4426平米五层框架教学楼（开题报告、计算书、建筑、结构图）
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4426平米五层框架教学楼开题报告
4426平米五层框架教学楼
建筑图
结构图
五层4426平米框架教学楼
五层框架结构
开题报告
计算书
层教学楼建筑
开题报告
计算书
图纸
框架教学楼建筑
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华北水利水电学院毕业设计开题报告工程概况一、建筑概况1 建筑物名称郑州市某中学科教艺术楼2 建筑物概况该建筑设计总面积4500左右，每层建筑面积900左右，共五层，底层为舞蹈室更衣室，二层为美术室，展览室，书法室，三层为音乐室，语音室，多媒体教室，四层为自然室，仪器室，五层为办公室，每层设有卫生间。1个卫生间，2个楼梯。3 所处地理位置该建筑处于郑州市某中学校园内，周围有其他已建建筑物、本学校其他教学楼及辅助建筑。4气候条件郑州市的冻土深度为0.6m，主导风向夏季西南风，冬季东北风，基本风压0.45KN/m，基本雪压0.40KN/m。5地质勘探资料郑州市地区表层0.20.6为人工填土，下层为新近沉积粘性土,厚约2m。（承压力，fk=210kPa)。第三层为粘性土厚度约为0.9m（承压力fk=60.5kPa）第四层为粉土，厚度约为2.1m，fk=190kPa6抗震设计根据建筑抗震设计规范， 郑州市抗震设防烈度为7度，高度小于30m时，其抗震等级为三级，本结构采用三级抗震设计，按7度设防。办公楼平面布置简单，规则对称，尽量采用轻型建筑材料，有利于抗震。二 调查情况在做开题报告前，我去了郑州的几所中学艺术学校，参观了一些艺术教学楼，其中有混凝土结构，砌体结构，钢结构等几种结构形式，查阅了与本建筑有关的一些规范与参考书。三 建筑设计建筑平面组合设计的任务是：根据建筑功能和卫生要求，合理安排各组成部分的位置，组织好建筑物内部和内外之间方便和安全的联系。考虑到结构不止是施工方法和所用材料的合理性，并考虑美观要求，考虑总体规划要求，注意节约用地。1.建筑选型： 本设计拟采用“一”字型建筑设计方案，框架结构，五层，采用内廊一字型，该结构总建筑面积4500左右，长54.6m，宽16.4m，其中内廊宽2.4m，房间进深7m。本设计方案使该建筑有良好的通风采光效果，满足建筑防火和抗震设计规范。由于本建筑物长度在7级抗震设防烈度下未超过55m，所以不需设变形缝。2.空间分配：1）房间： 各房间进深均7m，开间为8m。该设计方案宽敞、明亮、整齐。既满足了教学要求，又为学生提供了一个优美的学习环境。2）楼梯： 考虑到教学楼的人流量较多，交通疏散较难，并且根据外部的交通情况，在楼两侧布置两部楼梯。楼梯分别位于东西两侧偏中，利于人流交通的疏通。楼梯的宽度有通行人数的多少和建筑防火要求决定。因本结构总长100m，每层建筑面积1200，按耐火等级二级设计，楼梯的布置保证了距楼梯最远的房间距离小于20m，满足了建筑防火中安全疏散距离的要求。3）交通联系： 本建筑采用“一”字型。根据有关交通与疏散的规定：教学楼的楼梯不小于1.8m，本建筑的走廊宽度选定为2.4m,符合走廊的规定。3.建筑平面布置根据建筑设计和使用功能的要求，决定本教学楼采用内廊式的建筑设计方案，这种结构方式平面紧凑，走廊所占面积不大，充分利用了空间，比较经济。房间进不太大，其朝向、采光和通风都较好。交通联系部分要求做到：交通路线简捷明确，联系通行方便，人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的采光通风要求；力求节省交通面积，同时考虑空间适度问题。根据国家有关交通与疏散的规定：教学用房：廊不应小于1.8m。本建筑的走廊宽度选定为2.4m,符合走廊的通行原则。另外，楼梯的数量主要根据楼层人数的多少和建筑防火要求而定。本教学楼布置了两个楼梯，其宽度均为3.3m，符合人流的通行要求。该办公楼根据设计任务书中各房间的面积要求，同时柱网的也要选择规整，应该符合钢筋混凝土经济柱网的要求，故此，纵向柱网采用为7米和2.4米，横向柱网采用8米。作为走廊的支撑结构，结构平面是否满足要求，要进行结构计算加以验证，一般首先验算控制性尺寸是否满足要求，在有抗震要求的地区地震时的侧移刚度要满足要求；其次对各构件进行力学验算，计算时一般要先整体，后局部主要计算顺序是荷载计算、计算地震作用、验算层间位移、框架竖向荷载作用下内力的计算、进行作用效用组合，最后确定梁柱的配筋。屋面排水设计采用有组织排水设计，内墙，外墙，楼面，屋面，散水以及门窗的设计根据建筑构造用料做法（中南地区通用建筑标准）选用。4. 建筑立面设计建筑体型和立面设计的主要任务：反映建筑功能要求和建筑类型的特征。结合材料性能、结构构造和施工技术的特点。做到与周围建筑风格协调一致化。掌握建筑标准和相应的技术经济指标，适应基地环境和建筑规划的群体布置。符合建筑造型和立面构造的一般规律。本建筑底层层高为4.2m，其余楼层层高选定为3.6m，楼板100mm，可以满足教学办公用房的要求。建筑底层的楼梯踢面高为175mm，踏面宽为280mm，其余楼层的楼梯踢面高为150mm，踏面宽为300mm，这可以同时满足建筑平面设计和立面设计中对楼梯的要求。5. 基础设计 场地情况：本建筑物场地平坦，无障碍物。 基础设计：基础的作用是把建筑物的荷载安全可靠地传给地基，保证地基不发生强度破坏或变形过大，同时还要充分发挥地基承载力。在墙、柱之下设置水平荷载面向下扩大基础，以便将墙或柱荷载扩散分布于基础低面，使之满足地基承载力变形后的要求。基础埋深宜大于0.6，小于2.0，基础采用扩展基础系中的柱下钢筋混凝土独立基础。该基础抗弯、抗剪性能好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。由于这类基础的高度不受台阶高比限制，故适宜需要“宽基浅埋”的场合下使用，当基础埋深和低面尺寸确定之后，即可计算基础内力，以便设计基础截面。6.柱网布置本结构柱网房间采用8m7m，走廊采用8m2.4m。既满足了主梁经济跨度68m的要求，又充分发挥了框架结构的优点（灵活的房间布置）。7.方案比较方案一优点是建设成本较低，销售价格也较便宜。由于本建筑为教学艺术楼，综合考虑，应选用方案一。只有这样，才能避免一些不必要的麻烦。如：1）如用其它形状的设计，有可能妨碍交通。2）土地资源本来已经很少，用其它的设计，会带来土地的浪费。所以，为了有一个良好的办公环境，还是选方案一较好。方案二： 缺点是走廊作为公共交通走道，所占的面积较大，建筑造价较高；同时学生教师和外界人四 结构设计结构设计是土木工程工程专业的重点。本设计的计算内容主要有：荷载计算、水平地震作用计算、侧移验算、横向框架内力分析与组合、框架梁柱设计以及基础设计8。设计计算方法上，考虑到尽量能够运用所学的知识，以求让设计达到最优化，所以采取多种方法进行设计计算。通过多种材料进行计算比较，选择最优。计算框架刚度采用 “D值法”;水平地震作用计算采用“底部剪力法”，竖向荷载作用下框架计算采用“分层法”。风荷载作用下的内力计算采用改进反弯点法4。本设计计算结果主要以手算为主，PKPM为辅助以验算手算结果。1结构布置（1）柱网及层高建筑的柱网及层高是根据建筑使用功能确定的。本设计采用大柱网，柱距为8m，跨度为7m。层高拟选首层4.2m，其余各层3.6m。（2）框架结构的承重方案根据楼盖的平面布置及竖向荷载传递路线，承重方案有横向、纵向及纵横向承重方案。在实际工程中，一般采用横向承重方案。因房屋横向较短，柱数量少，当采用横向承重方案时，横向框架梁的截面高度大，可增加框架的横向侧移刚度14。本设计采用横向承重方案。2 内力计算（1）重力荷载计算 分别计算屋面及楼面的永久荷载标准值（上人屋面，楼面），屋面及楼面可变荷载标准值（上人屋面均布活荷载标准值，楼面活荷栽标准值，屋面雪荷栽标准值），梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算，梁柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载，重力荷载代表值，集中于各楼层标高处的重力荷载代表值，包括墙重、楼面荷载以及门窗的自重。（2）框架侧移刚度的计算计算框架刚度采用 “D值法”。向框架侧移刚度的计算（横梁线刚度，柱线刚度，中框架柱侧移刚度D值，边框架柱侧移刚度D值，楼梯间框架柱侧移刚度D值，横向框架侧移刚度D值），纵向同横向15。 （3）横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移的计算，横向自震周期计算，水平地震作用及楼层地震剪力计算17，本设计中结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，故可以用底部剪力法计算水平地震作用，水平地震作用下的位移验算，水平地震作用下框架内力计算（各层柱端弯矩及剪力计算，梁端弯矩剪力及柱轴力计算），横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算（沿房屋高度分布风荷载标准值计算，风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算）。（4）竖向荷载作用下框架结构内力计算。 首先选取一个计算单元，由于房间内布置有次梁，计算单元内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各个节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心不重合，因此，在框架接点上还作用有集中力9。然后进行静荷载与动荷载的计算以及内力计算。3 内力组合横向框架内力计算，横向框架内力组合，框架组合考虑地震作用时，除高层建筑须考虑风荷载以外，一般不考虑风荷载和地震作用的组合，框架结构一般也不考虑竖向地震作用6。 （1）框架梁内力组合梁内力控制截面一般取两端支座截面和跨中截面。梁支座负弯距组合的设计值，非抗震时为：=（1.2 +1.4），=（1.35+）。 抗震设计时为=（1.2+1.3）。（2）框架柱内力组合柱子内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面有、 和。非抗震时为=1.2+1.4，=1.2+1.4，=1.35+，=1.35+。抗震设计时为=1.2+1.3，=1.2+1.3。4 构件设计 要遵循的一般原则主要有：从抗震设计及非抗震设计的内力组合设计值中，选取最不利的内力组合设计值进行截面配筋计算；抗震设计时，构件除了应该有足够的承载力和适当的刚度外，还要有良好的延性，应该遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强接点、强锚固的原则。抗震设计时，为保证结构有良好的抗震性能，应该选用合适的材料9。（1）框架梁的设计梁正截面受弯承载力抗震时按照，非抗震时按照计算，设计时进行比较，然后取最大值进行配筋计算。梁支座负弯距按矩形截面设计计算配筋，跨中正弯距按T型截面设计。梁斜截面受剪承载力抗震时按，集中荷载对梁产生的剪力占75时为。（2）柱的设计 根据柱端截面组合的内力设计值及其调，整值，按截面偏心计算柱的纵向受力钢筋。一般采用对称配筋，抗震设计与非抗震设计采用相同的承载力计算公式，但抗震设计时公式的右端应该除抗震调整系数。偏心受压柱截面受剪承载力按下式子计算：偏心受拉柱截面受剪承载力按下式子计算：（3）节点 节点核芯区的剪力应该满足设计要求，截面应该进行抗震验算，按照箍筋和混凝土共同抗剪考虑。当剪压比较高时，斜压力使混凝土破坏先于箍筋，二者不能共同发挥作用。一、二级框架梁节点核芯区组合的剪力设计值按下式子计算：。节点核芯区截面抗震验算首先按下式子对剪压比进行控制：配筋按下式子计算：。（4）板 荷载有段向板带承受的四边支撑板称为单向板，有单向板组成的梁板结构称为单向板梁板结构;荷载有两个方向板带共同承受的四边支撑板称为双向板。本设计采用单向板，板的尺寸除满足承载力、刚度、裂缝宽度要求外，尚应满足施工要求。板厚取；按施工要求，一般楼板厚度不少于60mm，本设计楼板厚度选100mm。本设计采用单向板整浇楼盖，按塑性内力重分布方法计算内力。对多跨连续板沿板的长边方向取1米宽的板带作为板的计算单元。（5）楼梯 楼梯是单层及高层房屋建筑的竖向通道，混凝土楼梯由于经济耐久，并且具有良好的耐火性能而广泛应用。其平面位置及几何尺寸由建筑设计决定，结构形式由结构设计决定。按照结构受力状态可分为梁式、板式、剪刀式等形式。本设计采用板式楼梯，包括楼梯板、平台板和平台梁的计算及构造。（6）次梁 次梁的设计与主梁的设计步骤及内容相同。5基础设计填充混凝土建筑的基础形式，应根据上部结构、工程地质条件、施工条件等因素综合确定，宜选用十字交叉形基础、筏基、桩基。本设计采用柱下独立基础。基础当采用条形基础时，基础顶面应设置钢筋混凝土圈梁。柱下独立基础按简化方法计算，将基础看作绝对刚度，假设基底反力成直线分布，然后按静力分析法或者将柱子作为支座，基底反力作为荷载连续梁计算基础内力，即倒梁法13。柱下独立基础设计计算内容有：荷载计算 （包括选计算单元、确定其宽度），确定基础埋置深度，确定地基承载力特征值，确定基础的宽度和剖面尺寸，软弱下卧层强度验（1）荷载计算，选定计算单元，对有门窗洞口的墙体，取洞口间墙体为计算单元；对无门窗洞口的墙体，则可取1m为计算单元。（2）确定基础埋置深度为dmin=Zd-hmax或经验确定dmin=Z0+（100200）mm。（3）确定地基承载力特征值。（4）确定基础的宽度、高度b，H0。（5）软弱下卧层强度验算。如果在地基土持力层以下的压缩层范围内存在软弱下卧层，则需按下式验算下卧层顶面的地基强度，即 。员相互干扰较大。 五.结论在本建筑的设计中，本着坚固实用、技术先进、经济合理、美观大方的建筑构造设计原则，充分考虑了使用主体的需要和建筑的功能要求，逐步满足了建筑规范中的各项要求。不但使我具体了解了建筑设计中所涉及的各种问题，而且让我能够更系统地复习所学过的专业知识，使我受益匪浅。通过本设计，它使我对知识进行了综合的运用，不但使我各方面的知识系统化，
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