学士学位论文土木工程郑州市实验中学综合教学楼结构设计Word文件下载.docx

1、以表格的形式汇总了设计过程中的许多参数，了解并掌握了规范的查阅及使用方法，为以后的实际工作打下了坚实的基础。关键词：框架；配筋；D值法；弯矩分配法；内力；梁柱ABSTRACTWith the deepening of the reform of the construction management system, the project construction management more and more attention by people, the management level of enterprises survival and development constrain

2、ts become the first elements, and quality, schedule and cost control is one of the most important management points. Based on the construction project as an example, The first high school building in Xincai County with actual situation of the project, the construction of each division subdivisional

3、work detailed design scheme. Using the basic theory of progress control from the project management kNowledge, the Angle of the project, the completion acceptance from start to prepare for the progress of the whole process system planning design, use a bar chart and network diagram analysis on sched

4、ule, and according to the actual situation proposed the concrete measures to ensure schedule implementation; Quality and security, has formulated strict technology, organizational measures for construction projects, faqs, key problems and set up a corresponding management planning organization, to e

5、nsure the quality and safety plans well implemented. Key Words：Construction project management;Schedule planning;Quality planning;Cost planning1 工程概况1.1建筑地点河南省郑州市，郑州市实验中学综合教学楼。1.2建筑类型五层教学楼，框架加气混凝土填充墙结构。1.3建筑介绍本教学楼建筑面积约5000平方米，采用现浇钢筋混凝土框架结构，主梁取L1:250mm600mm，L2:400mm，柱1取500mm500mm，柱2取700mm700mm楼板厚度取10

6、0mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。主体五层，总长度为59.4m，总宽度16.2m，总高度为20.7m，室内外高差0.45m.本建筑的结构安全等级为二级，抗震重要性分类为乙类。其工程框架按三级抗震等级设计，地基基础设计等级为乙级。设计使用年限为50年。教学楼主要有普通教室、阶梯教室、制图室、计算机室、外语听音室、美术室、教师休息室等一应俱全。1.4门窗使用门洞尺寸为:M1:1200mm2100mm，M2:1800mm2100mm，M3:2400mm2100mm，窗采用塑钢玻璃窗，洞口尺寸:C1:3000mm2100mm， C2:2100mmC3:900mm900mm，1.5主要结构材料

7、1.5.1混凝土强度等级（1）垫层：C15 （2） 基础，地梁：C30（3） 柱： C30 （4） 梁板： C301.5.2钢筋 HPB300级钢筋，fy=270N/mm ，HRB400级钢筋，fy=360 N/mm1.6自然条件建设场地地处黄河泛平原区，地貌单元属黄河冲积平原，地势平坦，地面标高110m左右，由西南向东北微倾。勘察期间，在勘探深度12m以内未见到地下水，由于地下水位埋藏较深设计和施工中可不考虑其影响。土壤冻结深度-0.7m，抗震设防烈度为7度。 （1）基本风压：w0=0.45kN/m2，常年主导风向为东北风，年最高温度为39，最低温度为-9 （2）基本雪压：S0=0.40kN

8、/m2 （3）抗震设防烈度：7度，第二组，设计基本地震加速度值0.15g （4）场地标准冻深：-0.7m （5）建筑场地类别为二类，场地土类型为中硬场地土 （6）工程地质条件由浅至深为： 1）耕土：层厚0.6m 2）粉质粘土：层厚1.2m，承载力标准值fk=200kPa 3）中、粗砂：层厚4.2m，承载力标准值fk=300kPa 4）圆砾：层厚3.60-4.60m，承载力标准值fk=350kPa2 建筑设计说明建筑设计是整个工程设计中的主导和先行，需要在总体规划的前提下根据设计任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、材料设备、建筑经济及艺术等问题，合理解决建筑物内部使用功能和使用空间的安排，

9、建筑物与周围环境、外部条件的协调配合，内部外部的艺术效果，细部的构造方案等问题。然后要正确选用建筑材料，根据建筑空间组合的特点，选择合理的结构、施工方案，使房屋坚固耐久、建造方便。另，要使建筑物做到适用、安全、经济、美观。单体建筑是总体规划中的组成部分，单体建筑应符合总体规划提出的要求。建筑物的设计要充分考虑和周围环境的关系。建筑物是社会的物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还要考虑人们对建筑物在美观方面的要求，考虑建筑物所赋予人们在精神上的感受。此次设计的综合教学楼采用框架结构，框架结构是一种由梁和柱以刚接或铰接相连接成承重体系的房屋建筑结构。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结

10、构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，现浇楼面也作为梁共同工作。框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间。框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构。框架结构可形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。框架结构按施工方法的不同，又可分为：一，梁、板、柱全部在现场浇筑的现浇框架；二，楼板预制，梁、柱现场浇筑的现浇框架；三，梁、板预制，柱现场浇筑的半装配式框架；四，梁、板、柱全部预制的全装配式框架等。框架结构建筑平面布置灵活，可以形成较大的使

11、用空间。框架结构的组成简单，只有框架柱和框架梁两种基本构件组成，便于构件的标准化、定性化，可以采用装配式结构也可以采用现浇式结构。2.1 平面设计 建筑平面集中反映各组成部分的功能特性和相互关系，及建筑与周围环境的关系。另外，建筑平面还不同程度的反映了建筑的造型艺术及结构布置特征等。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。平面、剖面和立面设计三者是紧密联系又相互制约。从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。2.1.1 使用部分平面设计建筑平面中各个主要使用房间

12、和辅助房间，是建筑平面组合的基本单元。本设计在使用平面设计中充分考虑了以下几点：注意了房间的面积、形状和尺寸满足室内使用活动和设备合理布置的要求；门窗的大小和位置考虑了房间的出入方便，疏散安全，采风通风良好；房间的构成注意使结构布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料应符合相应的建筑标准；室内空间，以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，应考虑人们的使用和审美要求。现代教学建筑空间设计越来越注重空间使用的灵活性与适用性，以通用化、模块化、标准化为特征的建筑单元设计成为满足不同教学模式的有效手段。将教学楼按适用空间进行分类划分，通过单元模块化集成空间组织的方式，实现建筑从单元到整体的过

13、程，通过对大小不同的教学单元的使用效果和设计参数，确定合理的单元柱网布局。对于辅助房间的平面设计，通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少，先确定所需设备的个数，根据计算所得的设备数量，考虑在整幢建筑中辅助房间的分布情况，最后在建筑平面组合中，根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅助房间的面积、平面形式和尺寸。2.1.2交通联系部分设计 交通联系部分是把各个房间以及室内交通合理协调起来，同时又要考虑到使用房间和辅助房间的用途，减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分，是各个楼层疏散的必经之路，同时又要考虑到建筑防火要求，本教学楼采用板式双跑楼梯，在整个建筑中设置两部。本设计中交通联系部分设计能

14、满足下列要求：交通线路简捷明确，联系通行方便；人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的通风采光要求；力求节省交通面积，同时考虑空间组合等设计问题。2.1.3平面组合设计本建筑为框架结构，墙体为填充墙，只起维护分隔作用，承重结构与围护结构分工明确。框架结构本身并不形成空间，只为形成空间提供一个骨架。这就给自由灵活的分隔空间创造了十分有利的条件。框架结构对建筑平面组合限制较少，各部分空间的大小和平面布置可按功能特点作不同的处理。但各空间的形式和平面尺寸应尽量与柱网的排列形式和尺寸协调。作为一个教学楼，需要良好的采光和通风条件，考虑到高峰期的人流疏散问题，以及教师工作至教室的来回方便路线，本设计充分

15、考虑到这些问题进行了合理的平面组合。2.2剖面设计 建筑剖面设计主要是根据功能和使用方面对立体空间的要求，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；考虑垂直方向空间的组合和利用；选择适当的剖面形式；进行垂直交通和采光、通风等方面的设计，使建筑物立体空间关系符合功能、艺术和技术、经济的要求。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立面结合在一起考虑，才能加以解决。综合考虑，本工程层高定为3.9m。室内光线的强弱和照度是否均匀，不仅与窗在平面中的宽度和位置有关，而且还与窗在剖面中的高低有关。房间内光线的照射深度主要取决于侧窗的

16、高度，侧窗上沿越高，光线的照射深度越远，进深较大的房间，为避免室内远离窗口处的照度过低，应适当提高窗上沿的高度。垂直交通为两内部楼梯。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。2.3立面设计建筑立面设计是根据建筑物的性质和内容，结合材料、结构周围环境特点以及艺术表现要求，综合地考虑建筑物内部的空间形象、外部的体形组合、立面构图以及材料质感、色彩的处理等等，使建筑物的形式与内容统一，创造良好的建筑艺术形象，以满足人们的审美要求。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、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及勒脚、檐口等主要起到保护

17、外墙作用的组成部分。恰当地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，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，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，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面

18、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，但是从房屋的平、立、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。2.4抗震设计建筑抗震设计规范规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。郑州地区抗震设防烈度为7度，必须进行抗震设防。建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为丁类。乙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本

19、地区抗震设防的要求。乙类建筑的抗震等级，本设计属于框架结构，7度设防，高度小于30m，所以为三级框架。2.5楼梯的设计楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。直跑楼梯具有方向单一，贯通空间的特点，双分平行楼梯和双分转角楼梯则是均衡对称的形式，典雅庄重。双跑楼梯、三跑楼梯一般用于不对称的平面布局，既可用于主要楼梯，也可用在次要部位作为辅助性质的楼梯。人流疏散量大的建筑常采用交叉楼梯和剪刀楼梯的形式，不仅有利于人流疏散，还可达到有效利用空间的效果。其它形式的楼梯，如：弧形梯、螺旋楼梯、旋转式、曲线式的使用，可以增加建筑空间的轻松活泼的感觉。梯段净高H，一般应大于人体上肢伸直向上，手

20、指触到顶棚的距离。梯段净高应当以踏步前缘处到顶棚垂直线净高度计算。考虑行人肩扛物品的实际需要，防止行进中碰头产生压抑感，楼梯梯段净高不小于2200mm，平台部分的净高应不小于2000mm。梯段的起始、终了踏步的前缘与顶部凸出物内边缘的水平距离应不小于300mm。为了适用和安全，每个梯段踏步一般不超过18步，也不应小于3步。梯段坡度的选择要从攀登效率、节约空间、便于人流疏散等方面考虑。一般在人流量大、安全标准较高或面积充裕的场所，其坡度可较平缓，适宜坡度30度左右。仅供少数人使用或不经常使用的辅助楼梯则允许坡度较陡（不宜超过38度）。计算踏步高度和宽度的一般公式：2r+g=s=600m（r:踏步

21、高度；g:踏步宽度）本工程的踏步高度为150mm，踏步宽度300mm。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为0.55+（0-0.15）m计算，并不应少于两股人流。（0-0.15m）为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多应取上限值）楼梯平台包括楼层平台和中间平台两部分。中间平台形状可变化多样，除满足楼梯间艺术需要外，还要适应不同功能及步伐规律所需尺寸要求。楼层平台：除开放楼梯外，封闭楼梯和防火楼梯，其楼层平台深度应与中间平台深度一致。本工程楼梯的确定：本工程中均采用双跑楼梯。2.6关于防火的设计疏散楼梯是安全疏散道路中一个主要组成部分，应设明显指示

22、标志，并宜布置在易于寻找的位置。疏散楼梯的多少，可按宽度指标结合疏散路线的距离及安全出口的数目确定。2.7基础工程设计根据现行建筑地基基础设计规范和地基损坏造成建筑物破坏后果（危及人的生命、造成经济损失和社会影响及修复的可能性）的严重性，将基础分为三个安全等级：一级、二级、三级。本设计基础的安全等级为二级，对应于破坏后产生严重的后果，建筑类型为一般工业与民用建筑。基础按刚度分可分为：刚性基础和柔性基础；按构造分类可分为：独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础和壳体基础。其中，独立基础是柱基础中最常用和最经济的型式。本工程采用独立基础。2.7.1基础埋置深度的选择应考虑（1） 建筑物结构条件和场

23、地环境条件。在保证建筑物基础安全稳定，耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。某些建筑物需要具备一定的使用功能或宜采用某种基础形式，这些要求常成为其基础埋深的先决条件。结构物荷载大小和性质不同，对地基的要求也不同，因而会影响基础埋置深度的选择。为了保护基础不受人类和生物活动的影响，基础宜埋置在地表以下，其最小埋深为0.5m ，且基础顶面宜低于室外设计地面0.1m，同时有要便于周围排水沟的布置。（2） 工程地质条件。（3） 水文地质条件。2.7.2选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态： （1）建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施、基础的形式和构造。 （2）作用在地基上

24、的荷载大小和性质。 （3）工程地质和水文地质条件。 （4）相邻建筑物的基础埋深。 （5）地基土冻胀和融陷的影响。综合以上因素：本设计初选基础顶面到室外地面的距离为500mm，室内外高差为450mm，则底层柱高=3900+450=4350mm2.8构造和建筑设计措施建筑构造设计必须满足以下几点： （1）必须满足建筑使用功能要求。由于建筑物使用性质和所处条件、环境的不同，则对建筑构造设计有不同的要求。为满足使用功能要求需要，在构造设计时，必须综合有关技术知识，进行合理的设计，以便选择、确定最经济合理的构造方案。 （2）必须有利于结构安全。建筑物除根据荷载大小、结构的要求确定构件的必须尺度外，对一些

25、零部件的设计都必须在构造上采取必要的措施，以确保建筑物在使用时的安全。（3）必须讲求建筑经济的综合效益。在构造设计中，应该注意整体建筑物的经济效益问题，即要注意降低建筑造价，减少材料的能源消耗考虑其综合的经济效益。另外，在提倡节约、降低造价的同时，还必须保证工程质量，绝不可为了追求效益而偷工减料，粗制滥造。（4）必须注意美观。构造方案的处理还要考虑其造型、尺度、质感、色彩等艺术和美观问题。如有不当往往会影响建筑物的整体设计的效果。总之，在构造设计中，要全面考虑坚固适用，技术先进，经济合理，美观大方。2.8.1墙体 墙体依其在房屋所处位置的不同，有内墙和外墙之分。按布置方向又可以分为纵横墙，按受

26、力方式分为承重墙和非承重墙。根据墙体所处位置和功能的不同，设计时应满足下列要求：（1），具有足够的强度和稳定性，墙体的强度与所用材料有关。墙体的稳定性通常可通过增加墙体厚度、增设墙垛、壁柱、圈梁等方法；（2），具有必要的保温、隔热等方面的性能；（3），应满足防火要求，做为墙体材料及墙身厚度，都应满足防火规范中相应燃烧性能和耐火极限所规定的要求。如划分防火区域、防止火灾蔓延，须设置防火墙等；（4），应满足隔声要求，作为房间围护构件的墙体，必须具有足够隔声能力，以符合有关隔声标准的要求。此外还应考虑防潮、防水以及经济等方面的要求。2.8.2基础基础是建筑面地以下的承重构件，是建筑的下部结构，其作用

27、是扩散上部结构的荷载，减小应力强度，最终将荷载传给地基。基础和地基具有不可分割的关系，但又是不同的概念，基础是建筑物与土层直接接触的部分，它承受建筑物的全部荷载，并把他们传给地基，基础是建筑物的一个组成部分，而地基是基础下面的土层，承受由基础传来的整个建筑物的荷载。地基不是建筑物的组成部分。地基分两种：一是天然土层具有足够的承载能力，不需人工处理就能承受建筑物全部荷载的叫天然地基。一是当上部荷载叫大或土层承载能力叫弱，缺乏足够的坚固性和稳定性，必须经人工处理后才能承受建筑物全部荷载的叫人工地基。基础要求坚固、稳定，并能抵抗冰冻和地下水的侵蚀。基础的大小取决于荷重的大小、土壤的性质、材料的性能以

28、及承重的方式。本工程采用柱下独立基础，该类基础在其纵、横两个方向均产生变曲变形，故在两个方向的截面内场存在剪力和弯短，柱下条形基础纵向的剪力与弯短一般则由基础梁承担，基础梁的纵向内力通常可采用简化法（直线分布法）或弹性地基梁法计算。2.8.3楼地层楼地层是建筑物水平方向的承重构件，并对墙身起着水平支撑作用，增强房屋的刚度和整体性。又是建筑物分隔水平空间的构件，分为楼板层和地面层。楼板层将楼面荷载传至墙柱及基础，并对墙体起水平支撑作用。楼板层包括面层、结构层、天花三部分，要求刚性好、坚固、耐磨、隔声、防火。楼板层根据结构层的主要用料分为钢筋混凝土楼层、木楼层、钢楼层和砖楼层四类；地面层主要由基层

29、和面层组成。基层可直接做在地基上。当地面太低、太潮或填土要求过高时，也可做成架空式的。面层是直接承受各种荷载、摩擦、冲击的表面层，有整体式地面、铺贴地面、木地面以及砖地面和灰渣地面等等。由于地面层贴近土壤，因此要求防潮、防腐，此外还应注意保温、耐磨、不易起灰、并有一定弹性等等要求。2.8.4屋顶屋顶是房屋最上层覆盖的外围护结构，其主要功能是用以抵御自然界的风霜雨雪、太阳辐射、气温变化和其他外界不利的因素，以使屋顶覆盖下的空间有一个良好的使用环境。因此，要求屋顶在构造设计时要注意解决防水、保温、隔热以及隔声、防火等问题。一般分为平屋顶、坡屋顶、曲面屋顶等其它形式的屋顶。本工程采用平屋顶，其排水坡

30、度为3%。屋顶设计满足功能，结构、建筑艺术三方面要求。本工程采用女儿墙外排水。屋面采用刚性防火屋面，其构建简单，施工方便，造价较低。2.8.5装饰在装饰上不追求豪华，重视材质，崇尚自然，和谐，突出重点，创造出与建筑物身份相称的朴实、典雅。室内采用水磨石地面，在卫生间内采用地砖防水楼面。2.8.6门窗工程（1）在生产加工门、窗之前，应对门窗洞口进行实测。（2）门窗安装前预埋在墙或柱内的木、铁构件应做防腐、防锈处理。1）木门工程：门框安装要掌握好抹灰层厚度并做好防腐处理，框两边钉铁皮保护，门选用优质的杉木制作，立框前上底子油，安装后及时立涂刷油漆，框后注意防潮，防止胀缩。2）铝合金门窗：按设计图尺寸弹好窗中线，用经纬仪将窗两侧直线找到墙上，根据打好的规则，安装铝合金窗，并及时将其吊直打平，同时检查其安装位置是否正确，无问题后，用木头临时固定。沿窗框外墙用电锤打6孔，并用T型6钢筋，粘少许107胶水泥浆，打入孔中，待水泥浆终凝后，再将铁脚与预埋钢筋焊牢固，按设计要求处理窗框与墙体缝隙，做好铝合金窗边防水胶处理和排水处理。安装前要做好