框架结构教学楼研究论文

教学楼专题指导论文

摘要： 毕业设计是土木工程专业本科阶段的最后一个实践教学环节,也是实现本专业人才培养目标的重要阶段。本文主要对土木工程专业毕业设计———教学楼专题设计中，相关建筑部分和结构部分的设计重点内容进行解析，以提高学生毕业设计的质量。

关键词： 土木工程；建筑；教学楼设计

一直在学校生活、学习的大学生对学校建筑都很熟悉。学校建筑是教育建筑的集中体现,它为育人提供了专门的物质和精神环境。现代化的教学楼设计与几十年前的不同，多媒体教室的普及以及教学多元化的需要，也为设计带来新的挑战。因此，在毕业设计中，以教学楼为主题的毕业设计题目往往更受学生的青睐。笔者根据多年的毕业设计指导经验，对土木工程专业毕业设计中教学楼专题设计的指导进行了研究。土木工程专业的毕业设计，根据时间和任务量的安排，主要分为建筑设计部分和结构设计部分。

一、建筑设计

从建筑设计的角度来说，教学楼在满足教学科研使用功能要求的同时，为师生提供各种社会交往、信息交流和知识融汇的交往空间，创造一个良好的文化环境,是建筑创作必须考虑的一个新课题。除此之外，教学楼的设计还应具有便利的交通联系和良好的采光及通风条件，同时还要合理安排学生的专用教室、教师的办公室，以及卫生设备和储藏空间等功能房间。根据《建筑设计防火规范》及《中小学校设计规范》等国家标准的.要求，中小学校建筑设计应遵守下列原则：满足教学功能要求；有益于学生身心健康成长；校园本质安全，师生在学校内全过程安全。校园具备国家规定的防灾避难能力；坚持以人为本、精心设计、科技创新和可持续发展的目标；满足降低运行成本的原则。在指导学生进行教学楼专题毕业设计时，应从以下几方面进行有目的的引导：一是确定班额人数及建设班级数，以确定教学楼的建筑面积及平面布局和竖向设计。二是满足国家有关校园安全的规定，并与校园应急策略相结合。安全设计应包括校园内防火、防灾、安防设施、通行安全、餐饮设施安全、环境安全等方面的设计。注意平面设计中疏散楼梯和疏散通道的设置，疏散楼梯的个数及间距的设计。教学及教学辅助用房门的数量及门到各疏散口的间距，均应满足相关规范疏散的要求。三是教学及教学辅助用房应包括普通教室、专用教室、公共教学用房及其各自的辅助用房。普通教室与专用教室、公共教学用房间应联系方便。教师休息室宜与普通教室同层设置。各专用教室宜与其教学辅助用房成组布置。四是教学用房内窗户应符合采光、保温、隔热、散热和遮阳等方面的要求，教学用房的门、黑板或书写白板、讲台以及其他教学基本设备及设施（如讲台，投影仪，投影屏幕，显示屏，储物柜等）的设置均应注意符合规范的要求。五是根据普通教室课桌的排布，教室内纵横疏散走道的设置宽度，以及桌椅与黑板远端的水平视角都要符合要求，设计教室的尺寸并应满足教室的净高。六是各种专用教室，均应按人数进行比例设计，专用教室的布置应根据使用功能进行。七是主要行政办公用房的位置应符合规定。如校务办公室宜设置在与全校师生易于联系的位置，并宜靠近校门；教务办公室宜设置在任课教师办公室附近；总务办公室宜设置在学校的次要出入口或食堂、维修工作间附近；会议室宜设在便于教师、学生、来客使用的适中位置；值班室宜设置在靠近校门、主要建筑物出入口或行政办公室附近等。八是教学楼中饮水处、卫生间等生活服务用房的设计：每处应按每40人～45人设置一个饮水嘴计算水嘴的数量；卫生间位置应方便使用且不影响其周边教学环境卫生，卫生洁具的数量及设置的位置均应符合规范要求。此外，服务用房、等候空间不得挤占走道等疏散空间。

二、结构设计

从教学楼结构设计的角度来说，一般均会采用框架结构或者框剪结构的形式。框架结构的优点是在建筑上具有大空间、房间布置灵活，结构构件分工明确，可以发挥材料的特性。根据《建筑抗震设防分类标准》，教学楼属于重点设防类（乙类）建筑，应按高于建设区域抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施。教学楼的抗震性能目标和要求：结构在多遇地震作用下没有破坏，保持弹性，最大允许弹性位移角限值为1/550。结构在设防烈度地震作用下可能出现破坏，但经过修补可继续使用。结构体系的计算一般要严格控制如下参数：结构的自震周期和方向、周期比、剪重比和刚重比；最大层间位移角（地震及风荷载作用下）；最大位移比等参数，均应符合抗震规范的相关要求。另外，结构构造安全上，应严格按照“强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱构件”等结构概念性原则进行设计。加大框架柱截面，按规范要求从严控制框架柱轴压比。填充墙按《建筑抗震设计规范》要求，楼梯间及人流通道的填充墙均采用钢丝网砂浆面层加强。综上，教学楼专题毕业设计中，有针对性地对以上重点内容进行指导，将会更好地达到培养人才的目的。

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框架结构办公楼的建筑设计和结构设计论文

无论是身处学校还是步入社会，大家总少不了接触论文吧，论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。为了让您在写论文时更加简单方便，下面是我整理的框架结构办公楼的建筑设计和结构设计论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

摘要：

本设计的工程是钢筋混凝土框架综合办公楼，分为建筑设计和结构设计两部分。建筑设计：根据设计任务书的要求和工程技术的条件，在满足总体规划的条件下，综合考虑建筑物场地环境、使用功能、结构、施工、材料、设备、经济及建筑艺术美观等方面因素，在此基础上提出建筑设计方案。按照相关设计规范，确定建筑物的结构形式，完成平立剖面设计。结构设计：首先确定结构方案，选择建筑材料，再进行结构布置并确定结构构件尺寸，最后进行结构计算。在确定框架布局和完成荷载统计后，计算出水平荷载作用（风荷载、地震作用）下的结构内力。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合，按最不利的结果计算配筋，并绘制相关结构施工图。

关键词：

框架结构； 地震； 内力计算； 内力组合； 结构配筋设计；

一、工程概况

工程概况

工程建筑名称：钢筋混凝土框架综合办公楼

工程总建筑面积：8553㎡

建筑层数、高度：六层，每层层高,房屋设备层,女儿墙高,室内外高差,建筑总高度;

建筑结构形式：框架结构；

设计使用年限：50年；

办公楼高度为,满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第条的规定，即房屋高度<50m（8度，）。办公楼宽度为18m,房屋高宽比为<3,满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第条规定。

设计资料

1）气候条件：

最冷月平均气温：‐13℃，最热月平均气温℃。

主导风向：基本风压：㎡。主导风向：夏季东南风、冬季西北风。

基本雪压值均为：

2）地震烈度：8度，设计基本加速度.

3）地下水位较深，设计中可不考虑。

4）场地地质资料：II类场地，地势平坦。

二、建筑设计

建筑平面设计

建筑的平面设计包括单个房间平面设计及平面组合设计，单个房间的设计是在整体建筑合理而适用的基础上，确定房间的面积、形状、尺寸、及门窗的大小和位置。平面组合设计实际上是建筑空间在平面上的组合。影响平面组合设计包括以下几个方面：

（1）使用功能：一是要合理分区；二是要有明确的流线组织。

（2）结构类型：目前民用建筑常用的结构类型有三种，即框架结构、框架‐剪力墙结构和剪力墙结构。综合考虑框架结构对于本工程的诸多优点，本设计采用框架结构。

（3）设备管线：设备管线占有一定空间，在设计时应考虑一定的设备位置，恰当的布置相应的房间。

（4）建筑造型：一般来讲，简洁，完整的建筑造型无论对于缩短内部交通流线，还是对于结构的简化，节约用地，降低造价以及抗震性能都是极为有利的。

建筑立面设计

由于不同功能要求的建筑类型具有不同的内部空间组合特点，一幢建筑物的外部形象在很大程度上是其内部空间功能的的表露，因此，采用那些与其功能要求相适应的外部形式，并在此基础上采用适当的建筑艺术处理方法来强调该建筑的性格特征，使其更为鲜明、更为突出。建筑立面设计则偏重于对建筑物的各个立面以及其外表面上所有的构件，例如门窗、雨篷、遮阳、暴露的梁、柱等等的形式、比例关系和表面的装饰效果等进行仔细的推敲。在设计时，通常是根据初步确定的建筑内部空间组合的平、剖面关系，例如房间的大小和层髙、构部件的构成关系和断面尺寸、适合开门窗的位置等等，先绘制出建筑物各个立面的基本轮廓，作为下一步调整的基础。然后再在进一步推敲各个立面的总体尺度比例的同时，综合考虑立面之间的相互协调，特别是相邻立面之间的连续关系，并且对立面上的各个细部，特别是门窗的大小、比例、位置，以及各种突出物的形状等进行必要的调整。最后还应该对特殊部位，例如出人口等作重点的处理。

建筑剖面设计

剖面设计的主要目的是根据建筑空间的使用特点、造型要求及经济等因素，分析并确定建筑物在垂直方向的剖面形状、建筑层数、高度、建筑竖向方向的空间及利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系。建筑物的剖面形状与功能要求有关，在民用建筑中绝大多数的建筑是属于一般功能要求的，住宅、宿舍楼、旅馆、办公楼等建筑房间的剖面形状多采用规整的矩形。一般进深不大的房间多采用侧光窗，当进深较大时刻提高窗户高度。普通窗台的高度一般为900mm,但有时功能需求不同时可相应变换。

为了防止室外雨水侵入室内，并防止墙身受潮，首层室内地坪（地面标高为±），一般应高于室外底面至少150mm,室内外高差通常在150~600mm之间，本设计采用室内外高差为750mm.通常对于一些经常使用水的房间，如卫生间、盥洗室、阳台等，为避免溢水，常将地坪设置的比本层地坪低20~50mm,本设计中，卫生间的标高比本层楼面标高低50mm.剖面设计与平面设计时分别从两个不同的方面来反映建筑物内部空间关系。平面设计着重解决空间内部在水平方向上的逻辑关系，而剖面设计则主要针对于内部空间在垂直方向上的组合，主要解决层数、层高和空间组合等问题，它直接表达了不同的建筑空间尺度关系。一般习惯于先进行平面设计，继而进行剖面设计，剖面关系反过来又会影响建筑平面的布局。因而在建筑设计中，必须将剖面与平面设计综合考虑，不断调整，修缮，才能使设计更加完善、合理。综合各方面因素考虑，本设计采用：首层层高层层高 m,屋面为上人屋面，总高为,室内外高差取,女儿墙高度取1200mm.

装饰

外墙颜色应与周围环境保持协调，且装饰上注重质量、和谐。外墙采用浅黄色外墙涂料配上红、白色立面线条，窗户采用本色铝全金窗框料。室内采陶瓷地砖地面，在卫生间内采用防滑地砖地面。

抗震设计

本设计模拟抗震设防烈度8度（）。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011‐2010）第规定：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。本工程的抗震设防类别为丙类。地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。本设计属于框架结构，8度设防，高度小于24m,抗震等级为二级。

楼梯设计

楼梯作为建筑物垂直交通的主要设施，设计时应满足以下几个方面的要求：

（1）疏散要求：楼梯的.位置，数量，间距及宽度都应满足防火规范的疏散要求，做到人流通行流畅，上下楼层联系便捷。

（2）使用要求：楼梯作为垂直交通主要设施，应位于建筑明显突出的位置，起到引导人流的作用，因使用频率高应充分考虑其造型美观，并有良好的采光条件，给人以舒适的感觉。

（3）安全要求：作为主要的疏散通道，应坚固安全，经久耐磨，受力合理。

（4）构造要求：合理的选择楼的形式、坡度、材料、构造做法，精心的处理好其细部构造。楼梯的形式是多种多样的，对象不同，场合不同，环境部同，角度不同，性质不同，对楼梯的称谓也不同。本设计采用平行双跑楼梯。楼梯属于建筑物中重要的疏散通道和消防通道，因此国家各种现行规范对楼梯的尺度有着明确的构造要求。《民用建筑设计通则》规定每个梯段的踏步不应超过18级，且不应少于3级。《建筑楼梯模数协调标准》规定楼梯踏步不宜高于210mm,并不宜小于140mm,各级踏步高度均应相同。一般楼梯的坡度范围在23°~45°，适宜的坡度为30°。《建筑楼梯模数协调标准》规定楼梯段的最大坡度不宜超过38°。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为（0‐）m计算，并不应少于两股人流。（0‐为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多应取上限值）。楼梯梯井指四周为梯段和平台的内侧面围绕的空间，实际设计时梯井宽度一般取60~200mm.楼梯栏杆应采取不宜攀登的构造，当采用垂直杆件做栏杆时，其杆件净距不应大于.中间平台的深度不应小于楼梯梯段的宽度，并不得小于,当有搬运大型物件需要时应适量加宽，住宅建筑中的楼梯平台的结构下缘至人行过道的垂直高度不应低于2m.梯段最低、最高踏步的前缘线与顶部凸出物的内边缘线的水平距离不应小于300m.

在本工程中，共有两部楼梯，均采用双跑楼梯，楼梯的开间为,进深.层高为,设计为等跑楼梯，每跑均12级踏步，11个踏面，踏步尺寸为300mm×150mm,中间休息平台尺寸为1950mm×3600mm.

防火设计

为减少火灾和降低火灾损失，在建筑内部采用防火墙、耐火楼板。本工程耐火等级为二级。民用建筑必须满足耐火等级和耐火极限的要求，为防止着火建筑的辐射热在一定时间内引燃相邻建筑，且便于消防扑救的间隔距离成为防火间距。防火建筑必须满足规范要求。

三、结构设计

进行结构方案的比较，结构布置和构件选型，选取一榀主框架进行设计计算，进行楼梯雨蓬的设计，先进行标准层结构平面布置，然后进行梁柱结构布置，包括梁柱尺寸粗估与验算，然后就是进行现浇楼板的设计与计算，楼梯的设计与计算，接下来就是进行横向框架在竖向荷载作用下的计算简图和计算，为了便于设计计算，在计算模型和受力分析进行不同程度的简化，在手算横向框架时进行的基本假定包括：结构分析的弹性静力假定，一般情况下不考虑结构进入弹塑性状态引起的内力重分布；平面结构假定，在柱网正交布置情况下，可以认为每一方向的水平力只有该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。楼板在自身平面内的刚性假定，由刚性楼板的假定，同一标高处，所有抗侧力结构的水平位移相等。

横向框架在恒荷载作用下的计算，首层单独计算，第二层至第五层所受的荷载一致，由于屋顶的作用另外计算求解。

计算框架在活荷载作用下的计算简图，通过详细的受力分析及荷载折算，求解方法与恒荷载一致。

横向框架在重力荷载代表值作用下的计算简图，在有地震作用的荷载效应组合时要用到重力荷载代表值，对于楼层，重力荷载代表值取全部的荷载和50%的楼面活荷载，对于屋面，重力荷载代表值取全部的恒荷载和50%的雪荷载。

内力的计算与内力组合，通过手算恒荷载产生的弯矩，轴力和剪力，其余内力的计算取用结构力学求解器进行计算加快进度，节省时间。内力组合，选择最不利内力进行配筋计算。

[1] 中华人民共和国国家标准.高层民用建筑防火规范GB5 0045-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[2] 中华人民共和国国家标准.建筑制图标准GB 50104-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[3] 中华人民共和国国家标准.房屋建筑制图统一标准GB 50001-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2011

[4] 中华人民共和国国家标准.建筑抗震设防分类标准GB 50223-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[5] 中华人民共和国国家建筑标准设计图集.建筑物抗震构造详图GB 50068-2012[M].北京：中国建筑工业出版社，2013

[6] 中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范GB 50009-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[7] 中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范GB 50010-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2013

[8] 中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范GB 50011-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[9] 中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准GB 50079-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2013

[10] 中华人民共和国国家标准.GB50068,建筑结构可靠度设计统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2018