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华北水利水电学院毕业设计
开 题 报 告
一、设计题目：某某高校综合教学楼（一字型六层）
课题来源：模拟、或者实际工程
二、目前国内外教学楼的设计方案
目前国内外高校教学楼，采用的结构形式一般为钢筋混凝土框架结构。而平面布置形式一般采用内廊式结构。整个布局一般采用对称的形式，比如一字型、工字型、槽型等。
三、该教学楼的平面图
见附图
四、设计理念
随着生活水平的提高，一般公共建筑的用户提出了更高的建筑服务水平要求。这当然也包括了我们学生，我们需要更明亮的光线来保护我们的视力，需要更舒适宜人的环境来提高我们的学习效率，需要更新鲜的空气来保障我们的健康。
近年来，我国的高等教育进行了很多改革。尤其是对于在校学生的素质教育及全面能力的培养已渐渐从探索走向成熟，高校对教学楼的要求有很多不同之处，这对于在校学生的素质教育及全面发展有极大的帮助，为提高教学质量和学生学习的效率，拟建一座综合教学楼。在该教学楼的设计中，除设置普通教室外，还增设了一些诸如多媒体教室、计算机房、语音室、实验室及教师办公室等教学用房及辅助用房，更好的满足学生和教师的日常工作学习要求。该教学楼外形采用一字型，这种形状占用空间小，在日益紧张的城市土地中可节约空间，而这种形状的结构能够给人一种安全感。在结构方面，该建筑采用现浇式钢筋混凝土框架结构，该类型结构整体性好，节省钢材，造价低，布置灵活，使用方便，可以获得较大的使用空间，应用广泛，技术成熟。该教学楼的设计是本着教学楼各房间使用方便，功能合理，楼的技术指标符合国家标准，经济指标最优化的思想设计的。
五、设计内容
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5.1 该教学楼设计的要求
1.主要技术指标
该教学楼采用框架结构六层，采用内廊式矩形平面，建筑面积5375.34平方米，教室的面积、数量要求满足普通高校的基本教学要求，每层均设卫生间。 2.主要设计参数 （1）气象条件
基本风压为0.40 kN/㎡， 基本雪压为0.40kN/㎡。 （2）工程地质条件
根据对建筑基地的勘察结果，该地区场地平坦、无障碍物，经地质、文物勘探，地质良好，地下无古代建筑，地基土为粘性土为主，地基承载力特征值为180kN/㎡，
建筑场地类别：Ⅱ类场地；
地震设防烈度：7度近震设防，设计基本地震加速度值为0.15g 基础形式：为柱下条形基础。
5.1.1建筑平面设计
（1）使用部分的设计
使用部分的设计主要包括主要使用房间的设计和辅助使用房间的设计。教学是该教学楼的最主要的使用功能。因此，在设计时，教室作为主要使用房间应满足一定的设计要求。教室第一排课桌前沿与黑板的水平距离不宜小于2000mm；讲台两端与黑板边缘的水平距离不应小于200mm，宽度不应小于650mm，课桌椅的排距不宜小于850mm，纵向走道宽度均不应小550mm。课桌端部与墙面（或突出墙面的内壁柱及设备管道）的净距离均不应小于120mm。前排边座的学生与黑板远端形成的水平视角不应小于30°。综合考虑，选择教学楼的教室进深为7200mm。
辅助使用房间的设计作为使用部分设计的一部分，应当被重视。在该教学楼中，辅助使用房间主要有卫生间及教师课间办公和休息室等。卫生间每层均有设置。该教学楼的学生厕所，女生应按每20人设一个大便器（或1000mm长大便槽）计算；男生应按每40人设一个大便器（或1000mm长大便槽）和1000mm长小便槽计算。
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（2）交通联系部分的设计
交通联系部分作为建筑的一个不可缺少的部分，它的设计是非常重要的。对交通联系部分设计要求要有足够的通行宽度，联系便捷，互不干扰，通风采光良好等。
走廊：该教学楼设计中采用内廊式走廊，宽度为2700mm。
楼梯：楼梯设计在整座楼的两侧，楼梯间宽度为3400mm。设置距离满足防火要求。室外楼梯及水平栏杆（或栏板）的高度为1100mm 5.1.2立面设计
建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。在该教学楼设计中，考虑到建筑特点，以安全为立面的设计的主要依据。由于该楼采用钢筋混凝土框架结构，墙体仅起围护作用。这就给空间处理赋予了较大的灵活性。该楼在立面开窗采用大面积的独立窗，给人以简洁，明快，轻巧的外观形象。
5.1.3 建筑剖面设计建筑构造
该教学楼设计层数为六层。由于教室的使用人数较多，根据规范规定高校教学楼普通教室每层净高不得低于3.1m的要求，故层高设为4.20m。该教学楼设计为单侧采光。这样，通常窗户上沿离地的高度应大于房间进深的一半。考虑到便于学习，保证书桌上有充足的光线，窗台高度取为900mm，窗户高度设为2700mm。根据该楼防水防潮等要求，室内外高差设为450mm，室内标高从±0.000m算起。屋面设为不上人屋面，这样女儿墙取为600mm。
5.1.4 室内环境设计
在这里，室内环境的设计主要考虑教学楼的采光通风及照明的设计。根据规范要求普通教室的采光系数不得小于1.5%。由于该楼采用框架结构，所以外墙采用大面积的独立窗以保证有足够的自然光照到室内。在外界光线不能满足照明要求时，特别是底层教室。需要人工照明来补充光线，营造一个明亮的学习环境。由于外墙设置大面积独立窗，通风方面也满足要求。
5.1.5建筑施工图的绘制
建筑施工图包括以下几个方面：
（1）、建筑设计说明
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（2）、建筑平面图
（3）、建筑立面图
（4）、建筑剖面图（楼梯）
（5）、屋顶排水图
5.2结构设计
5.2.1 现浇钢筋混凝土结构的类型
框架结构：框架结构具有结构轻巧，便于布置；整体性比砖混结构和内框架承重结构好；可形成大的使用空间；施工较方便；较为经济等优点。能为建筑提供灵活的使用空间。本方案采用整体现浇钢筋混凝土框架结构。
5.2.2 柱网的布置
柱网布置应满足使用功能要求，还要满足建筑平面功能要求，力求做到柱网平面简单规则，受力合理，同时施工方便。在本设计中，我选择的柱网尺寸为7200mm×7200mm、2700mm×7200mm。
5.2.3 构件截面尺寸的估算
框架梁、柱截面的尺寸可根据梁柱截面的估算的方法来初步确定。梁，柱截面的估算，梁：一般为h=（1/12-1/8）L（其中，L为梁的跨度）、宜满足h≤L/15，（单跨用较大值，多跨用较小值），梁宽b=（1/3-1/2）L，梁高宽比h/b≤2.5~4.初步确定梁为350mm×600mm，柱截面b和h一般取(1/20～1/15)底层高,在本设计中为4.2m，且b×h≥210mm×210mm，对于抗震结构柱b≥300mm，取柱的截面宽度为500mm×500mm。
5.2.4 内力计算
1）恒载 包括结构自重，楼（屋）面恒载、结构重量、门窗重等，最后计算出各层重量和总重量。按《建筑结构荷载规范》规定进行计算。
2）活荷载 包括楼面及屋面活荷载、风荷载等。按《建筑结构荷载规范》规定进行计算。
3）地震作用 7度设防，二类场地，按三级抗震设计。考虑到抗震要求，采用强柱弱梁，强剪弱弯的设计思路和原则。在抗震布置中要求尽量使得结构刚度
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中心与结构重心重合，以减少结构的受扭作用，利于抗震设计。在抗震计算中，拟采用定点位移法进行结构自震周期的计算，此方法计算简单，概念明确，利于手算。拟采用底部剪力法进行计算结构的水平地震作用，地震作用下的内力分析拟采用D值法，D值法比普通的反弯点法考虑了更多的因素，因此在精度上要更为精确。
4)竖向内力计算：荷载统计上尽量保守计算，以保证安全。由于结构的复杂性，造成内力的分析与计算相当复杂，由于计算会出现计算量过大的困难，故必须作出一定的简化处理，此结构虽然布置复杂，但仍然可以近似简化成为平面结构进行计算，可以从中选出一榀框架进行设计计算。在传力过程中可能会出现传力体系难以确定，主次梁的传力模型难以合适选取，但经过一定的结构力学初步分析以后，认为传力体系模型的选取对框架柱轴力有一定影响，但对于框架梁内力的计算基本没有影响作用，考虑到这一点，认为此方案可以进行手工计算，而不至于传力过程工作量过于繁重。
3) 内力组合：在内力组合的时候，要考虑到有无地震作用情况下的各种情况，进行最不利组合，组合时选出每个构件几个代表截面进行组合，截面的选取要有代表性并能够保证安全，跨间弯矩有可能不出现在跨中，所以要进行更细一步的内力计算，以求得精确的截面内力。
在内力分析时，拟采用弯矩分配法，但如果完全结构力学的方法进行计算，工作量过于繁重，可以采用一定的工程近似方法进行计算，能够满足要求，在此经过三次弯矩分配即可以满足精度要求。
5.2.5 结构计算方法
设计计算方法上，考虑到尽量能够运用所学的知识，以求让设计达到最优化，所以采取多种方法进行设计计算。通过多种材料进行计算比较，选择最优。计算框架刚度采用 “D值法”;水平地震作用计算采用“底部剪力法”，竖向荷载作用下框架计算采用“分层法”。风荷载作用下的内力计算采用改进反弯点法。本设计计算结果主要以手算为主，PKPM为辅助以验算手算结果。
5.2.6 基础设计
基础埋深宜大于0.6m，小于2.0m，基础采用条形基础。该基础整体性能好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使
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用。本案中，由于需要设置防震缝，因此可能需要将基础断开。
5.2.7 结构施工图的绘制
结构施工图的绘制包括以下几个方面：
（1）结构设计总说明 （2）基础平面及配筋图
（3）框架梁柱平法施工图
（4）板平法施工图
（5）楼梯配筋图
六、主要参考文献
国家标准、规范、规程：
《房屋建筑制图统一标准》(GB/T 50001-2001) 《建筑模数协调统一标准》(GB2-86) 《建筑采光设计标准》(GB/T 50033--2001)（2001年局部修订） 《建筑楼梯模数协调标准》(GBJ 101-87) 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002) 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002) 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2002) 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001） 《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）
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