许昌卫生职业中等专业学校教学楼土木工程专业毕业设计.doc

郑州华信学院本科毕业设计任务书院系： 建筑工程学院 专业： 土木工程 班级： 08土木工程5班 学号： 0803110541 姓名： 指导教师： 一、毕业设计题目 许昌卫生职业中等专业学校教学楼 二、毕业设计工作内容与基本要求（目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）（一）毕业设计目标：在老师的指导下，运用所学的基础知识和专业知识，通过独立完成住宅楼项目的设计任务，全面综合地解决建筑工程设计中遇到的各方面的问题，以达到初步了解与掌握一个建筑工程师实际工作的内容和设计工作的基本步骤和方法。熟悉常用规范，各种表格和标准设计图集。提高绘制施工图的技能、正确清晰地表达施工图的构造和意图。（二）毕业设计任务、途径、方法、应掌握的原始资料（数据）、参考资料以及设计要求等； 第一部分：调研收集资料 1通过对已建的住宅楼的参观调研，了解：（1）教学楼的平面形状、单元组成、功能分区；（2）入口的安排及周围道路、建筑的关系；（3）主门厅的功能，楼梯在门厅中的位置及人流组织，门厅大小、空间高度及艺术处理；（4）教学楼房间的开间、进深尺寸，与其它房间的关系和处理；（5）外墙与柱子的关系、定位轴线；（6）卫生间的一般设计要求；（7）在平面上其它功能（如消防、配电等设施）的布置；（8）建筑物的立面色彩处理、室内外装修及所采用的新材料、新技术；（9）立面的表现对建筑物的影响；（10）檐口形式、屋面排水组织形式及设计；（11）剖面空间组合、净空高度和层高的确定，室内外高差等。 2通过对在建的建筑物进行调研参观及查看设计阶段的施工图纸，了解：（1）一般教学楼，可采用哪几种结构形式，各有何优缺点；（2）阶梯教室或大空间房间的结构布置与设计；（3）框架结构的形式有哪几种，各有何优缺点，在实际设计中应根据什么条件选择框架的结构形式；（4）基础有哪些形式，在实际设计中应如何选择基础的形式，基础的配筋及构造；（5）结构构件的连接，框架节点处理；（6）楼梯形式及做法；（7）变形缝的形式、做法及处理；（8）框-架结构内力计算可采用哪几种方法，有何简化假定，在实际设计中如何考虑房屋侧移计算；（9）如何写建筑设计和结构设计说明；（10）一套完整的结构施工图有哪些图纸组成，它们是怎样编排的，主要图纸绘制时要达到什么深度；（11）施工方法对结构设计有哪些影响和要求。 3访问有经验的设计工程师，了解建筑常用的计算方法与电算程序等。 第二部分：建筑设计 1题目及要求 （1）工程名称：许昌卫生职业中等专业学校教学楼 （2）工程地点：许昌县（3）面积与层数：总建筑面积5500m2左右：层数5层。 （4）结构形式：框架结构 （5）功能要求：建筑布置主要有由门厅、教室、卫生间等组成。 （6）建筑设备 1）采用集中供暖； （7）建筑标准 1）建筑等级级； 2）防火等级地下级地上级； 3）采光等级级。 2水文、地质、气象条件 （1）所用水文、气象资料详见建筑设计资料集（第二版）； （2）土壤冻结深度：0.4m； （3）场地地质情况、地下水位、抗震设防烈度：详结构设计部分。 3严格遵守国家现行建筑设计规范 4成果要求 根据任务书要求进行该工程的方案和施工图设计，以施工图设计为主。 （1）方案设计 1）总平面布置，安排主入口、道路、消防车道及停车场组织，绿化和景点组织等； 2）铅笔草绘主要平面、立面及剖面，标注主要尺寸，比例不小于1：200，图幅不限。 （2）施工图设计 最好计算机绘制，若手绘时要求用专门绘图笔，达到施工图深度，具体要求如下： 1）底层平面图 2）标准层平面图 3）顶层平面图 4）屋面排水组织设计图（自选） 5）正立面、背立面图各一个，必要时画出侧立面图。 6）剖面图（要求剖到楼梯） 7）详图23个，墙身剖面图，包括檐口详图，楼梯平面图等 8）门窗表，并简要说明主要的建筑构造用料做法，如地面、楼面、内墙、顶棚、外墙、屋面、散水、台阶、坡道等； 9）建筑设计说明书：简要的建筑设计说明，如建筑性质、设计依据、建筑概况、建筑高程、总建筑面积、总使用面积、使用面积系数K值、建筑类别、耐火等级、抗震设防烈度、墙体材料及厚度、玻璃厚度及颜色、门窗材料及颜色等。其它需说明的内容如方案的特点、设计构思、疏散组织、平面组合、建筑造型处理等。 10）图纸规格与数量：2#及2#加长图自定，图纸至少7张。图例表示均按建筑制图标准制图，要求线型分明，字体工整（采用用仿宋字）。 5主要参考资料与文献 （1）建筑构造；（2）房屋建筑学；（3）建筑制图标准；（4）房屋建筑制图统一标准；（5）高层民用建筑设计防火规范；（6）建筑设计资料集第二版；（7）中南地区通用建筑设计标准图集；（8）教学建筑设计规范；（9）民用建筑设计通则；（10）其它有关的法规、条例等；（11）土木工程毕业设计指南。 第三部分：结构设计 1设计基础资料 （1）所用水文、气象资料详见建筑设计资料集（第二版）； （2）土壤冻结深度：0.4m； （3）场地地质资料：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。场地范围内各层土质构成见附表。 （4）地下水位：勘察期间，在勘探深度15.60m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。 （5）抗震设防烈度：7度。 2结构方案的选择 在建筑方案的基础上，根据用途、高度、抗震设防烈度选择结构方案。 （1）确定结构承重体系（框架结构、框-剪结构、混合结构）。 （2）确定结构施工方案（现浇式、装配式、装配整体式）。 （3）确定柱网尺寸，进行梁、板、墙等结构平面布置（包含变形缝的划分）。 （4）根据地质资料及上部结构形式，确定基础形式、埋深。 （5）进行初步估算，确定结构构件尺寸。 3结构计算，每人选一榀框剪计算 （1）确定框架计算简图。 （2）荷载计算：注意传力正确，防止少算和漏算。 （3）竖向荷载作用下的内力分析与计算。 （4）风荷载作用下的内力分析与计算。 （5）地震作用计算。 （6）荷载组合与内力组合。 （7）截面设计（配筋计算）、节点区设计及构造设计。 （8）电算分析内力并与手算结果对比。 （9）地基与基础的设计和计算。 （10）自选构件的设计和计算：包括楼梯、雨蓬、井式楼盖等。 4绘制施工图 （1）基础平面布置图及配筋图 （2）框架柱配筋图（平法表示） （3）结构平面布置及板配筋图（标准层） （4）标准层框架梁配筋图（平法表示） （5）自选构件施工图，如楼梯等。 图纸数量：图纸规格与数量：2#或2#加长图，图纸至少5张。按照建筑结构制图标准（GB/T 501052001）用计算机或手工绘制，手工绘制时要求用专门绘图笔。 5整理设计说明和计算书（1）内容包括：结构方案选择的依据、结构布置说明，结构设计的全过程，包括计算单元、计算简图、荷载计算、内力计算、内力组合、截面设计及基础、楼梯等自选构件的设计计算等。 （2）要求：内容完整，条理分明，计算准确，图示清楚，字迹工整，装订整齐。一律用钢笔书写或计算机打印，计算书要有前言和目录等。 6参考资料与文献（1）教材：结构力学、钢筋混凝土结构、土力学地基与基础、多层与高层结构设计、建筑结构抗震设计及建筑制图等； （2）各类制图标准、规范：建筑结构制图标准、建筑结构荷载规范、混凝土结构设计规范、砌体结构设计规范、建筑地基基础设计规范、建筑抗震设计规范、高层建筑混凝土结构技术规程等； （3）设计手册：工民建专业毕业设计手册、建筑结构静力计算手册、建筑结构设计综合手册、混凝土结构构造手册等； （4）建筑构件通用图集及中南地区通用建筑标准设计图集。 第四部分：毕业答辩 1答辩准备： （1）校对图纸并修改。 （2）设计成果： A2或A2加长施工图12张以上、毕业设计说明书1份。 2答辩内容：设计应用知识及大学所学课程内容，以设计应用知识为主。 毕业设计（论文）时间：2012 年 2 月 14 日至 2012 年 5月 25 日计 划 答 辩 时 间： 2012 年 5月 28日专业（教研室）审批意见：审批人（签字）：郑州华信学院毕业设计开题报告表设计题目许昌卫生职业中等专业学校教学楼课题来源社会生产实践课题性质工程设计指导教师 学生姓名 专 业土木工程学 号0803110541一、调研资料的准备本建筑物为许昌卫生职业中等专业学校教学楼，总建筑面积5590m2；层数5层,整体采用框架结构。框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。调研资料如下：1 房屋建筑学（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，2006.2 现行建筑设计规范大全.北京：中国建筑工业出版社，2005.3 GB 50009-2001，建筑结构荷载规范.北京：中国建筑工业出版社，2006年.4 GB 50011-2010，建筑抗震设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2010年.5 GB 50007-2002，建筑地基处理规程.北京：中国建筑工业出版社，2005年.6 建筑结构设计规范应用图解手册.北京：中国建筑工业出版社 2006年.7 土木工程专业毕业设计指导书.合肥：合肥工业大学出版社 2008年.8 框架结构设计.北京：中国建筑工业出版社，2011.二、设计的目的与任务毕业设计作为大学结束时间的一个实践环节，有着其不可替代的地位所在，它的重要性和必要性将会很明显的体现在将来的实际工作当中，它是大学阶段一个尤为重要的环节，是对我们大学期间所学知识的一次综合性和系统性的运用，要求我们做到知识的系统化、实际化，做到理论联系实际。对本课题的研究将分为毕业实习、建筑设计、结构设计、毕业设计整理四个方面。毕业实习阶段，收集必要的设计原始资料，做好设计前的调查研究工作，参考同类型设计的文字及图纸资料。学习有关的国家法规及规范。运用所学的基础知识和专业知识，全面综合地解决建筑工程设计中遇到的各方面的问题，以达到初步了解与掌握一个建筑工程师实际工作的内容和设计工作的基本步骤和方法。熟悉常用规范，各种表格和标准设计图集。提高绘制施工图的技能、正确清晰地表达施工图的构造和意图。在设计中认真贯彻“适用、安全、经济、美观”的原则，在深入研究建筑物的特点、发展趋势、内外环境、结构类型的基础上，精心地进行建筑施工图设计。运用建筑规律，结合平面、剖面的空间组合，进行建筑立面设计。注意与结构设计相协调。三、设计的思路与预期成果设计思路依据毕业设计任务书，在熟悉设计要求的基础之上，对已学过的建筑工程技术制图与识图房屋建筑学等、做全面而系统的复习并且查阅有关住宅建筑的图集标准，对教学楼教室、卫生间、楼梯规范标准进行了解，并在施工现场进行实地考察学习。在经过全面系统的考察和查阅资料、规范、法律法规后，开始设计。预计成果预期成果应包括文献综述（不少于3000字）、文献翻译（不少于3000字）、设计说明书与图纸4部分内容。毕业设计说明书应包括与设计有关的阐述说明及计算，要求内容完整、计算准确、简洁明了、文字通顺、书写工整、装订整齐；字数应不少于8000字，包括目录、前言、正文、参考文献及附录等。图纸应包括建筑设计图与结构设计图，图面应布局合理、正确清晰、符合制图标准及有关规定，主要图纸应基本达到施工图深度；图纸数量一般为12张（按A2号图计），比例一般为1：1001：200，详图可采用1：1050。建筑图应包括设计说明、门窗表、建筑平面图（首层、标准层与顶层）；立面图、剖面图（见楼梯）、楼梯平面及剖面图；节点构造详图等内容。结构图应包括框架、梁、柱、板配筋图、楼梯平面及配筋图、节点详图等内容。四、任务完成的阶段内容及时间安排1第八学期1-2周 毕业实习，完成毕业设计工作调研；2第八学期3-4周 毕业实习，完成毕业设计开题报告；3第八学期5-8周 毕业实习、完成建筑的初步设计方案；4第八学期9周 完成建筑施工图绘制；5第八学期10-13周 进行结构计算，完成结构计算及结构施工图绘制；6. 第八学期14周 完成设计说明；7. 第八学期15周 完成文献综述，外文文献翻译，整理毕业设计材料，准备答辩。五、完成设计所具备的条件因素：用到的相关书籍、资料、规范、法律法规，包括建筑和结构，根据老师提供的资料在网上查询，做设计时查看应用。自己查询外部资料，学习应用，运用AutoCAD、天正建筑、PKPM等建筑软件，加上老师对软件应用的指导，保证毕业设计的顺利进行。 指导老师签名： 日期： 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文） 院（系）名称土木工程 专业名称土木工程 学号20091937 学生姓名徐杰 指导教师李敬元 2013年5月10日目 录第1章 绪论141.1建筑地点151.2建筑类型151.3建筑介绍151.4门窗使用151.5地质条件15第2章 建筑设计说明162.1平面设计162.2剖面设计182.3立面设计182.4抗震设计192.5楼梯的设计202.6关于防火的设计212.7基础工程设计212.8构造和建筑设计措施22第3章 结构设计说明283.1结构体系选型283.2其它结构选型28第4章 结构设计计算294.1初估板、梁、柱的截面尺寸294.2荷载计算（均采用标准值）314.3内力计算414.4 内力组合54第5章 截面设计605.1框架梁605.2框架柱645.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算72第6章 楼梯设计756.1设计参数756.2楼梯板计算756.3平台板计算766.4平台梁计算77结 论79致 谢80参考资料81许昌卫生职业中等专业学校教学楼设计摘要本毕业设计题目是许昌卫生职业中等专业学校教学楼设计，该办公楼的总建筑面积大约是5590平方米，共五层，建筑高度为18.9米。本建筑采用钢筋混凝土全现浇框架结构体系。基础采用独立基础。本设计说明书中包括设计说明和设计计算书。其中计算书部分选取一品框架进行手算，配合电算进行校核。设计说明的主要内容分为建筑说明和结构说明。建筑注重平面、立面和剖面的统一结合，以及和结构部分的联系，还有主要构件的施工做法。结构部分包括构件尺寸的初步确定、框架的计算简图、荷载计算、框架横向侧移计算、框架在水平及竖向荷载作用下的内力计算分析和计算、内力组合、截面设计及地基基础的设计等。图纸包括二十张，其中建筑图九张，结构图十一张。其中就行一品框架计算时，可用电算进行校核。电算步骤为：先用PMCAD软件进行结构平面布置，检查平面数据，输入次梁楼板，输入荷载数据，形成PK文件，画结构平面图，然后使用PK进行框架计算；最后用相关软件进行框架的空间结构计算，输出框架梁柱配筋梁，柱配筋图及内力计算结果。 关键词：毕业设计，框架结构，独立基础，内力组合Structure Design of Xuchang health occupation secondary specialized schoolAbstractThe theme of this graduation design is structure design of Xuchang health occupation secondary specialized school, College of Education Building The total building area is about 5590 and the total height is18.9. It consists of 5 stories. The building is a frame building made by reinforced concrete. Foundation use Independent foundation.The design manual including design description and design calculation. Calculation of the book in which some selected goods framework of a hand count, checked with the ICC.General description of the main design for the building instructions and description of the structure. Construction focus plane, elevation and profile of the unified integration and linkages and structural parts, as well as the main component of construction practices. Structural elements, including component size is initially set, the framework of the calculation diagram, load calculation, calculation of the framework of horizontal lateral, horizontal and vertical load frame under the force calculation and calculation of internal force composition, cross section design and Foundation design.There are 20 drawings, of which 9 building plans, with eleven chart.One on-line calculation of a product frame can be checked electricity operator. There are three steps in the course of automated counting, First, make a model of the building by PMCAD; Second, count the typical frame by PK; Last, count the whole space frame and put out the drawing that you wanted by related software.Key words: Graduation design, Frame structure, Load combinations, Section 第1章 绪论1.1建筑地点河南省许昌市许昌市卫生职业中等专业学校。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5590平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，主梁取L1:300mm×700mm，L2:300mm×600mm，柱取500mm×500mm，楼板厚度取100mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。教学楼主要有普通教室、阶梯教室、办公室等。1.4门窗使用大门采用钢门，其它为木门，门洞尺寸为:M0821:800mm×2100mm, M1521:1500mm×2100mm,M1821:1800mm×2100mm,M2132:2100mm×3150mm窗采用塑钢玻璃窗，洞口尺寸:C1215:1200mm×1500mm,C1815:1800mm×1500mm1.5地质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15.60m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0.4m，抗震设防烈度为7度。第2章 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，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。此次设计的材料工程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。是在平面设计中，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程，每层设置大、中、小三种不同的教学单元，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，在整栋楼中设置三部。本设计中交通联系部分设计能满足下列要求：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。综合教室、办公室和大厅等的层高要求，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。垂直交通包括三内部楼梯。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，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外