地区某中学教学楼建筑及结构设计毕业论文1 课题简介本课题为地区某中学教学楼建筑及结构设计。

要求设计的建筑面积3000平方米左右，层数不超过五层，混凝土框架结构，具有办公、教学、活动、等设施和功能，其他条件参照规及使用要求。

抗震设防烈度为7度，场地类别为II类，设计地震分组为第一组。

通过完成本课题，使我所学的基础理论和专业知识得到综合应用。

在查阅资料、建筑的功能分析、结构分析、和计算能力、工程绘图能力、计算机软件的应用能力、科技论文（报告）的撰写能力、口头表达能力等多方面得到训练和提高。

了解并掌握工程设计的过程、步骤和方法，为毕业后从事建筑工程领域的技术工作及相关工作奠定坚实基础。

2 建筑结构设计2．1 工程概况本工程为区海门中学H栋教学楼。

建设地点位于；建筑面积约为3000平方米；结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，主体部分五层，无地下室；建筑耐火等级为二级，设计合理使用年限为50年。

建筑结构安全等级为二级，三级框架，抗震设防烈度为7度，设计分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.015g；地基基础设计等级为丙级。

建设场地位于疏港路东侧，地势较平坦。

根据地区地质图，场地无影响其稳定性的断裂通过。

根据地质勘测报告，建设场地属基本稳定场地，场地土为Ⅱ类。

2．2 建筑设计说明本毕业设计课题为区海门中学H栋教学楼建筑及结构设计。

建筑总面积为3000平方米左右，混凝土框架结构，主体五层。

具有办公、教学、交流等设施和功能。

这就要求教学楼的布局达到一定的协调才能满足，并且各开间功能必须明确。

再者，作为一个公共建筑，必须考虑其安全隐患及应付措施，这就要求必须有一个合理的走道、楼梯设计。

2.2.1 建筑设计部分底层主要作为学生活动场所以及休息室；二层到五层为标准层，主要包括教师办公室、学生教室等；天台设置楼梯间；楼梯为双跑楼梯且分两端设置，梯设置在建筑入门左手边。

2.2.2 建筑略图图2.1为首层层平面图，图2.2为二~四层平面图，图2.3为五层平面图，图2.4为屋顶平面图，图2.5为北立面图，图2.6为1-1剖面图，图2.7为东西立面图，图2.8为2-2剖面图。

图2.1 首层平面图图2.2 二~四层平面图图2.3 五层平面图图2.4 屋顶平面图图2.5 南立面图图2.6 1-1剖面图图2.7 东西立面图图2.8 2-2剖面图2.3 结构设计说明结构设计根据建筑施工图确定结构方案。

划分板块，布置次梁（墙下，洞口边应布置次梁，以及结构上需要的布梁，由跨度确定梁板的截面尺寸；柱的截面尺寸由轴压比限值初步确定，也可假定一配筋率根据轴心受压柱来计算柱的截面尺寸。

2.3.1 上部结构的设计1）楼盖的设计：本设计选择三层楼盖进行设计。

按照荷载分析、力计算及配筋的一般过程，先设计楼板再设计次梁。

2）框架的设计：选取7轴所在框架进行设计。

按照荷载分析、力分析（包括恒载、活载和水平地震三种作用下的力分析）、侧移分析和验算（由于多层框架结构的整体弯曲变形很小，故仅验算其整体剪切变形）、力组合、截面设计的一般过程进行。

其中：竖向荷载作用下的力分析采用分层法；水平荷载作用下采用D值法。

最后，进行电算校核，分析误差，并为基础设计提供数据。

3）楼梯的设计：采用现浇板式楼梯。

包括梯段板的设计、平台板的设计以及平台梁的设计。

2.3.2 基础的设计采用预制桩基础。

先由地质资料算出单桩承载力以及桩的截面，根据桩的条数确定承台的尺寸以及高度，然后再进行基础截面设计验算。

基础高度由混凝土抗冲切和剪切条件确定，基础配筋则由基础验算截面的抗弯能力确定。

除满足计算要求以外，还要满足一些规规定的构造要求。

要注意的是，在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时，应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用；而在进行基础截面设计中，应采用不计上覆土重力作用时的地基净反力进行计算。

3 屋盖设计3.1 屋盖设计资料根据不同的支承情况和尺寸，屋盖的双向板可以分为A 、B 两种区格板，单向板只有一种。

屋盖板编号如图3.1所示：图3.1 屋盖板编号图钢筋混凝土面板结构层，120mm 板厚，100～140mm 厚（2％找坡）膨胀珍珠岩找坡层，2%的坡度，20mm 厚的水泥砂浆找平层，防水卷材，30mm 厚的XPS 挤塑泡沫板保温层，15mm 厚纸筋石灰抹底。

混凝土采用C30，0.11=α，8.01=β，614.0=b ξ，2mm N 3.14=c f ，2mm N 43.1=t f ；钢筋采用HPB400，2mm N 360=y f ，最小配筋率%179.036043.145.045.0min =⨯==y t f f ρ。

不上人屋面活荷载标准值为2kN/m 5.03.2 屋盖板设计3.2.1 双向板设计 1) 荷载计算板的恒荷载标准值：20mm 厚1:2水泥砂浆找平2kN/m 40.02002.0=⨯100～140mm 厚（2％找坡）膨胀珍珠岩 2kN/m 84.07214.010.0=⨯+ 120mm 厚现浇钢筋混凝土楼板2kN/m 0.32512.0=⨯15mm 厚纸筋石灰抹底2kN/m 24.01615.0=⨯小计2kN/m 48.4恒载分项系数取为1.2，活载取为1.4 则恒载设计值 2kN/m 376.548.42.1=⨯=g 活载设计值 2kN/m 7.05.04.1=⨯=q则 2kN/m 726.52/7.0376.52/=+=+q g ,2kN/m 076.67.0376.5=+=+q g 2kN/m 35.02/7.02/==q 2) 计算跨度0201m 2'm 1'm 2m 1图3.2 板弯矩计算简图各区格板的计算跨度列于表3.1：表3.1 各区格板跨度3) 弯矩计算跨中最大弯矩为当支座固定时在g+q/2作用下的跨中弯矩值，与支座铰支时在q/2作用下的跨中弯矩值之和。

计算时，混凝土的泊松比取为0.2；支座最大负弯矩为当支座固定时g+q 作用下的支座弯矩。

A 区格板：875.10201=l l ，查表得m kN 932.5)0229.02.00849.0()2)(0119.02.00509.0(2012011⋅=⨯+++⨯+=ql l q g m m kN 476.22)0849.02.00229.0()2)(0509.02.00119.0(2012012⋅=⨯+++⨯+=ql l q g m m kN 929.11)(1113.0"'20111⋅-=+-==l q g m m m kN 392.8)(0783.0"'20122⋅-=+-==l q g m mB 区格板：875.10201=l l ，查表得m kN 597.42)0229.02.00849.0()2)(0052.02.00390.0(2012011⋅=⨯+++⨯+=ql l q g m m kN 559.12)0849.02.00229.0()2)(0390.02.00052.0(2012012⋅=⨯+++⨯+=ql l q g m m kN 778.8)(0819.0"'20111⋅-=+-==l q g m m m kN 120.6)(0571.0"'20122⋅-=+-==l q g m m对于边区格板的简支边，取'm 或0"=m ，各区格板分别算得的弯矩设计值，列于区格 A B )(01m l 4.5 4.5 )(02m l 2.4 2.4 0201l l1.8751.875表3.2：表3.2 各区格板弯矩设计值区格 1m2m'1m"1m'2m "2m A 5.932 2.476 0 -11.929 0 -8.392 B4.5971.559-8.778-8.778-6.1204) 截面设计由于是双向配筋，两个方向的截面有效高度不同。

考虑到短跨方向的弯矩比长跨方向的大，故应将短跨方向的跨中受拉钢筋放在长跨方向的外侧，以期具有较大的截面有效高度。

通常取值分别如下：短跨方向，m m 1002012001=-=h ；长跨方向，mm 903012002=-=h ；支座处，mm 1000=h ；mm 1000=b 。

A B 板短跨跨中方向配筋计算示意：截面抵抗系数 041.010010003.140.110932.5262011=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα 614.0042.0041.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ，符合要求 979.0)041.0211(5.0)211(5.0=⨯-+⨯=-+=s s αγ则2601m m 170100971.036010932.5=⨯⨯⨯==h f M A s y s γ 选用150@8，2mm 335=s A 验算：%179.0%335.01001000335min 01=>=⨯==ρρbh A s ，同时%2.0>ρ，符合要求 表3.3 屋盖板双向板配筋表截面)m kN (⋅M s αξs γ)mm (2s A配筋实际)mm (2s A配筋率8888018续表3.3883.2.2 单向板设计由上节里双向板的计算可知屋盖的荷载总设计值为： 2kN/m 076.67.0376.5=+=+q g采用轴线间距离mm 300001=l ，mm 840002=l 。

取1m 板宽作为计算单元,可画出计算简图如图3.3：g+q=6.076kN/m 2图3.3 单向板计算简图跨中处最大弯矩设计值 m kN 825.63067.681)(812201⋅=⨯⨯=+=l q g M 跨中板厚mm 120，设mm 20=s α，故m m 100201200=-=h截面抵抗系数 048.010010003.140.110825.9626201=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα 614.0049.0048.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ，符合要求 976.0)048.0211(5.0)211(5.0=⨯-+⨯=-+=s s αγ则260m m 333100976.021010825.6=⨯⨯⨯==h f M A s y s γ 选用160@8φ，2mm 314=s A 验算：%178.0%314.01001000314min 0=>=⨯==ρρbh A s ，同时%2.0>ρ，符合要求 注：长跨方向的跨中均采用构造配筋200@8φ，支座配筋采用相邻板的支座钢筋。

3.3 屋盖次梁设计3.3.1 设计资料屋盖板的恒、活荷载设计值分别是2m kN 376.5、2m kN 7.0；女儿墙用加气混凝土砌块墙，墙厚mm 200，双面粉刷mm 20厚混合砂浆。