清浦区开明中学实验楼设计
目 录
1 绪论 1
2 建筑设计说明 2
2．1 工程概况 2
2．2 工程设计依据 2
2．3 工程设计要求 3
2．4 建筑平面设计 3
2．5 建筑剖面设计 6
2．6 建筑立面设计 7
2．7 构造设计 7
3 结构设计说明 9
3．1 结构设计原则 9
3．2 设计方案及构件尺寸确定 12
4 横向框架内力计算 14
4．1 水平荷载下的横向框架内力计算 14
4．2 竖向恒载作用下的横向框架内力计算 32
5 梁、柱的内力组合 49
5．1 梁的内力组合 49
5．2 柱的内力组合 53
6 梁、柱的截面设计 55
6．1 梁、柱的计算 56
6．2 现浇板 74
7 楼梯设计 76
7．1 设计资料 76
7．2 梯段板计算 76
7．3 休息平台板计算 77
8 基础设计 78
8.1 荷载计算 78
8.2 确定基础底面积 79
8.3 基础结构设计 81
9 电算部分 83
结 论 104
致 谢 105
参考文献 106
1 绪论
毕业设计是土木工程专业本科培养的一个学习、实践、探索和创新相结合的实践性教学环节，是土木工程专业人才培养过程中的一个重要阶段，其基本要求是：
1、加强基本功： *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
巩固、深化、综合大学前几年的基础理论和专业知识；
2、培养创新能力：提高面向工程实际提出问题、分析问题、解决问题的能力，创新性的完成毕业设计工作；
3、学习正确的工作方法和基本技能：学会课题调研、文献检索和工具书、标准及规范的使用，掌握工程制图、设计计算、计算机应用等；
4、树立吃苦耐劳精神和团队精神：形成认真踏实、刻苦钻研的学习态度，善于组织、协调一致；
5、接受较为完整的专业教育：通过毕业设计，对建筑设计、施工、科研工作的全过程有相对完整的认识，为毕业后从事工程领域的设计、施工、研究、管理等方面的工作奠定良好的基础。
毕业设计是教学计划的最后一个教学环节，通过毕业设计可以培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识以及分析并解决实际工程技术问题的能力，让学生熟悉设计全过程，掌握设计方法和设计技能。因此，毕业设计指导老师和学生都非常重视。
毕业设计工作模式描述：房屋建筑工程毕业设计一般包括建筑设计、结构设计、施工组织设计三个方面。为了能较好的组织好毕业设计，可将毕业设计明确划分为三个工作阶段，即：毕业设计的准备阶段、方案设计阶段、毕业设计施工图阶段，两个模块，即：基本模块、选作模块。
本次毕业设计的重点在方案设计（建筑部分），概念设计（结构部分），着重理解在结构设计中的结构方案选择、荷载整理、荷载组合、抗震设计要求、内力组合、框架结点构造、基础设计要点、施工技术措施等。
在毕业设计的过程中，熟悉相关的书籍、规范、程序使用手册如《民用建筑设计通则》、《建筑设计防火规范》、《建筑结构荷载规范》等通用性规范。
在设计的过程中注意的问题是正确处理建筑设计和结构设计的关系：
建筑设计主要解决以下问题：①环境、场地、体形；②与人的活动有关的空间组织；③建筑技术问题；④建筑艺术问题。
结构设计主要解决以下问题：①结构形式；②结构材料；③结构的安全性、适用性、耐久性；④结构的连接构造和施工方法。
结构设计是建筑设计的基础上进行的，但在建筑方案设计阶段就应考虑主体结构方案。通过协调二者的关系，力争将合理的结构形式与建筑使用和美观需要统一起来。
这次毕业设计得到胡老师对设计全过程的指导，在此，对胡老师表示感谢。由于学生初次接触全面的设计，在理论和经验上都很欠缺，设计水平十分有限，设计中存在不少缺点和错误，恳请各位老师给予批评指正。
2 建筑设计说明
2．1 工程概况
清浦开明中学是清浦区委区政府和江苏省淮阴中学联合打造的一所现代化初级中学。学校坐落在清浦宁淮现代商务集聚区内，占地115亩，建筑面积6.1万平方米，北邻清浦区委区政府和淮安汽车南站。该实验楼是学校的标志性建筑之一，其主要功能是为该校的学生提供标准实验用房。该实验楼拟采用4层框架结构，总建筑面积约3700平方米左右。
设计时要考虑动静分区、交通便捷顺畅、采光、通风、防火等内容，同时必须满足现行相关规范要求。
2．2 工程设计依据
（1）冬季主导风向东北风，平均风速2.6m/s，夏季主导风向东南风，平均风速2.6m/s，最大风速23.7m/s。
（2）最大积雪厚度0.30m，基本雪压值S0=0.4kN/m2,基本风压ω0=0.4kN/m2，土壤最大冻结深度0.09m。
（3）抗震设计烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，抗震分组为第二组。
（4）本工程为丙类建筑，合理使用年限50年。
（5）地质条件如下：
场地地形平坦，土层分布稳定，无不良地质现象。常年地下水位埋深1.60m，水质对混凝土没有侵蚀作用。场地类别II类，中等硬度。勘察报告建议采用浅基础，主要土层分布如下：
编号 土壤类别 土层厚度 承载力特征值
1 杂填土 0.4m fak=60kpa
2 粉土 3.2m fak=80kpa
3 粉质粘土 2.4m fak=100kpa
2．3 工程设计要求
1、建筑设计要求：
要求每人确定一个建筑方案，并进行方案选择分析，手绘草图，AutoCAD，R14或天正绘制正图，具体内容如下：
①建筑总平面图
②图纸目录，门窗表、装修表、建筑设计总说明；
④主要正立面及侧立面图1：100
⑤典型剖面图，2个左右，其中必有一个剖到楼梯1：100；
⑥楼梯、屋顶、外墙、卫生间等构造大样图；
⑦构造作法选用西南J标准图集，表示方法及符号满足现行规范要求。
要求进行结构方案选择分析，独立完成一定数量的结构内力计算与设计。并以手算训练为主，用计算机软件绘制主要结构施工图，使学生初步掌握地震区建筑物的结构布置，内力计算以及节点构造处理方法，具体要求如下：
2.4.1 房间的设计
民用建筑设计规范规定办公室，教室，会议室的视觉工作特征为中精密，窗地面积比应为1/6-1/8。设计中因为开明中学实验楼采用框架结构，所以在窗户开设上较为自由。因此教室外墙的窗户开设较大，教室内墙开设高窗。这样即有利于采光又可以避免走道内的行人对教室内的影响。因为淮安地处我国中东部沿海，气温较适宜，所以南北外墙开设大的窗户也不会影响到教室的保温隔热问题，而且便于空气流通。
1 绪论 1
2 建筑设计说明 2
2．1 工程概况 2
2．2 工程设计依据 2
2．3 工程设计要求 3
2．4 建筑平面设计 3
2．5 建筑剖面设计 6
2．6 建筑立面设计 7
2．7 构造设计 7
3 结构设计说明 9
3．1 结构设计原则 9
3．2 设计方案及构件尺寸确定 12
4 横向框架内力计算 14
4．1 水平荷载下的横向框架内力计算 14
4．2 竖向恒载作用下的横向框架内力计算 32
5 梁、柱的内力组合 49
5．1 梁的内力组合 49
5．2 柱的内力组合 53
6 梁、柱的截面设计 55
6．1 梁、柱的计算 56
6．2 现浇板 74
7 楼梯设计 76
7．1 设计资料 76
7．2 梯段板计算 76
7．3 休息平台板计算 77
8 基础设计 78
8.1 荷载计算 78
8.2 确定基础底面积 79
8.3 基础结构设计 81
9 电算部分 83
结 论 104
致 谢 105
参考文献 106
1 绪论
毕业设计是土木工程专业本科培养的一个学习、实践、探索和创新相结合的实践性教学环节，是土木工程专业人才培养过程中的一个重要阶段，其基本要求是：
1、加强基本功： *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
巩固、深化、综合大学前几年的基础理论和专业知识；
2、培养创新能力：提高面向工程实际提出问题、分析问题、解决问题的能力，创新性的完成毕业设计工作；
3、学习正确的工作方法和基本技能：学会课题调研、文献检索和工具书、标准及规范的使用，掌握工程制图、设计计算、计算机应用等；
4、树立吃苦耐劳精神和团队精神：形成认真踏实、刻苦钻研的学习态度，善于组织、协调一致；
5、接受较为完整的专业教育：通过毕业设计，对建筑设计、施工、科研工作的全过程有相对完整的认识，为毕业后从事工程领域的设计、施工、研究、管理等方面的工作奠定良好的基础。
毕业设计是教学计划的最后一个教学环节，通过毕业设计可以培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识以及分析并解决实际工程技术问题的能力，让学生熟悉设计全过程，掌握设计方法和设计技能。因此，毕业设计指导老师和学生都非常重视。
毕业设计工作模式描述：房屋建筑工程毕业设计一般包括建筑设计、结构设计、施工组织设计三个方面。为了能较好的组织好毕业设计，可将毕业设计明确划分为三个工作阶段，即：毕业设计的准备阶段、方案设计阶段、毕业设计施工图阶段，两个模块，即：基本模块、选作模块。
本次毕业设计的重点在方案设计（建筑部分），概念设计（结构部分），着重理解在结构设计中的结构方案选择、荷载整理、荷载组合、抗震设计要求、内力组合、框架结点构造、基础设计要点、施工技术措施等。
在毕业设计的过程中，熟悉相关的书籍、规范、程序使用手册如《民用建筑设计通则》、《建筑设计防火规范》、《建筑结构荷载规范》等通用性规范。
在设计的过程中注意的问题是正确处理建筑设计和结构设计的关系：
建筑设计主要解决以下问题：①环境、场地、体形；②与人的活动有关的空间组织；③建筑技术问题；④建筑艺术问题。
结构设计主要解决以下问题：①结构形式；②结构材料；③结构的安全性、适用性、耐久性；④结构的连接构造和施工方法。
结构设计是建筑设计的基础上进行的，但在建筑方案设计阶段就应考虑主体结构方案。通过协调二者的关系，力争将合理的结构形式与建筑使用和美观需要统一起来。
这次毕业设计得到胡老师对设计全过程的指导，在此，对胡老师表示感谢。由于学生初次接触全面的设计，在理论和经验上都很欠缺，设计水平十分有限，设计中存在不少缺点和错误，恳请各位老师给予批评指正。
2 建筑设计说明
2．1 工程概况
清浦开明中学是清浦区委区政府和江苏省淮阴中学联合打造的一所现代化初级中学。学校坐落在清浦宁淮现代商务集聚区内，占地115亩，建筑面积6.1万平方米，北邻清浦区委区政府和淮安汽车南站。该实验楼是学校的标志性建筑之一，其主要功能是为该校的学生提供标准实验用房。该实验楼拟采用4层框架结构，总建筑面积约3700平方米左右。
设计时要考虑动静分区、交通便捷顺畅、采光、通风、防火等内容，同时必须满足现行相关规范要求。
2．2 工程设计依据
（1）冬季主导风向东北风，平均风速2.6m/s，夏季主导风向东南风，平均风速2.6m/s，最大风速23.7m/s。
（2）最大积雪厚度0.30m，基本雪压值S0=0.4kN/m2,基本风压ω0=0.4kN/m2，土壤最大冻结深度0.09m。
（3）抗震设计烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，抗震分组为第二组。
（4）本工程为丙类建筑，合理使用年限50年。
（5）地质条件如下：
场地地形平坦，土层分布稳定，无不良地质现象。常年地下水位埋深1.60m，水质对混凝土没有侵蚀作用。场地类别II类，中等硬度。勘察报告建议采用浅基础，主要土层分布如下：
编号 土壤类别 土层厚度 承载力特征值
1 杂填土 0.4m fak=60kpa
2 粉土 3.2m fak=80kpa
3 粉质粘土 2.4m fak=100kpa
2．3 工程设计要求
1、建筑设计要求：
要求每人确定一个建筑方案，并进行方案选择分析，手绘草图，AutoCAD，R14或天正绘制正图，具体内容如下：
①建筑总平面图
②图纸目录，门窗表、装修表、建筑设计总说明；
④主要正立面及侧立面图1：100
⑤典型剖面图，2个左右，其中必有一个剖到楼梯1：100；
⑥楼梯、屋顶、外墙、卫生间等构造大样图；
⑦构造作法选用西南J标准图集，表示方法及符号满足现行规范要求。
要求进行结构方案选择分析，独立完成一定数量的结构内力计算与设计。并以手算训练为主，用计算机软件绘制主要结构施工图，使学生初步掌握地震区建筑物的结构布置，内力计算以及节点构造处理方法，具体要求如下：
2.4.1 房间的设计
民用建筑设计规范规定办公室，教室，会议室的视觉工作特征为中精密，窗地面积比应为1/6-1/8。设计中因为开明中学实验楼采用框架结构，所以在窗户开设上较为自由。因此教室外墙的窗户开设较大，教室内墙开设高窗。这样即有利于采光又可以避免走道内的行人对教室内的影响。因为淮安地处我国中东部沿海，气温较适宜，所以南北外墙开设大的窗户也不会影响到教室的保温隔热问题，而且便于空气流通。
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