=1689.16/(23320*1.3)=8.16考虑偏心不利影响A=8.16*1.1=8.98采用方形基础且，不需再对进行修正。8.5.1 验算持力层地基承载力：G=20*1.3*9=234KN偏心距：最大基底反力:Pmax=(1689.16+234)/9 (22.51/4.55.99*0.7/4.5)=217.751.2fa=282最后确定该柱基础底面，满足要求。8.5.2 计算基底净反力Pmax min=（1689.16+234）/（22.51/4.55.99*0.7/4.5）=217.75KN/ 209.61KNP=(Pmax+Pmin)/2=213.68275.89KN（满足）同理可得：另一个方向也满足。9 施工组织设计9.1 工程概况9.1.1 工程建筑特征本工程位于湖南邵阳市市区主要道路一侧，是邵阳市第五中学教学楼。本教学楼共四层，占地面积1000m2，总建筑面积4000m2。建筑高度（室外地面至四层的楼板）16.05m，建筑物最高标高17.25m，层高均为3.9m。楼梯都采用双跑楼梯。屋面防水采用二级防水，不上人屋面。采用120120砖三皮，刚性防水层加铺防水卷材一层。卷材采用SBS改性沥青防水卷材。9.1.2 工程结构特点基础为柱下独立基础，埋置深度为1.5m，全现浇框架结构，混凝土等级C3