沈阳市某中学教学楼设计

摘要

　　本建筑为一中学教学楼，位于沈阳市，建筑面积为5526.8m2,框架结构，层数为五层，总建筑高度为22.05m,室内外高差为0.45m,无地下室，结构设计合理使用年限50年，抗震设防烈度为7度，设计耐火等级为二级，墙体材料为陶粒混凝土空心砌块。

　　本建筑坐北朝南，建筑平面为一字形，两端向南凸出2.4m,便于布置大教室，外表美观，布局合理，主要有普通教室30间，各层布置有教室办公室和教室休息室，卫生间分别布置在各层两端，对称布置，结构简单而实用

　　两部楼梯板式楼梯，全部为封闭式楼梯，分别布置在北侧中间教室的两侧，底部走廊两端设有门，满足防火要求，易于紧急情况下人流疏散。

　　结构类型为现浇钢筋混凝土框架结构，在框架结构计算时，采用PKPM软件辅助计算，因为是教学楼，关系重大，所以加强了抗震要求。

　　关 键 词：教学楼；建筑设计；结构设计；框架结构；施工组织。

　　Abstract

　　The present building is a secondary school building, located in Shenyang, the gross floor area for 5526.8m2, frame, for the five-storey low-rise, with a total building height of 22.05m, indoor and outdoor elevation to 0.45m, no basement, the structural design of a reasonable service life 50, the seismic intensity of 7 degrees, fire-resistant design for the secondary level, material for the ceramic wall of concrete hollow block.

　　Construction of the ride south, construction is a flat-shaped, to the south at both ends of protruding 2.4m, to facilitate the arrangement of large classrooms, beautiful appearance, reasonable layout, there are 30 general classrooms, at all levels of offices and classrooms are arranged Classrooms lounge, Bathrooms on each floor were arranged at both ends, symmetrical layout, the structure is simple and functional. .

　　Two-plate staircase stairs, all closed-end staircases, were arranged on the north side in the middle of both sides of the classroom, with both ends of the corridor at the bottom of the door to meet fire safety requirements, easy flow of people to evacuate in case of emergency.

　　Structure for the type of cast-in-place reinforced concrete frame structure, in the framework of the structure calculation, using software PKPM-assisted calculation, as is the teaching building, is crucial, so the strengthening of anti-seismic requirements.

　　Key words: teaching building; architectural design; structural design; frame; construction.

　　目  录

　　前    言

　　毕业设计是提高学生综合素质与工程设计能力的一个重要步骤。毕业设计的目的是培养学生综合应用所学基础知识、专业知识和相应技能，解决土木工程设计问题的综合能力和创新能力，提高学生发现、分析和解决问题的能力。

　　本人毕业设计题目为《沈阳市某中学设计》。在进行建筑方案设计前，我查阅了《建筑结构CAD》、《混凝土结构》、《建筑结构抗震设计》、《建筑结构CAD》、《土力学与地基基础》等专业课程，并且阅读了《混凝土结构设计规范》、《中小学校建筑设计规范》、《建筑结构荷载规范》等相关规范。在这次设计中，我积极查阅和收集资料，进行建筑设计、结构计算并运用计算机软件绘制施工图纸。

　　虽然刚开始遇到好多困难，但通过在指导老师的指导和帮助下，在同学的帮助下，经过资料查阅、设计计算让我真正学到了不少东西。同时业巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。

　　运用天正建筑绘制建筑图，运用PKPM软件进行框架结构计算，大大减轻设计工作量，提高计算的准确性。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，恳请各位老师批评指正。

　　1建筑设计

　　1.1工程概况

　　本建筑为沈阳市某中学教学楼，本建筑中主要是普通教室（60㎡），合班教室（120㎡）。总建筑面积5526.8㎡，5层，现浇钢筋混凝土框架结构体系。

　　（1）建筑地点及拟建基地平面图

　　本建筑位于沈阳市，由市规划局批准拟建基地平面图图1-1.

　　2）设计依据

　　1） 《总图制图标准》 （GB/T50103-2001）

　　2） 《房屋建筑制图统一标准》 （GB/T50001-2001）

　　3） 《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）2001年修订本

　　4）《05系列建筑标准设计图集》（05J1-13）

　　5）《公共建筑节能设计标准》（DBJ03-27-2007）

　　6） 《建筑设计资料集》（第二版第三集），中国建筑工业出版社，2001年

　　1.2建筑总平面设计

　　1.2.1总平面设计

　　该建筑耐火等级为二级，四周较空旷，满足防火间距的要求。

　　1.2.2平面设计

　　（2）主要柱距布置

　　该建筑主要用于普通教室与合班教室，且以普通教室为多，参考《中小学建筑设计》取普通教室为7.2m×8.4m.

　　考虑教室中不宜设柱，有一跨度为7.2m+2.4m=9.6m.

　　（2）主要房间平面设计

　　普通教室取7.2m×8.4m,考虑教学楼人流量大，所以在底部走廊两端开门，更利于人流疏散。计算机房与阅览室为了便于安装卷闸门防盗，将两者布置在（3）四层，各层均有教师休息室。

　　房间门的设置：普通教室门 2.4×0.9m（其中亮子高0.3m,门高2.1m）；阶梯教室门 2.4×1.5m.

　　窗的设置：教室采光等级为Ⅲ级，要求窗地面积比为1/6,选用窗户尺寸为2.7m×2.1m的大窗。

　　（3）辅助房间设计

　　卫生间平面设计：为保证卫生间的自然通风，将卫生间布置在建筑的两端。

　　该建筑预计各层使用人数为300人。男女比例1比1,即150名男生，150名女生。男大便器40-50人/个，男小便器20-25人/个，女大便器20-25人/个（以上数据参考中学厕所设备个数参考指标）。根据上述指标，男大便器取4个，女大便器取4-5个，男小便器取6-7个。由于进深为7.2m,有较大空间，统一取男女大便器5个。男小便器4个。

　　（4）交通联系部分的平面设计

　　走廊：由《楼梯门和走道的宽度指标》可知，当建筑的耐火等级为二级时，一层、二层为0.65m,三层为0.75m/百人，大于四层为1m/百人。设计走廊净宽为2.2m,考虑柱子的突出，取轴线尺寸为2700mm,以满足净宽的要求。

　　楼梯：为使人流尽早分散，避免底层走廊过于拥挤，将楼梯与门厅结合在一起布置，两部楼梯在建筑中均匀布置，满足安全疏散的要求。

　　采光：走道尽端设置1.8m×1.8m的窗，以满足交通联系部分的采光要求。

　　（5）建筑平面组合设计

　　计算机房与阅览室为便于管理，置于（3）四层。

　　卫生间置于通风条件良好的两端。

　　普通教室在各层灵活布置。

　　1.2.3建筑剖面设计

　　（1）房屋高度尺寸的确定

　　该建筑为5层，各层均为3.6m.因梁高未定，室内净高未最终确定，常取3.0-3.3m,与结构设计协调后定。

　　（2）室内外高差的确定

　　外为了防止室外雨水流入室内，防止建筑舞因为不均匀沉降使地面降低，为了满足建筑使用的要求，取室内外高差为450mm.

　　（3）采光设计

　　学校建筑的采光等级为Ⅲ级，窗宽与开间之比为2/3<2.4/3.3<1,由《侧窗采光时房间进深L与窗高h的比值表》，查出相应窗高h=L/2.7至L/3.4,取h=2.1m,地面至窗台高度为0.9m,则窗上缘高度为3.0m.

　　1.2.4建筑立面设计

　　学校建筑应严谨而活泼，该建筑采用对称设计，门厅设置于建筑的中轴线中间，在结构设计中取的梁高可能不一致，引起窗洞高度的变化，在外立面上用与窗颜色相近深色调整。底层阶梯教室临街一侧不设置窗，整个外墙用花岗岩饰面。

　　1.3构造设计

　　1.3.1内外墙体材料及厚度的确定

　　根据设计资料冬季采暖室外空气计算温度6℃，夏季通风室外空气计算温度30.,室内计算温度：卫生间，楼梯间，大厅为16℃，其他均为18℃。该建筑选用300mm厚陶粒空心砌块，根据《民用建筑热工计算规范》（GB 50176-93）对围护结构热工计算如下：

　　R0·min=㎡·K/W

　　其中Ro·min-围护结构最小传热阻（㎡·K/W）；

　　ti-冬季室内计算温度（℃），一般居住建筑，取18℃；高级居住建筑，医疗、托幼建筑，取20℃；

　　te-围护结构冬季室外计算温度（℃）：

　　n-温差修正系数，根据GB 50176-93表4.1.1-1,该建筑外墙与平屋顶直接与室外空气接触，n取1.0;

　　Ri--围护结构内表面换热阻（㎡·K/W）；

　　[Δt]-室内空气与围护结构内表面之间的允许温差（℃），表根据GB 50176-93表4.1.1-2, 该建筑为学校建筑，外墙[Δt]取6℃。

　　Ro=Ri+R+Re= Ri+δ/λ+Re=0.133+0.30/0.22+0.05=1.547㎡·K/W >0.456㎡·K/W

　　式中R--材料层的热阻（㎡·K/W）；

　　δ--材料层的厚度（m）；

　　λ--材料的导热系数[W/（m·K）];

　　Ro--围护结构的传热阻（㎡·K/W）；

　　Ri--内表面换热阻（㎡·K/W）；

　　由上述计算可知，300mm厚陶粒空心砌块满足要求，内墙采用200mm厚陶粒空心砌块。

　　1.3.2楼板层的选择

　　楼板层是多层建筑楼层间的水平分隔构件，它一方面承受着楼板层上的全部静、活荷载，并将这些荷载连同自重传给墙或柱；另一方面还对墙体起着水平支撑作用。帮助墙体抵抗由于风或地震等所产生的水平力，以增强建筑物的整体刚度。

　　1.3.3屋面

　　屋面为不上人屋面，屋顶是建筑物的维护结构，应能抵抗自然界各种恶劣环境的影响。首先是能抵抗风雪雨霜的侵袭，其中雨水对雨水的威胁最大，故防水是屋顶设计的核心，本各层采用SBS改性沥青防水卷材。在房屋建筑中，屋顶漏水非常普通，其中原因是多方面的，在设计时要多加考虑。

　　屋顶不仅是房屋的维护结构，也是房屋的承重结构。所以屋顶结构应有足够的强度和刚度，作到安全可靠，并因防止因结构变形防水开裂漏水，加以老虎窗，防止屋面变形。

　　1.4防火设计

　　该建筑耐火等级为二级，建筑分类为二类。二类建筑的每个防火分区最大允许建筑面积为1500m2,故每层为一防火分区。

　　该建筑设有两部楼梯，每个防火分区的安全出口为2个，？满足规范的要求。

　　该建筑总长为59.3.m,均匀设置2部楼梯，任一房间至外部出口的距离不大于15m,安全疏散距离满足规范要求。

　　（1）每层疏散走道、安全出口、疏散楼梯以及房间疏散门的每100 人净宽度不应小于表1.2的规定；当每层人数不等时，疏散楼梯的总宽度可分层计算，地上建筑中下层楼梯的总宽度应按其上层人数最多一层的人数计算；地下建筑中上层楼梯的总宽度应按其下层人数最多一层的人数计算；

　　（2）当人员密集的厅、室设置在地下或半地下时，其疏散走道、安全出口、疏散楼梯以及房间疏散门的各自总宽度，应按其通过人数每100 人不小于1m 计算确定；

　　（3）首层外门的总宽度应按该层或该层以上人数最多的一层人数计算确定，不供楼上人员疏散的外门，可按本层人数计算确定；

　　本建筑应设封闭楼梯间，在走道和楼梯交汇处设置防火门，门宽1.5m.一层防火门开向走道，其余各层开向楼梯

　　2结构设计

　　2.1设计原始资料和依据

　　2.2结构设计说明

　　2.3结构体系的选择和布置

　　2.4梁、柱结构布置

　　2.5荷载计算

　　2.6结构分析与计算

　　2.7榀框架计算

　　2.8现浇楼板计算

　　2.9柱下独立基础计算

　　2.10楼梯配筋计算

　　3技术经济分析

　　3.1先进工艺及新技术措施

　　3.2主要技术经济指标

　　3.3 室内环境节能设计计算参数

　　3.4框架设计的基本要求

　　4施工组织设计

　　4.1编制说明及编制依据

　　4.2 工程概况及施工特点

　　4.3施工部署

　　4.4施工顺序及进度计划安排

　　4.5施工总平面布置

　　4.6基础及主体结构施工方案

　　4.7材料、设备和劳动力安排

　　4.8安全文明施工

　　5结论

　　紧张的毕业设计终于画上了句号，这次的毕业设计既检验了我对所学知识的掌握程度，又使我对专业知识有了更深刻的理解。

　　回顾整个设计过程，由于时间较为紧张，又是初次尝试独立完成整个中学教学楼的设计，这是一个钢筋混凝土框架结构体系，让我对框架体系有了一个更深的了解，也让我不断的学到好多知识，通过今年这次大地震，我对教学楼的抗震设计加强了很多。

　　我在做毕业设计期间系统总结回顾所学知识，中间我温习了以前所学的结构力学、混凝土结构设计原理、基础设计等书；学习了从更多方面搜集相关资料，学到了很多东西，除了掌握自己所学的课本外，要更多的了解规范，因为它是我们设计工作的准绳。

　　通过本次设计，我真正体会到了一名建筑工程人员所肩负的责任，作为一名即将毕业的大学生，只有认认真真的，踏踏实实地从最基本的小事做起，才可能真正的做好大事。这也是这些时间来最大的收获和感触。

　　6致词

　　我能完成这份设计，不光是自己的付出，还有更多的人关心、支持和帮助。

　　特别的，我要对在几个月中辛勤指导的金老师表达最衷心的谢意。老师的孜孜不倦，不厌其烦的讲解使我受益非浅，老师严格的要求也在整个过程中不断督促我按计划进度完成任务。在老师的认真指导下，我不但进一步巩固了以前所学的知识，还学到了不少新的知识，也从老师身上学到了许多做人做事的道理。同时，我还要对我的同学和朋友表示最大的谢意，在整个设计过程中，他们也给了我很多耐心的指导和帮助，特别是自己在电脑绘图方面的提高，让我感触很深；同时让我充分体会到了集体合作的重要性，这样我才能够顺利的按时完成设计任务。

　　最后，让我再次对给予我帮助的老师和同学表示的最真挚的感谢。

　　参考文献

　　1）方鄂华 钱稼茹 叶列平编著。高等学校教材《高层建筑结构设计》。北京：中国建筑工业出版社，2005

　　2）东南大学 天津大学 同济大学合编。高等学校教材《混凝土结构设计原理》（上册）。北京：中国建筑工业出版社，2004

　　3）东南大学 天津大学 同济大学合编。高等学校教材《混凝土建筑结构设计》（中册）。北京：中国建筑工业出版社，2005

　　4）龙奴球 包世华主编。《结构力学教程》（1）。北京：高等教育出版社，2004

　　5）丰定国 王社良主编。高等学校教材《抗震结构设计》。武汉：武汉理工大学出版社，2004

　　6）《建筑结构荷载规范》，02-1-10发布，02-3-1实施中华人民共和国建设部主编，北京：中国建筑工业出版社，2002

　　7）《混凝土结构设计规范》，02-2-20发布，02-4-1实施，中华人民共和国建设部主编，北京：中国建筑工业出版社，2002

　　8）《高层建筑混凝土结构技术规程》，JGJ3-2002  J186-2002,中华人民共和国行业标准，北京：中国建筑工业出版社，2002

　　9）《建筑地基基础设计规范》，GB50007-2002  2002-04-01实施，中华人民共和国国家标准，北京：中国建筑工业出版社，2002

　　10）《建筑抗震设计规范》，GB 50011-2001  2001-07-20 发布  2002-03-01实施，中华人民共和国国家标准，北京：中国建筑工业出版社，2002

　　11）《高等学校建筑工程专业毕业设计指导》，沈蒲生、苏三庆主编，北京：中国建筑工业出版社，2000.6

　　12）《建筑工程制图》，第三版，同济大学建筑制图教研室，陈文斌、章金良主编，上海：同济大学出版社，1996

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