土木工程 图书馆设计开题答辩15年 原创Word下载.docx
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1.选题依据及意义
1.1选题背景
中小学图书馆建设在学校教育中的价值凸显。
首先，中小学图书馆是学校教育中的重要组成部分。
在学校的发展中占有举足轻重的地位，是基础教育的有机组成部分,是学校开展研究型学习的不可或缺的部分，在学校教育教学中发挥着极为重要的作用。
在今天中小学图书馆早已成为学校的德育中心、文化中心，信息中心，是学生获得知识、进行创新、开拓视野、陶冶情操和培养高素质人才的重要的场所；
是教师提高个人能力，努力成为专家型教师的离不开的地方。
其次，中小学图书馆是素质教育的重要阵地。
本世纪出我国大力推行素质教育，素质教育是以提高学生的综合素质为目的教育，致力于学生的创新能力培养和学生潜能的开发，通过素质教育使学生获得研究能力、自学能力、创新能力，应用能力，成为有理想，有道德，有文化，有纪律的德、智、体、美等全面发展的社会接班人。
对于学生来说，这些能力的获得不能仅仅依靠课堂教育获得，他是需要图书馆的密切配合来实现的。
图书馆通过拥有的大量的丰富的图书、影像、视频资料指导学生获取课堂上不成接触到的知识，使他们打开眼界，培养他们的兴趣；
同时通过潜移默化的学习指导教育使学生们获得学习的方法，健全他们的人格；
通过图书馆提供的良好宽松的的学习环境和学习氛围，使学生们能够在无压力的背景下愉快的进行学习；
通过图书馆提供的集空间、技术设备、信息资源、人为一体的环境，进行问题的深入思考，独立解决问题培养自我创新能力提高自己。
但是由于长期以来人们对中小学图书馆的发展不重视，很多人甚至把中小学图书馆看成学校可有可无的部分，以致许多中小学图书馆发展速度缓慢。
由此我用我所学的知识，结合当地实际情况为元坝中学设计一座图书馆。
1.2设计目的
1）对规范的熟悉；
2）对cad、pkpm、天正、Excel、word软件的熟练运用；
3）先了解，再熟悉，最后掌握建筑设计、结构设计的一般原则、步骤和方法；
4）运用所学的知识，与实践相结合，设计出设计自己心目中的图书馆；
5）掌握多层公共建筑类型房屋的结构造型（包括基础造型）、结构布置,结构计算及施工
图的绘制全过程；
6）在设计过程中，培养发现问题，分析问题，解决问题的能力；
7）培养创造性的建筑构思能力与思维习惯；
8）培养设计工作中实事求是，严谨的科学态度。
1.3设计意义
毕业设计是完成大学学业过程中最后的一个重要环节，我们需要总结这几年所学知识，在教师指导下独立完成毕业设计，毕业设计可以让我们对基础知识和专业知识的掌握更加扎实。
通过理论联系实际，能够解决在工程中的一些基本技术问题，提高我们分析解决工程实际问题的能力。
注重培养我们有做事严谨、脚踏实地、能吃苦耐劳的精神，为我们以后出去工作做好准备。
毕业设计要求我们完整的设计出一套方案，就需要我们对设计的各个过程、各个步骤都非常熟悉，以提高我们的综合能力。
在这个过程中我们对有关规范、规程、施工手册、工具书有了初步的实际了解；
并掌握房屋的结构选型、结构布置、结构计算及主要结构施工图绘制的全过程，具备工程技术人员应有的基本技能和素质。
还需要我们查阅大量的文献资料，更好的了解国内外建筑设计的发展，关注这方面的学术动态，以及土木工程专业以后的发展的方向。
对个人的长远发展有参考意义。
对于即将毕业的我们来说，毕业设计是我们从校园走向社会的过渡，毕业设计让我们把学校所学的知识总结一下，我们将会把所总结的在工作中实践。
2.国内外研究现状及发展趋势（含文献总述）：
2.1国内图书馆建筑现状
1）图书馆建筑功能更加完善：
门厅、总服务台、期刊阅览室、休闲书吧、多功能厅、综合借阅室、阅读区、学术报告厅、电子阅览室、自修室等等。
图书馆功能有以下特点：
图书馆对外出入口至少应包括：
读者入口、工作人员入口、书籍入口，此外，含有报告厅的图书馆还需另外设报告厅单独对外出入口。
这些出入口需要又方便的联系；
公共活动区位于图书馆的前部；
阅览区、出纳目录区、书库应该布局紧凑有条理；
行政和业务房间既联系又分区，业务房间与书库紧邻；
相对噪音大的报刊阅览室单独一区，以减少对普通阅览室的干扰。
2）布局趋向集中：
图书馆平面布置一般分两大类，闭架式和开架式。
在布局上实行开放式布局，使图书馆的一、二线藏书全部开放，供读者使用，这样的布局使读者一进入图书馆就一目了然，十分便捷。
将各种流线分开：
图书馆流线主要包括读者流线和书籍流线，还有工作人员的服务流线，三大流线互不影响。
3）人性化馆舍的人性化设计：
包括外观设计和室内设计。
优良的图书馆能使馆员和读者被图书馆吸引，在增强馆员的工作效率的同时，也能提高读者的上座率。
4）与周围环境之间的相互影响：
注重历史和文化传统的继承，将整个校园的环境纳入规划的思路之中，创造一个容入式的敞开的新的图书馆建筑，似乎这座校园的建筑、树木、景象都是原本属于这个建筑的。
不仅要解决好图书馆建筑内部，复杂的功能、空间关系，也要处理好其与所在地域的关系。
5）注重生态、节能、可持续发展：
生态图书馆建筑的节能主要体现在体量设计、建材选择、绿化设计、功能设置等方面。
从体量设计来看,由于建筑的热工性能与体形系数（建筑物表面积与建筑的体积比）密切相关，曲面建筑的热耗小于直面建筑，一般通过减少建筑外墙面积、控制层高、减少体形凹凸变化,尽量采用规则平面形式等方法达到保温节能的目的。
如我国近年建成的图书馆层高一般控制在4m左右,外形平滑规则。
从建筑材料的选择来看，结合当地资源的实际情况，选用经济及新型保温材料,起到了节约资源与能源的双重目的。
2.2国外图书馆建筑现状
国外大学图书馆的发展现状灵活、高效，也是现代图书馆建筑的最显著特点。
采用模数式的“三统一”原则，即“统一柱网、统一层高、统一荷载”的设计理念。
国外现今图书馆设计的主流思想是在传统图书馆的借、藏、阅的基础上、另外集活动中心、信息文献中心、多媒体资料中心等功能为一体，把图书馆变成一个综合性的功能空间。
而且更注重读者读书的空间环境营造，摒弃传统的联排式桌椅组合，更倾向自由灵活的随机性，充分利用自然条件，不但引入天然光，节省能源，以“轻松、自由、便捷、高效”的设计宗旨。
多元化的空间布局改变了传统图书馆功能分区的局限性，也顺应了新时代灵活多样的学习模式。
追求“大开间、开放式、人性化、灵活性、智能化、多功能”的模数式设计观念是当今国内外流行的图书馆建筑发展趋势。
3.本课题研究内容
3.1建筑方案设计
3.1.1工程概况
该工程位于广元市昭化区元坝镇元坝中学，总占地面积74433.7m2，建筑面积36639.83m2，全校师生5000人左右。
新建图书馆，采用全现浇钢筋混凝土框架结构，设计使用年限为50年，该楼地上总建筑面积大约5000m2，占地面积大约1500m2。
本图书馆的主体建筑4层，耐火等级二级，屋面防水等级为二级。
地基土粉土为主,少许砾石，为Ⅱ类建筑场地，抗震设防烈度为7度，设计其本地震加速度值为0.10g，地震分组：
第二组。
基本风压：
0.3kn/m2。
亚热带湿润季风气候，是南北的过渡带，即有南方的湿润气候特征，又有北方天高云淡、艳阳高照的特点。
年平均气温16.1℃，年降雨量800-1000毫米，日照数1300-1400小时，无霜期220-260天。
周边环境较好，各类设施齐全，交通方便。
该图书馆主要用于教师的教学与学生的学习。
3.1.2建筑设计
3.1.2.1建筑空间环境的组合设计
通过建筑空间的规定、塑造和组合，综合解决建筑物的功能、技术、经济和美观等问题。
主要通过建筑总平面设计、建筑平面设计、建筑剖面设计、建筑体型与立面设计来完成。
1）建筑总平面设计，主要是根据建筑物的性质和规模，结合基地条件和环境特点，以及城市规划的要求，来确定建筑物或建筑群的位置和布局，规划用地内的绿化，道路和出入口，以及布置其他设施，使建筑总体满足使用要求和艺术要求。
总平面布置应功能分区明确、总体布局合理、各区联系方便、互不干扰，并留有发展用地。
总平面图如图1所示：
图1总平面图
2）建筑平面设计，主要是根据建筑的空间组成及使用要求，结合自然条件，经济条件和技术条件，来确定各个房间的大小和形状，确定房间与房间之间、室内与室外之间的分隔联系方式，进行平面布局，使建筑的平面组合满足适用、安全、经济、美观和结构合理的要求。
在本图书馆设计中，主要功能块之间的关系如图2所示：
图2功能分区图
根据闹与静的功能分区分为三个层次，分为静区，较静区与闹区。
根据图书馆各房间使用要求的不同对它们进行功能分区，使其既分隔而互不干扰，且又有适当的联系，当然并没有把所有的房间布置上去，比如：
藏书区就分布在静区与阅览室相连；
设备房间在较静区；
楼梯在闹区等。
如三大流线要做到互不干扰，如图4所示：
3）建筑剖面设计，主要根据功能和使用要求，结合建筑结构和构造特点，来确定房间各部分高度和空间比例，进行垂直方向空间的组合和利用，选择适当的剖面形式，并进行垂直方向的交通等方面的设计。
确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系。
确定房屋的层数和各部分的标高，如层高、净高、窗台高度、室内外地面标高。
解决天然采光、自然通风、保温、隔热、屋面排水及选择建筑构造方案。
选择主体结构与围护结构方案。
进行房屋竖向空间的组合，研究建筑空间的利用。
图4三大流线图
4）建筑立面设计，建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。
主要根据建筑的性质和内容，结合材料、结构和周围环境特点，综合地解决建筑的体型组合、立面构造和装饰处理，以创造良好的建筑形象，满足人们的审美要求，要有韵律和节奏。
在图书馆设计中，考虑到建筑特点，以安全为立面的设计的主要依据，并考虑采光、通风、朝向采取灵活的立面布置，以达到节能的目的。
3.1.2.2建筑空间环境的构造设计
主要是确定建筑物各构造组成部分的材料及构造方式。
包括对基础、墙体、楼地层、楼梯、屋顶、门窗等构配件进行详细的构造设计，也是建筑空间环境组合设计的继续和深入。
构造设计应绘制很多详图，有时也采用标准构配件设计图或标准制品。
3.2绘制建筑施工图
1）建筑设计总说明：
工程概况，设计依据和图纸说明等。
2）总平面图：
道路、绿化等的设计布置，标明建筑与道路，建筑与红线之间的关系
3）平面图：
各层平面图比例1:
100-1:
250
4）立面图：
各方向立面图比例1:
5）剖面图：
横剖面一个比例1:
250（注：
横剖面必须剖楼梯间，注明楼面及屋面做法）
6）详图：
门窗、墙身节点、楼梯、散水及其它详图比例1:
10-1:
50
3.3结构的方案布置及其内力计算与配筋
3.3.1结构选型
3.3.1.1主体结构选型
1．框架-剪力墙结构：
特点：
以框架体系为主，以剪力墙为辅属半刚性结构体系适用于25层以下的房屋。
最高不宜超过30层。
2．剪力墙结构：
刚度及强度较高，有一定延性，结构传力直接均匀。
整体性好，抗塌力强。
适用于住宅及高层旅馆的标准层，用于40层以下较合适。
3．框支剪力墙：
抗侧力刚度有所削弱。
刚度位于前两者之间。
适用于旅馆住宅等的高层底层。
4．筒式结构：
空间结构体系刚度极大，抗扭性强。
适用于各种高层公共建筑和商业建筑。
5．框架结构：
框架是由梁和柱刚性连接的骨架结构。
特点在于“刚接点”优点：
强度高、自重轻、整体性和抗震性好。
常采用主要承重框架横向布置，其优点：
主梁和柱形成横向框架，横向抗侧移刚度大，各榀横向框架间由纵向的次梁相连，房屋的整体性较好。
此外，由于外纵墙处仅设次梁，故窗户高度可以开的大些，对采光有利。
根据经济性与施工的方便，考虑为建筑提供灵活的使用空间等，选择框架结构。
经济柱距6—12m，选择时要符合模数；
主梁经济跨度5—8m，梁高1/15—1/10跨度，高宽比2-3.5；
次梁经济跨度4-6m，梁高1/18—1/12跨度；
雨棚板厚为1/10挑出长度；
单向板经济跨度1.7-2.5m，最小厚度为跨度的1/30（连续板）、1/35（简支板）、1/12（悬臂板）。
3.3.1.2基础选型
浅基础：
基础埋深不大（一般浅于5m），只需经过挖槽，排水等普通施工程序就可建成的基础。
包括条形基础、独立基础、筏形基础、箱形基础等。
1．墙下条形基础：
刚性条形基础：
是墙基础中常见的形式，通常用砖或毛石砌筑。
墙下钢筋混凝土条形基础：
当基础宽度较大，若再用刚性基础，则其用料多、自重大，有时还需要增加基础埋深，此时可采用柔性钢筋混凝土条形基础，使宽基浅埋。
2．独立基础：
是柱基础中最常用和最经济的形式。
也可分为刚性基础和钢筋混凝土基础两大类。
刚性基础可用砖、毛石或素混凝土，基础台阶高宽比（刚性角）要满足规范规定。
一般钢筋混凝土柱下宜用钢筋混凝土基础，以符合柱与基础刚接的假定。
3．筏形基础：
用于多层与高层建筑，分平板式和梁板式。
由于其整体刚度相当大，能将各个柱子的沉降调整得比较均匀。
4．箱形基础:
由钢筋混凝土底板、顶板和纵横墙体组成的整体结构，其抗弯刚度非常大，只能发生大致均匀的下沉，但要严格避免倾斜。
箱形基础是高层建筑广泛采用的基础形式。
根据使用要求、受力性能、施工简便、与经济性的考虑，选择独立基础。
3.3.1.3屋面选型
屋顶的类型有平屋顶、坡屋顶、曲屋顶，结合周围建筑的风格，选择平屋顶。
平屋顶需满足防水、保温和隔热、上人、排水等各种要求，屋顶构造层次较多，但主要由结构层、保温层等隔绝层、防水层等组成，另外还有保护层、结合层、找平层、隔气层。
3.3.1.4楼梯选型
板式楼梯是由梯段斜板,平台板和平台梁组成.现浇梁式楼梯由踏步板,斜边梁,平台板和平台梁及楼层梁等组成,踏步板支承在斜边梁及墙上,也可在靠墙处加设斜边梁.斜边梁支承在平台梁和楼层梁上（底层楼梯下端支承在地垄墙上）.一般当楼梯使用荷载不大,且梯段的水平投影长度小于3m时,通常采用板式楼梯（在公共建筑中为了符合卫生和美观的要求大量采用板式楼梯）;
当使用荷载较大,且梯段的水平投影长度大于3m时,则宜采用梁式楼梯较为经济。
板式楼梯荷载传递路线:
荷载——梯段斜板——平台板——平台梁.
优点：
是下表面平整、施工支模方便。
缺点：
斜板较厚，当跨度较大时，材料用量较多
梁式楼梯适用于跨度大于3m，板式楼梯下表面平整,施工时支模方便,故常用于活载较小,梯段跨度不大于3m的情况，梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台梁和平台板组成。
其中对于踏步板可按两端间支在斜梁上的单向板计算，可取一个踏步作为及单元。
对与梯段斜梁可简化为两端间支在上,下平台的梁上的斜梁.对于平台梁则是两端支承在楼梯间承重墙上的简支梁.对于平台板则一般均属于单向板（有是也可能是双向板）.板式楼梯是由梯段板，平台板和平台梁组成。
其中对于梯段板可以简化为简支斜板，对于平台板一般简化为单向板，有时也可能是双向板，对于平台梁则是两端支承在楼梯间承重墙上的简支梁。
梁式楼梯荷载传递路线：
荷载——踏步板——梯斜梁——平台板——平台梁
由于板式楼梯的各种特点与施工的方便性，选择板式楼梯，平行双跑，宽度3m左右，梯井60mm—200mm，扶手高900mm，板厚为1/30-1/25水平长度。
3.3.2结构内力计算及结构构件配筋计算
根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩、剪力、扭矩、轴心压力及拉力等等。
根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制（比如，轴压比、剪跨比、高跨比、挠度等等）来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。
如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。
3.3.2.1采用手算法对部分主要构件内力的计算及配筋计算
1、取一标准一榀横向框架计算,完成下列工作：
（1）荷载统计；
（2）在竖向荷载作用下的框架各个杆件的荷载效应计算；
（3）在风荷载作用下各个杆件的荷载效应计算；
（4）在地震荷载作用下各个杆件的荷载效应计算；
（5）荷载效应组合；
（6）各杆件的截面设计及配筋计算；
（7）按当地地质资料,选择基础的尺寸；
（8）选3～4跨楼板进行配筋计算。
计算方法：
弯矩分配法、D值法等
2、楼梯计算配筋
3.3.2.2采用PKPM结构设计分析软件对图书馆建筑结构进行设计及配筋
3.4结构施工图
3.4.1结构施工图
基础平面图和基础详图：
基础图通常用基础平面图的基础详图来表示建筑物室内地面以下基础部分的平面布置及详细构造。
结构平面图：
指上层结构平面图，用来表示墙梁板柱等承重构件在平面图中的布置，是施工图布置各层承重构件的依据。
结构构件详图：
包括梁板柱基础和楼梯的构件详图。
3.4.2绘制结构施工图
1）结构设计说明
2）基础平法施工图：
比例1:
100或1:
150
3）柱平法施工图：
比例1:
4）各层梁板平法施工图：
5）楼梯平法施工图：
采用板式楼梯
4.本次设计所要达到的目标：
通过毕业设计，我们在大学阶段所学的各种专业知识应得到进一步的巩固，在此基础上我们所需的知识也应形成完整的知识体系。
在成功的完成毕业设计之后，我们应了解建筑设计与结构设计的程序、内容和设计原则，同时对国家的建筑方针有更深的理解。
建筑设计的最终成果是：
一套标准、完备的建筑施工图，一套标准、完备的结构施工图，一份完整、严谨的结构计算书。
5.本课题研究方案：
1、文献收集：
收集、分析、研究统计资料和报道资料。
2、实地考察：
去实地进行直观的，局部进行详细的调查。
6.毕业设计进度安排：
1）设计选题与资料收集第5学期第15周到第6学期第10周前
2）开题报告第6学期第10周
3）方案设计第6学期第11-13周
4）绘制建筑施工图第6学期第13-16周
5）结构计算书第7学期第1-3周
6）绘制结构施工图第7学期第4-5周
7）毕业设计图纸整理与审阅第7学期第6周
8）毕业答辩第7学期第13周左右
7.参考文献：
[1]《图书馆建筑设计规范》（JGJ38-99）
[2]《建筑抗震设计规范》（GB50011—2011）
[3]《建筑荷载设计规范》（GB50009—2012）
[4]《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）
[5]《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）
[6]李必瑜.房屋建筑学［M］.武汉：
武汉理工大学出版社，2008.1.
[7]张文忠.公共建筑设计原理（第四版）［M］.中国建筑工业出版社，2013
[8]黄鹢．建筑施工图设计［M］.武汉：
华中科技大学出版社，2009.7.
[9]王京卿．发挥中学图书馆在素质教育中的作用[J].科技情报开发与经济，2011
[10]郭培忠．图书馆建筑节能研究[J].江西图书馆学刊，2012
[11]苏宜根.现代高校图书馆设计理念再认识[J].山西建筑，2011
[12]王艳.生态文明视域下的绿色建筑设计研究[J].建筑规划设计，2014
[13]叶闯，董俊苹.浅谈新型建筑材料的节能保温及环保[J].河南省纺织建筑设计院有限公司，2012
[14]李双阳.图书馆的作用浅析[A].现代交际，2012
指导教师意见
指导教师签名：
年月日
开题小组意见
负责人及成员签名：
答辩时间：
注：
1.选题类型：
基础型、应用基础型、应用型、调研型；
2.课题来源：
国家级项目、省部级项目、横向合作项目、校级项目、自选项目；
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