【文章內(nèi)容簡介】 ................................................................................................ 128 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 設計理 念 本設計設計題目是 ―沈陽市英才小學 綜合教學樓的建筑與結(jié)構(gòu)設計 ‖，根據(jù)遼寧科技大學資源與土木工程學院下發(fā) 的 12 屆畢業(yè)生，綜合教學樓組畢業(yè)設計任務書。本設計總建筑面積 4720 平方米，建筑總高度 米，分四 層，層高 米，柱網(wǎng) 米。根據(jù)功能被分成兩個部分即教學部分和行政部分。此綜合教學樓設計就采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)做為常用的結(jié)構(gòu)形式之一，其結(jié)構(gòu)體系的特點為： 建筑平面布置靈活，使用空間大。 延性及抗震性能較好。 整體側(cè)向剛度較小，水平力作用下側(cè)向變形較大（呈剪切 型）。所以建筑高度受到限制。 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴重。 框架結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑的主要結(jié)構(gòu)形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)使用的主要材料是的鋼筋混凝土，鋼筋混凝土是以混凝土材料為主，并根據(jù)需要配置受力的鋼筋、分布筋、箍筋，彎起筋等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是由梁，柱，節(jié)點及基礎組成的一種結(jié)構(gòu)形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)按照結(jié)構(gòu)布置的不同，主要分為橫向框架承重，縱向框架承重及雙向承重三種方案。橫向框架承重方案中，豎向荷載主要由橫向框架承擔，樓板為預制時應沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆時一般設次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平地震作用。在縱向框架承重方案中，豎向荷載主要由縱向框架承擔，預制樓板布置方式和次梁設置方向與橫向承重框架相反。雙向承重方案縱橫向均為主要受力方向。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)充分利用了鋼筋、混凝土間能夠協(xié)同工作的機理，用抗拉強度很高的鋼筋來協(xié)助混凝土抵抗拉應力，大大提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強度。 混凝土的組成與分類 混凝土是由膠凝材料、骨料和水（有些品種的混凝土中可不加水），按適當?shù)谋壤韬投傻幕旌衔铮?jīng)一定時間后硬化而成的人造石材，簡寫為 ―砼 ‖?；炷涟此媚z凝材料分為水泥混凝土、石膏混凝土、瀝青混凝土、聚合物混凝土等。 水泥混凝土 又稱普通混凝土（簡稱為混凝土），是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料；水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起潤滑作 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 2 頁 用，賦予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥漿硬化后，則將骨料膠結(jié)為一個堅實的整體。 鋼筋混凝土（簡稱 RC），是經(jīng)由水泥、粒料級配、加水拌和而成混凝土，在其中加入一些抗拉鋼筋，在經(jīng)過一段時間的養(yǎng)護，達到建筑設計所需的強度。它應該是人類最早開發(fā)使用的復合型材料之一。 混凝土的優(yōu)點及 缺點 混凝土之所以被廣泛應用于建筑業(yè)，是因為它具有很多優(yōu)點。 原材料來源廣造價低 可塑性好 可調(diào)配性好 抗壓強度高?；炷恋目箟簭姸纫话銥?20～ 40Mpa，有的可高達 80～ 120 Mpa，適合做結(jié)構(gòu)材料。 與鋼筋的共同工作性好。混凝土熱膨脹系數(shù)與鋼筋相近，受力特點可以互補，且與鋼筋的粘結(jié)力較強，可制成鋼筋混凝土，擴大應用范圍。 耐久性好?；炷烈话悴恍枰S護、維修及保養(yǎng)。 耐火性好?；炷恋哪突鹦赃h比木材、鋼材、塑料等好，可經(jīng)數(shù)小時 高溫作用仍保持其力學性質(zhì)。 但普通混凝土也有不足之處，如自重大，比強度?。▎挝恢亓康膹姸龋?；抗拉強度低，脆性大；受拉時抗變形能力小、容易開裂；導熱系數(shù)大，保溫隔熱性差；硬化較慢，生產(chǎn)周期長等。 鋼筋和混凝土是兩種全然不同的建筑材料，鋼筋的比重大，不僅可以承受壓力，也可以承受張力；然而，它的造價高，保溫性能很差。而混凝土的比重比較小，它能承受壓力，但不能承受張力；它的價格比較便宜，但是卻不堅固。而鋼筋混凝土的誕生，解決了這兩者的缺陷問題，并且保留了它們原來的優(yōu)點，使得鋼筋混凝土成為現(xiàn)代建筑物建造的 首選材料。 混凝土的發(fā)展 1824 年英國人阿斯普丁 ()發(fā)明硅酸鹽水泥 年法國人朗姆波 ()制造了第一只鋼筋混凝土小船 1872 年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 3 頁 混凝土結(jié)構(gòu)的開始應用于土木工程距今僅 150 多年。 與磚石結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，目前混凝土結(jié)構(gòu)已成為土木工程結(jié)構(gòu)中最主要的結(jié)構(gòu)，而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)形式還在不斷發(fā)展。 （ 1）第一階段 ——鋼筋混凝土發(fā)明至本世紀初 從鋼筋混凝土的發(fā)明至本世紀初，鋼筋 和混凝土的強度都比較低，主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎等構(gòu)件。 計算理論：結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面計算均套用彈性理論，采用容許應力設計方法。 （ 2）第二階段 ——從 20 世紀 20 年代到第二次世界戰(zhàn)爭前后 1928 年法國杰出的土木工程師 發(fā)明了預應力混凝土，可以用來建造大跨度結(jié)構(gòu)。 計算理論：前蘇聯(lián)著名的混凝土結(jié)構(gòu)專家格沃茲捷夫開始考慮混凝土塑性性能的破損階段設計法， 50 年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設計法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計算理論。 （ 3）第三階段： ——第二次世界戰(zhàn)爭以后至今 二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在，隨著建設速度加快，對材料性能和施工技術提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術。高強混凝土和高強鋼筋的發(fā)展、計算機的采用和先進施工機械設備的發(fā)明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程，成為現(xiàn)代土木工程的標志。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 4 頁 建筑設計總說明 本設計是根據(jù)遼寧科技大學資源與土木工程學院土木專業(yè)畢業(yè)設計題目中的教學樓組的任務書的要求進行設計的。此設計采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，墻體材料為普通灰沙磚和水泥空心磚， 七度抗震設防 （一般學校應該按照八度設防，但如果剛度分布均勻可按七度設防） ，屬于三級框架，乙類建筑。 設計原始數(shù)據(jù) 1．場地：沈陽 市近郊 2．耐久年限： 50 年 3．防火等級：二級 4．自然條件： （ 1） 最大凍結(jié)深度： （ 2）工程相對標高 ? （室內(nèi)地坪）相當于絕對標高 。 （ 3）相對地下水位 （最高）， （最低）。 （ 4）本地區(qū)抗震設計烈度為七度。 （ 5）本地區(qū)最高月平均氣溫 ℃ ，極端歷史高溫 39℃ ；本地區(qū)最低月平均氣溫℃ ，極端歷史低溫 35℃ 。 （ 6）風向：夏季主導風向為 南風，冬季主導風向為西北風。 （ 7）基本風壓值： W0 =2mKN （ 8）基本雪壓值： S0 =2mKN （ 9）據(jù)建設部下發(fā)最新文件樓頂不設置水箱，城市生活用管網(wǎng)水頭為 ,足夠生活用水壓，消防用水采用室外消防水池。 （ 10） 利用附近鍋爐房的集中供暖 ，不再單獨設置。 平面設計 本綜合教學樓采用平面形狀為 L 形，采用單內(nèi)廊式的平面組合形式，房間布置在走廊兩側(cè)，房間的開間為 ，進深為 ，走廊寬為 ，教學樓總長為 ，主教學樓總寬 。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 5 頁 根據(jù)設計任務書的要求，本教學樓共 設了普通教室 18 間，教師辦公室 15 間，黨政辦公室 13 間，史地教室、 自然實驗室，多功能教室， 音樂教室、體育器材室、微機室、教師閱覽室、學生閱覽室各 1 間、合班教室 1 間，每層均設有男女廁所，廁所均設有前室。 教學樓內(nèi)設置樓梯三部，其中門梯的進深為 ，兩端部樓梯的開間為 m，樓梯的踏步尺寸為 300 150bh? ? ? 2mm ，梯段凈寬為 2760mm，不小于 m，滿足通行和防火的要求。 立面設計 本設計為一棟 四 層的建筑，層高為 ~ 。采用主附體相結(jié)合，做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，立面造型上有很好的節(jié)奏感，再配上裝飾和線條的劃分，給人以美觀、新穎、和諧、的特點。 剖面設計 給人以整體的樓梯立面感覺，踏步的布置與層高要求的關系，還能使室內(nèi)外高差的變化一目了然。 建筑做法 梁板混凝土采用 C25，柱混凝土采用 C25，鋼筋主筋采用 HRB335 級鋼筋；板、箍筋采用 HPB300 級鋼筋，一層外墻墻體采用 MU15 普通灰砂磚，其他墻體采用 MU10水泥空心磚，女兒墻采用 MU15 礦渣磚，砌筑砂漿采 用 M5 混合砂漿。 一些主要構(gòu)造的做法 1．屋面（從上到下）： 20mm 厚細石混凝土保護層 SBS 屋面防水 （改性瀝青） 20mm 厚 1： 3 的水泥砂漿找平層 2%的水泥爐渣（找坡）最薄處 20mm ，最厚處 170mm 20mm 厚苯板 100mm 鋼筋混凝土板 20mm 厚混合砂漿天棚抹底 2．樓面（從上到下）： 10mm 厚 地磚 1： 3 的 20mm 厚水泥砂漿找平層 100mm 鋼筋混凝土板 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 6 頁 20mm 厚混合砂漿天棚抹底 3．墻體： 外內(nèi)墻厚度分別為 370mm 、 240mm 。一層內(nèi)外墻墻體采用普通灰砂磚，其他墻體采用水泥空心磚，女兒墻采用 MU15 礦渣磚。 外墻裝飾：彩色涂料 涂面。 內(nèi)墻裝飾：乳膠漆墻面，用于走廊，樓梯間；釉面磚墻面，用于衛(wèi)生間；水泥砂漿粉刷，用于踢腳線暗柱。 4．廁所（從上到下）： 白色面磚 20mm 厚 1： 3 水泥砂漿找平層 30mm 厚細石混泥土 二氈三油防水層 冷底子油一道 20mm 厚 1： 3 水泥砂漿表面壓光 100mm 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 20mm 厚混合砂 漿刮大白 5. 基礎：邊柱 基礎采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎， 基 礎 埋 深 m 。 ： 中央大廳的大門采用 五扇 對開門 ，窗采用 塑 鋼窗等。 7．樓梯： (1) 實心扶手，輕金屬欄桿，高度為 。 (2) 180 厚鋼筋混凝土樓梯板； 30mm 厚水磨石面層； 20mm 厚的水泥砂漿抹灰。 (3) 防滑條 6mm 厚鋼條防滑條。 8．墻裙： 1： 2 水泥砂漿摻 5%防水劑 20mm 厚，純水泥漿粘藍色釉面瓷片。 9．散水、勒腳、踢腳：（ 1）散水采用 10mm 厚 1： 1 水泥砂漿隨打隨抹光； （ 2） 80mm 厚 C15 混凝土面層 ； （ 3） 800mm 厚爐渣 ； （ 4）素土夯實； （ 5）勒腳采用 1： 3 水泥砂漿抹面，高度為 600mm ； （ 6）踢腳采用 1： 2 水泥砂漿 10mm 厚 。 10． L 形拐角處，設置抗震縫和伸縮縫，二縫合一。 11． 圖上未注明和本 表未說明者，均按國家有關規(guī)范 及該地區(qū)有關規(guī)定執(zhí)行。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 7 頁 圖 底層平面 圖 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 8 頁 結(jié)構(gòu)設計說明 設計依據(jù) 1．本設計是根據(jù)統(tǒng)一下發(fā)的 09 屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設計題目中綜合教學樓組的畢業(yè)設計任務書的具體要求進行設計的。 2．本設計的建筑結(jié)構(gòu)工程君按國家現(xiàn)行各有關設計規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、《建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》、《中小學校建筑設計規(guī)范》、《建筑結(jié)構(gòu)制圖標準》、《建筑結(jié)構(gòu)設計手冊》、《建筑地基基礎設計規(guī)范》等相關規(guī)定進行的。 自然條件 1．土質(zhì)： 0~ 為雜 填土； ~ 為 粘土，地基容許承載力特征為 190Kpa；~ 為粉 土，容許承載力特征值為 200 Kpa， 以上