【正文】 XXX 學(xué)院土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前言 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題來源于教師，主要研究設(shè)計(jì)教學(xué)樓設(shè)計(jì)， 采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，共五層 ，畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要的組成部分 ,它培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)知識 ,提高了我們實(shí)踐能力 ，在理論上聯(lián)合了實(shí)際。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是設(shè)計(jì)高校教學(xué)樓 ,其中包括建筑設(shè)計(jì) ,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分共 9 章內(nèi)容，包括建筑設(shè)計(jì)、樓板設(shè)計(jì)、連系梁設(shè)計(jì)、框架設(shè)計(jì)、內(nèi)力組合、截面設(shè)計(jì)、樓梯設(shè)計(jì)、雨篷設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中也運(yùn)用到很多參考資料，結(jié)合規(guī)范和實(shí)際情況設(shè)計(jì)了鼎盛教學(xué)樓，對于建筑設(shè)計(jì)，參考了房屋建筑學(xué)，研究教學(xué)樓各部 分的組合原理、構(gòu)造方法以及建筑空間環(huán)境，從而設(shè)計(jì)出總平面布置圖，平面圖、立面圖以及剖面圖。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要參考了混凝土上、中兩冊，建筑結(jié)構(gòu)抗震及高層建筑結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)完成后，一切的數(shù)據(jù)都是符合規(guī)范要求，并運(yùn)用 PKPM 進(jìn)行了電算，符合計(jì)算的結(jié)果。 由于 自身所學(xué)知識的局限性以及第一次獨(dú)立的完成設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中難免存在問題。在此，請各位老師，專家給予批評指正。 2021 年 4月 XXX 學(xué)院土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1 建筑設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)理念 教學(xué)樓 是為人們學(xué)習(xí)提供最為良好環(huán)境的建筑?？v觀教學(xué)建筑的發(fā)展歷史，無不體現(xiàn) 著人類文化、文明的歷史進(jìn)程和時(shí)代特征。教學(xué)樓建筑設(shè)計(jì)同設(shè)計(jì)其他類型建筑一樣有許多共同點(diǎn)，也有許多不同的特點(diǎn)和要求。隨著時(shí)代的發(fā)展，辦公樓的內(nèi)容和形式都在不斷發(fā)生變化。因此，我對教學(xué)樓的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)研究，經(jīng)過一番思考，我認(rèn)為本設(shè)計(jì)應(yīng)該具有以下 特點(diǎn)：（ 1）彈性。從設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)到服務(wù)功能都應(yīng)做到開放性，以適應(yīng)時(shí)空的變化。（ 2）緊湊性。教室以及其它輔助用房的空間布置要做到緊湊合理。（ 3）易接近性。從樓外到樓內(nèi)，從入口到各個(gè)部門，要 規(guī)劃得合理，要設(shè)計(jì)一個(gè)良好的導(dǎo)引系統(tǒng)。（ 4）可擴(kuò)展性。在未來擴(kuò)展時(shí)可靈活延伸，將損失減小到低程度。（ 5）舒適性。在環(huán)境、通風(fēng)、溫濕度、光線等方面要柔和、協(xié)調(diào)，盡量借用外部的自然環(huán)境。（ 6）環(huán)境的穩(wěn)定性。（ 7）安全性。建筑安全防護(hù)措施做到不僅滿足規(guī)范要求而且更加人性化。（ 8）經(jīng)濟(jì)性。把建設(shè)和維護(hù)一座教學(xué)樓所需要的經(jīng)費(fèi)和人員控制在最低限度。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我本著 “安全，適用，經(jīng)濟(jì)，美觀 ”的原則，在滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的功能要求前提下，完成了建筑設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，合理的選擇框架，并為以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。 工程概況 本設(shè)計(jì)教學(xué)樓位于青島市。該地段地勢平坦，環(huán)境較好，在選址和環(huán)境營造方面，注意自然景色的優(yōu)美，也重學(xué)習(xí)環(huán)境各交通條件的因素，更強(qiáng)調(diào)人與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，比較適合教學(xué)樓功能的充分利用。 根據(jù)設(shè)計(jì)資料的規(guī)劃要求，本教學(xué)樓建筑要求的主要功能有：普通教室，階梯教室，實(shí)驗(yàn)室，辦公室等。 建筑總長度為 ，所以在長度方向設(shè)置溫度伸縮縫， 其做法為：沿建筑物長度方向 54m 處 預(yù)留縫隙，將建筑物從屋頂、 墻體 、 樓層 等地面以上構(gòu)件全部斷開，建筑物基礎(chǔ)因其埋在地下受 溫度變化 影響小，不必?cái)嚅_。 伸縮縫 的寬度為 10 厘米，縫內(nèi)填 保溫材料。 XXX 學(xué)院土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 設(shè)計(jì)標(biāo)高：室內(nèi)外高差： 450mm。 墻身做法：墻身采用 240 厚 粉煤灰 填充墻。內(nèi)粉刷為混合沙漿漿底，紙筋抹灰面，厚 20mm, 內(nèi)墻涮兩度涂料 ,外墻貼磚。 樓面做法：樓面（大理石樓面）， 100 厚現(xiàn)澆鋼筋砼樓板， 20 厚板底抹灰。 屋面做法（ 不 上人屋面） 門窗做法：塑鋼窗和木門。 地質(zhì)資料：土的類型劃分為：第 1 層耕土為軟弱土，第 2 層殘積土為中硬土，第 3 層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為堅(jiān)硬土。 場地土的特征周期（卓越周期）為 ，勘測時(shí)間，勘測范圍內(nèi)未見地下水。 地震烈度： 7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度 為 ， Ⅱ 類場地，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，抗震等級三級。 基本風(fēng)壓： ? 0 =雪壓： kN/m2，地面粗糙度類別為 B 類。 不 上人屋面活荷為 ，走廊、樓梯活荷載為 ，衛(wèi)生間樓面活荷載為 ，教室、辦公室樓面活荷為 kN/m2。 使用部分的平面設(shè)計(jì) 使用房間面積的大小，主要由房間內(nèi)部活動的特點(diǎn)，使用人數(shù)的多少以及設(shè)備的因素決定的，本建筑物為教學(xué)樓，主要使用房間為教室，各主要房間的具體設(shè) 置在下表一一列出，如下表 ： 表 序號 房間名稱 數(shù)量 單個(gè)面積 (m2) 1 普通教室 30 2 大 辦公室 14 3 廁所 20 5 階梯教室 6 6 實(shí)驗(yàn)室 17 7 小辦公室 5 XXX 學(xué)院土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 門的寬度、數(shù)量和開啟方式 房間平面中門的最小寬度是由通過人流多少和搬進(jìn)房間家具設(shè)備的大小決定的，如果室內(nèi)人數(shù)多于 50 人，或房間面積大于 60 m2時(shí)，按照防火要求至少要設(shè)兩個(gè)門，分別設(shè)在兩端，以保證安全疏散，在進(jìn)出 人流頻繁的地方，應(yīng)使用彈簧門。 教室設(shè)置兩扇 900 寬的門，門扇開向室內(nèi)。為了在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)便于疏散，正面大門采用 四 扇寬為 ，走廊兩端的采用 ，均向 外 開。 窗的大小和位置 房間中窗的大小和位置主要是根據(jù)室內(nèi)采光通風(fēng)要求來考慮。采光方面，窗的大小直接影響到室內(nèi)照明是否充足。各類房間照明要求是由室內(nèi)使用上直接影響到室內(nèi)是用上精確細(xì)密的程度來確定的。通常以窗口透光部分的面積和房間地面的采光面積比來初步確定或檢驗(yàn)面積的大小。 輔助房間的平面設(shè)計(jì) 通常根據(jù)各種建筑物的使用特點(diǎn)和是用 人數(shù)的多少，先確定所需設(shè)備的個(gè)數(shù)，建筑物中公共服務(wù)的衛(wèi)生間應(yīng)設(shè)置前室，這樣使得衛(wèi)生間比較隱藏，又有利于改善通向衛(wèi)生間的走廊或過廳的衛(wèi)生條件。為了節(jié)省交通面積，并使管道集中，采用套間布置。 在本設(shè)計(jì)中，每層大約有 400 人上課，按規(guī)范規(guī)定每 25 人 /1 具 :男衛(wèi)生間：大便器 8 具；小便槽 2 具；洗手盆 ： 4 具，女衛(wèi)生間：大便器 16 具；洗拖把槽：2 具；洗手盆 ： 4 具。 交通部分的平面設(shè)計(jì) 走廊的應(yīng)符合人流通暢和建筑防火要求，通常單股人流的通行寬度約為500~600mm。由于走廊兩側(cè)設(shè)房間，走廊寬度采用 2400mm。根據(jù)建筑物的耐火等級為二級，層數(shù)五層。走廊通行人數(shù)為 60 人，防火要求最小寬度為 1m,符合要求。 樓梯是房屋個(gè)層間的垂直交通部分，各樓層人流疏散的必經(jīng)通路。樓梯設(shè)計(jì)主要根據(jù)使用要求和人流通行情況確定梯段和休息平臺的寬度，梯段的寬度通常不小于 1100mm~1200mm。 XXX 學(xué)院土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 立面設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，正立面中所有的窗尺寸都是一樣的，給人以特別整齊的感覺！ 房屋外部形象反映建筑類型內(nèi)部空間的組合特點(diǎn)，美觀問題緊密地結(jié)合功能要求，同時(shí)，建筑物所在地區(qū)的氣候、地形、道路、原有的建筑物以及綠化等基地環(huán)境，也是影響建筑物 立面設(shè)計(jì)的重要因素。 建筑剖面設(shè)計(jì) 為防止室外雨水流入室內(nèi)，并防止墻身受潮，將使內(nèi)地坪提高到室外地坪 450mm。首層層高為 、標(biāo)準(zhǔn)層與頂層層高均為 。 XXX 學(xué)院土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 2 樓板設(shè)計(jì) 樓面結(jié)構(gòu)平面布置 教學(xué)樓平面布置圖如下圖 圖 圖 截面尺寸初步估計(jì) 柱截面設(shè)計(jì) 該結(jié)構(gòu)選用 C30 的混凝土 /cf N mm? ，選用二級鋼筋HRB335 2300 /yf N mm? 。結(jié)構(gòu)抗震等級為三級，由公式cAfN?? ， 式中 ? 取 , cf取 103 kN/m2， N=15A （其中 15 為面荷載） 從而得到 N=153（ 21 ＋ 21 ） =216kN 可得 A= nNfc?= 5216?? = =113000mm2 b=h= A =336mm. 取 b=h=500mm. 梁的截面設(shè)計(jì) 梁的截面寬度 b: 框架梁取 300mm,樓面連系梁取 250mm。 梁的截面高度 h 取值如下： 框架梁： h1=（ 101 ~151 ） L XXX 學(xué)院土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 AB、 CD 跨 : h1=600mm BC 跨：在 AB 和 CD 之間，考慮到整體性，故也取 h1=600mm 連系梁： H2? 121 L h2=121 L= 122400 =200mm, 取 h2=500mm。 綜上可知，各梁的截面如下： 框架梁： b1h 1=300mm600mm（ AB 跨、 BC 跨、 CD 跨） 連系梁： b2h 2=250mm500mm 設(shè)計(jì)資料 板采用 100 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板， 10 厚水磨石地面層， 20 厚 1： 3 水泥砂漿打底， 20 厚 1： 3 水泥砂漿抹灰， V型輕鋼龍骨吊頂?；炷敛捎?C30（ fc=） ,鋼筋選用 HRB335(fy=300N/mm2). 不 上人屋面活荷為 ，走廊、樓梯活荷載為 ，衛(wèi)生間樓面活荷載 為 ，教室、辦公室樓面活荷為 kN/m2。 荷載計(jì)算 10厚水磨石地面層 25 = kN/m2 20厚 1： 3水泥砂漿打底 kN/m2 100厚現(xiàn)澆混凝土樓板 25 = kN/m2 20 厚 1： 3 水泥砂漿抹灰 17 = kN/m2 V型龍骨吊頂 kN/m2 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kN/m2 恒荷載設(shè)計(jì)值 g = = kN/m2 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 教室、 辦公室、廁所： kN/m2 走廊、樓梯 ： kN/m2 活荷載設(shè)計(jì)值： 教室、辦公室、廁所： q1 = = kN/m2 走廊、樓梯： q2 = = kN/m2 XXX 學(xué)院土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 合計(jì)： 教室、辦公室、廁所： P1 = g + q1 = + = kN/m2 走廊、樓梯 ： P2 = g + q2 = + = kN/m2 按塑性理論計(jì)算 彎矩計(jì)算 ： 首先假定邊緣板帶跨中配筋率與中間板帶相同，支座截面配筋率不隨板帶而變，取 同一數(shù)值，跨中鋼筋在離支座 l1/4 處間隔彎起。取 m2=αm1，對所以區(qū)隔板，均取 α== β=2。 A 區(qū)格 M1= （ )m1+m1/22= M2= m2+m2/22== M1/= M1//=2 m1= m1 M2/= M2//=2 m2= m1= 帶入基本公式 :M1+M2+ 21 (M1/+M1//+ M2/+ M2//)=P2l12/12(31211) +++=81 () 得 m1=m m2=αm1==m m1/= m1//=βm1=2= kNm m2/= m2//=βm2=2=m 區(qū)格 B 將 A 區(qū)格的 m1//作為 B 區(qū)隔板 m1/的已知值，并取 m1//=0，則 M1/= = M1//=0 M2/= M2//=2= m2= M1=（ ? ） m1= M2= 43 m1= m1 帶入基本公式，由于區(qū)格板四周與梁整結(jié) ，內(nèi)力折減系數(shù)為 。 M1+M2+ 21 (M1/+M1//+ M2/+ M2//)=P1112/12(31211) XXX 學(xué)院土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 ++ +() 得 m1=m m2=αm1==m m/= kNm m2/= m2//=2= kNm 區(qū)格 C 將 A 區(qū)格的 m1//作為 C 區(qū)隔板 m1/的已知值，并取 m1//=0，則 M1/= = M1//=0 M2/= M2//=2=