【正文】 湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第六中學(xué)教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計 第一章 建筑設(shè)計說明 總平面設(shè)計本設(shè)計為一幢5層綜合教學(xué)樓。，考慮通風(fēng)和采光要求，綜合教學(xué)樓采用了南北朝向。，設(shè)置了3級臺階作為室內(nèi)外的連接。主入口、次路口都設(shè)置在南邊。這是考慮到東西邊離校園干道近，并且在整個校園規(guī)劃中，擬建教學(xué)的東邊是學(xué)生宿舍區(qū)，西邊是教學(xué)區(qū)。這兩個方向是人流的來源方向，可以減少各建筑間的行程，順應(yīng)人流方向方便使用。環(huán)道采用6m寬、9m轉(zhuǎn)彎半徑的瀝青混凝土路，實行人車分流。行車道為雙車道，使得道路滿足消防車等大型車輛的進出，符合消防要求。由于場地南面是風(fēng)景優(yōu)美的湖面，北面也有不錯的綠化。所以教學(xué)樓附近的地面規(guī)劃以景觀為主，兼有停車功能。停車場地，采用草皮磚生態(tài)停車場，這不僅能滿足停車的使用要求，還增強整體的綠化效果，可以承載、綠化和匯集雨水，起到一舉三得的作用。其余的空地均采用草皮、灌木和部分喬木進行綠化，使整個區(qū)域達到不露土的綠化效果。 平面設(shè)計大學(xué)教學(xué)建筑系指為大學(xué)教學(xué)及科研服務(wù)的各類教室、實驗室及相關(guān)行政辦公用房。大學(xué)教學(xué)建筑是高等教育最重要的硬件設(shè)施，也是大學(xué)校園建筑的主體，是利用率最高的建筑。適應(yīng)現(xiàn)代教育理念的教學(xué)模式，體現(xiàn)在教學(xué)方式及辦學(xué)形式的多樣化、教學(xué)內(nèi)容綜合化、教學(xué)課程設(shè)置及教學(xué)手段信息化上?？鐚W(xué)科、跨專業(yè)的選課方式，混合年級的課程設(shè)置，以及討論式、互動式的課堂教學(xué)等，改變了傳統(tǒng)的以班級授課為主的被動教學(xué)方式。本教學(xué)樓主要由普通教室、功能教室、圖書資料廳、展覽廳、會議室、辦公室及其他輔助用房組成。設(shè)計時力求功能分區(qū)明確，布局合理，聯(lián)系緊密，盡量做到符合現(xiàn)代辦公教學(xué)的要求。通過建筑設(shè)計與環(huán)境景觀規(guī)劃，對采光、通風(fēng)、隔熱、遮陽、冷卻、供熱等進行綜合設(shè)計，以降低資源及能源消耗，減少環(huán)境污染。 使用部分設(shè)計1. 教室：教室是本設(shè)計的主體細胞之一，占據(jù)了本設(shè)計絕大部分的建筑面積?？紤]到保證有足夠的采光、透氣要求，故將綜合教學(xué)樓南北朝向，東西布置。多媒體設(shè)備的 廣泛應(yīng)用，獲取知識的多樣化及教學(xué)方式的靈活，要求教學(xué)空間具有靈活性。教學(xué)空間由固定封閉的小空間向靈活分隔的大空間轉(zhuǎn)化，因此教學(xué)樓的結(jié)果設(shè)計應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化及模數(shù)化的框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)。教室的設(shè)計一方面要為授課的教室創(chuàng)造良好的講課、演示或書寫的條件，要為聽課者創(chuàng)造良好的視、聽及記錄的條件，同時還要有良好的室內(nèi)氣候環(huán)境及安全措施。普通教室一般采用側(cè)窗采光，但照度衰減很快，進深較大的教室靠近內(nèi)墻的桌面照度明顯減弱，利用反射光增加進深方向的亮度，是值得提倡的方法。在窗子中部增設(shè)遮陽板，一則可以避免陽光直射桌面；二則可以起反射作用，使教室內(nèi)側(cè)亮度增加；三則有利于自然通風(fēng)，是一種節(jié)約能源、改善環(huán)境質(zhì)量的良好措施。由于數(shù)字化教學(xué)的普及，教室還需考慮遮光設(shè)計，遮光百葉窗或遮光窗簾是必要的設(shè)施。在解決遮光需求的同時，還需綜合解決自然通風(fēng)的需求。教室是進行面對面教學(xué)的場所，講課人與聽課人自始至終有視線、語言及感情的交流。聽眾需要看清演講者，并能看清演講者借以表達內(nèi)容的各種演示，包括幻燈、錄像、投影、電影及黑板書寫等。目前多數(shù)教室仍采用黑板教學(xué)，有黑板、綠板、白板等不同顏色及質(zhì)地的書寫板材。綠板比黑板視覺更舒適，二白板的視覺效果最好。在相同視距的條件下，淺色底子上的黑色字體比深色底子上的淺色字體易于辨認。如采用黑板，則教室的長度會因此受到限制，最后排座位距黑板不宜超過10m。，所以采用綠板，普通教室則用白板。在建筑內(nèi)噪音的主要來源是走廊及附近的教室，特別是在夏季，噪音通過開啟的門窗傳遞。因此在平面設(shè)計中盡量避免中走廊兩側(cè)教室相對開設(shè)門窗。走廊內(nèi)設(shè)置吸音的吊頂面對防止噪聲的共鳴及傳遞均為有效措施。固定課桌椅尺寸為53cm100cm。3. 行政辦公用房：辦公用房是本設(shè)計的另一個主體功能，在整個建筑中應(yīng)布置在相對安靜的地方，同時也要保證有足夠的采光、透氣要求。要有遮陽設(shè)施，其主要作用是阻擋陽光從窗口射入，減少對人體的直接輻射，并防止室內(nèi)溫度升高。按照土木專業(yè)的特點，教室的辦公室一般都是按不同的學(xué)科來劃分的，因此一個學(xué)科的老師會在一個辦公室內(nèi)，一般是5人左右。會議室的空間要彰顯大氣，可以放置長條形會議桌，并為多媒體的安裝預(yù)留空洞，滿足平常的行政會議和教學(xué)會議。2. 門廳：門廳是建筑物主要出入口的內(nèi)外過渡，人流分散的交通樞紐。對于綜合教學(xué)樓而言，門廳要開闊，要緩解人員出入上下課人流的壓力。因此，門廳設(shè)計的好壞關(guān)系到整幢建筑的形象和氣勢。 交通聯(lián)系部分設(shè)計走廊連接各個教室、各個功能用房、辦公室、會議室、樓梯和門廳等各部分，以解決房屋中水平聯(lián)系和疏散問題。過道的寬度應(yīng)符合人流暢通和建筑防火的要求，本設(shè)計均已考慮到以上要求。樓梯是建筑中各層間的垂直聯(lián)系部分，是樓層人流疏散必經(jīng)通道。本方案中設(shè)有兩部雙跑樓梯以滿足需求。頂層樓梯間門向外開，其他層的樓梯間不設(shè)門，這也是滿足防火疏散的要求。 平面組合設(shè)計教學(xué)建筑的層數(shù)應(yīng)恰當(dāng)，由于課間換課人數(shù)眾多，人流具有周期性陣發(fā)式波動特點，交通空間的設(shè)計既要保障高峰人流的安全、便捷及舒暢，又應(yīng)做到切實得體，避免浪費。對于教學(xué)建筑的垂直交通多以樓梯作為垂直交通的主要方式，從而決定了建筑的層數(shù)不宜太高。一般不超過六層，本工程為五層，使用頻率高的教室與實驗室、功能教室均勻分布在一至四層，這樣能夠方面每層學(xué)生做實驗，而頂層主要是比較安靜的閱覽室、書庫和會議室，方便使用人在一個安靜的環(huán)境下進行使用。行政辦公區(qū)域在整座建筑里應(yīng)布置在相對安靜的環(huán)境，并且要具有良好的交通條件。這是由滿足辦公的使用要求決定的。該綜合教學(xué)樓采用半內(nèi)廊式，使得本建筑的各種功能用房、各個教學(xué)、會議室都有必要的聯(lián)系。教學(xué)用房和辦公用房均為南北朝向，滿足教學(xué)科研建筑的朝向要求。，使房間分割通用化、模數(shù)化，以適應(yīng)功能多樣，靈活多變的要求。 立面設(shè)計建筑的立面圖反映的是建筑四周的外部形象。在立面設(shè)計中應(yīng)反映出建筑的性格，即建筑的使用性質(zhì)；二應(yīng)反映內(nèi)部空間及其組合情況；三應(yīng)反映自然條件和民族特點的不同；適應(yīng)基地環(huán)境和建筑規(guī)劃的總體要求。立面設(shè)計是在滿足房間的使用要求和技術(shù)經(jīng)濟條件下，運用建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律，結(jié)合平面的內(nèi)部空間組合進行的。進行立面設(shè)計設(shè)計時要考慮房屋的內(nèi)部空間關(guān)系，相鄰立面的協(xié)調(diào)，各立面墻面的處理和門窗安排，滿足立面形式美觀要求，同時還應(yīng)考慮各入口，雨篷等細部構(gòu)件的處理?？紤]設(shè)計的是教學(xué)樓，立面盡量簡潔，大方。從整體出發(fā)幾次改進建筑方案，考慮美學(xué)原則：主從與重點、對比與呼應(yīng)、節(jié)奏與韻律、均衡與穩(wěn)定、比例與尺度以等，同時考慮結(jié)構(gòu)方面。立面設(shè)計中，外形線條明確，更加能體現(xiàn)出建筑物本身的使用功能，寬大明亮的窗體，給人一種明快的感覺。 剖面設(shè)計建筑剖面圖反映出的是建筑物在垂直方向上各部分的組合關(guān)系。建筑的剖面設(shè)計的主要任務(wù)是確定建筑物各部分應(yīng)有的高度、建筑的層數(shù)及建筑空間的組合關(guān)系。剖面設(shè)計主要表現(xiàn)為建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系，以及建筑高度、層高、建筑空間的組合與利用。它和房屋的使用、造價和節(jié)約用地有著密切關(guān)系，也反映了建筑標(biāo)準(zhǔn)的一個方面。其中一些問題需要平、剖面結(jié)合在一起研究，才具體確定下來。教學(xué)建筑的開窗面積應(yīng)科學(xué)合理，避免過大的玻璃窗及玻璃幕墻。必要的遮光措施不僅在炎熱季節(jié)起到降溫作用，也是保護視力、避免陽光直射的有效措施。根據(jù)采光和通風(fēng)要求，各房間均采用自然光，并滿足窗地比的要求，窗臺高900mm。屋面排水采用有組織外排水，排水坡度為3%，結(jié)構(gòu)找坡。首層及其他各層樓梯均采用150mm踏步高，300mm踏步寬。綜合考慮這些因素，根據(jù)各層的使用要求，層高選擇如下：。 建筑設(shè)計的體會 在本建筑設(shè)計的過程中了解到了總平面布置的合理性、交通聯(lián)系方便的重要性，并知道了一些常規(guī)性的布置，使其達到人流疏散和防火的要求，對房間的布置及使用面積的確定，達到舒適、方便的效果。對各個功能房間的合理布置達到人性化的目的，立面的造型及周圍的環(huán)境做到相互協(xié)調(diào)；整個建筑滿足各方面的需求，使人、建筑和環(huán)境進行完美的結(jié)合。 本次建筑設(shè)計我們把所學(xué)到的知識運用到其中，并通過翻閱大量的資料及在老師的指導(dǎo)下，使我們設(shè)計中所遇到的問題能得到一一解決。這次設(shè)計讓我受益匪淺，既鞏固了我們的專業(yè)知識，又拓展了我們的相關(guān)專業(yè)知識，更重要的是一次經(jīng)驗的積累。還為即將步入社會的我們打下了基礎(chǔ)。第二章 結(jié)構(gòu)選型及布置 結(jié)構(gòu)選型1. 結(jié)構(gòu)體系選型：采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系。2. 屋面結(jié)構(gòu)：采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板，屋面板厚120；3. 樓面結(jié)構(gòu)：采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板，板厚120；4. 樓梯結(jié)構(gòu)：采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓梯；5. 天溝：采用混凝土現(xiàn)澆天溝；6. 基礎(chǔ)梁：采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁；7. 基礎(chǔ)：采用預(yù)制鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)； 結(jié)構(gòu)布置。因為此設(shè)計中同一層樓面標(biāo)高變化不大，所以不做結(jié)構(gòu)剖面布置。如屋面、各層樓面等結(jié)構(gòu)平面布置，詳見圖21結(jié)構(gòu)平面布置圖。（1）屋面結(jié)構(gòu)布置圖上主要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件有：框架（梁和柱）、屋面梁、屋面板等構(gòu)件。（2）樓面結(jié)構(gòu)布置圖上主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件有：框架（梁和柱）、樓面梁、樓面板、樓梯等。 圖21結(jié)構(gòu)平面布置圖79第三章 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 確定框架的計算簡圖假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二樓樓面，基礎(chǔ)標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件，室內(nèi)外高差（）。 所示： 框架梁柱尺寸確定由于各層框架為超靜定結(jié)構(gòu)，在內(nèi)力計算之前，需預(yù)先估算梁，柱的截面尺寸及結(jié)構(gòu)所采用的材料強度等級，以求得框架中各桿的線剛度及其相對線剛度?；炷翉姸鹊燃墸毫褐杏肅30（） 柱中用C30（）框架主梁截面尺寸：hb=(1/8~1/18)lo=(1/8~1/18)6600mm=（825mm~）取hb=500mm； bb=(1/2~1/4)hb=(250mm~125mm)取bb=250mm；次梁截面尺寸： hb=(1/8~1/18)lo=(1/8~1/18)3300mm=（~183mm）取hb=400mm bb=(1/2~1/4)hb=(200mm~100mm)取bb=200mm 框架柱： bc=(1/12~1/18)Hi=(1/12~1/18)*4550mm=(397mm~252mm) 取bc=250mm,hc=(1~2)bc=250mm~500mm采用方柱取400mm400mm。 框架梁柱線剛度計算根據(jù)規(guī)范(GB500102002)，考慮現(xiàn)澆樓板的作用，對于中跨梁，取?？蚣芰海篒左跨梁=EI/l=[1072(1/12)]/ =104 i右跨梁=EI/l=[1072(1/12)]/6 .=104 i中跨梁=EI/l=[1072(1/12)]/=104 :i余柱=[107(1/12)]/ kN..m=104 kN..m底層柱：i底層柱=[107(1/12)]/ kN..m=104 kN..m令則其余各桿件的相對線剛度為：DF跨邊框架梁：i139。=104/104= FG跨邊框架梁：i239。=104/104= GJ跨邊框架梁：i339。=1044/104=框架梁、作為計算框架各桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。 計算簡圖及相對線剛度 框架各種荷載計算及受荷總圖 恒活載標(biāo)準(zhǔn)值計算1. 屋面：防水層（剛性）30厚C20細石砼防水 防水層（柔性）三氈四油鋪小石子 找平層：15厚水泥砂漿 找平層：15厚水泥砂漿 找坡層：40厚水泥石灰焦渣砂漿3‰找平均數(shù) 保溫層：80厚礦渣水泥 結(jié)構(gòu)層：120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 抹灰層：10mm厚混合砂漿