常州市某职业技术学院教学楼建筑与结构设计说明书

目录

1 绪论 (1)

2 建筑设计说明 (2)

2.1 建筑物功能与特点 (2)

2.2 建筑做法 (5)

3 PKPM设计 (8)

3.1 确定结构布置及构件的截面尺寸 (8)

3.2 输入荷载的计算 (11)

3.3 PMCAD参数选取 (13)

3.4 PKPM电算流程 (14)

3.5 计算结构分析 (15)

4 一榀框架设计 (16)

4.1 计算单元的选择： (16)

4.2 一榀框架计算简图确定 (17)

4.3 竖向荷载标准值计算 (17)

4.4 横向荷载作用下的内力计算 (36)

4.5 内力组合 (49)

5 基础设计与计算 (67)

5.1 柱下独立基础设计 (67)

5.2 墙下条形基础设计 (71)

6 零星构件的设计与计算 (67)

6.1 次梁的设计与计算 (72)

6.2 楼板的设计与计算 (74)

6.3 楼梯的设计与计算 (76)

结束语 (81)

致谢 (82)

参考文献 (83)

附图1 三层梁柱尺寸 (84)

附图2 楼面荷载 (85)

附图3 楼板面积图 (86)

附图4 梁柱配筋 (87)

1 绪论

本设计的课题是常州市某职业技术学院教学楼建筑与结构设计，建筑面积24.5153m ，结构为4层。建筑标高为16.6m ，标准层层高为3.9m ，底层层高为4.9m ，室内外高差为0.45m 。建筑设计等级为三级，根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001），使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级。相关设计技术参数如下：

(1)工程气象条件： 基本风压为20.4kN m ；基本雪压为20.35kN m

(2)工程地质条件：该场地平整，场地土类型为中硬场地土，建筑场地类别为Ⅲ类。场地内第一层土为素填土，0.45-0.85m ，平均0.5m ，不均质，为不良工程地质层，第二层为中等压缩性中低强度粉土，分布均匀稳定，地基土承载力特征值190ak f kPa ，可为持力层；地下水位埋深3.97～4.03米，地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。

(3)工程抗震信息：该工程位于抗震设防区，抗震设防烈度为7°，设计基本加速度为0.1g ，地震分组为第一组。

(4)荷载取值：按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）确定。

结构形式：本设计采用框架结构。对于框架结构，其特点有：框架结构是由钢筋混凝土主梁、次梁和柱形成的框架作为建筑物的骨架，梁和柱之间的连接为刚性结点。屋盖、楼板上的荷载通过板传递给梁，由梁传递到柱，由柱传递到基础。框架结构的墙体全部为自承重墙，只起分隔和围护作用，砖墙的重量通过梁、板传给柱。有时填充墙的刚度大于竖向柱的刚度，对结构抗震极为不利，所以宜采用焦渣砖作填充墙，减少结构的自重和荷载，减弱隔墙的刚度。框架结构的特点是不受楼板跨度的限制，能为建筑提供灵活的使用空间。框架结构中梁柱构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑。为了增强结构的抗震能力，设计时遵循以下原则：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”。框架结构构成：屋盖与楼板、框架梁、框架柱、柱下独立基础。

2 建筑设计说明

建筑设计是一项以人为本的设计工作，设计中应以实用为基础，充分考虑功能上的实用要求，包括功能分区、人体尺度、家具尺度、空间设计、流线组织等，满足人们居住、生活、工作、学习等不同需要，真正做到合理、舒适、可行[1]。建筑物的设计和建造直接受到自然环境条件的影响和制约，这也是决定建筑设计的一个重要方面，关系到建筑物的平面布置、形体组合、立面造型等。

2.1 建筑物功能与特点

建筑功能是指建筑的使用要求。不同的建筑有各自不同的使用要求。随着社会的发展和人类物质文化生活水平的不断提高，建筑的功能要求也在日益复杂化。满足建筑物的功能要求，为人们的工作和生活创造良好的环境，是建筑设计的首要任务。例如本设计的是学校教学楼，首先要考虑满足教学活动的需要，教室设置应分班合理，采光通风良好，同时还要合理安排教师备课、办公、储藏和厕所等行政管理和辅助用房。

2.1.1 建筑平面设计

建筑平面设计主要应考虑建筑物所处的环境及其功能要求，同时又要兼顾结构平面布置的规则和合理；此外，考虑到抗震设计的一些要求，建筑物应力求规则[2]。因此，本次设计在平面上采用“凹”字形、内廊,外廊相结合式的平面布置。具体布置见建筑平面图2.1。对该平面设计作如下说明：本设计柱网上采用6.3m×8.1m和8.1m×8.4m。走廊采用了内廊外廊相结合式结构布置。内廊宽3.3m，外廊宽3.6m以满足人流要求。同时设有两部楼梯，兼做消防楼梯。其平面图详见建施图-02。

图2.1 建筑平面图

2.1.2 立面设计

结合平面设计中框架柱的布置，立面上主要采用竖向划分，外观上显得大方、挺拔、气派；同时，考虑到框架结构的优点，柱间全开窗不用墙，使窗与柱形成了有节奏的虚实对比，显得明快、活泼，同时也得到了良好的采光效果。大门设于正中间，使整个建筑物显得美观大方。大门设有左右两扇门，使整个大门显得大气；雨蓬的运用，和大门的设置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流导向的作用，具体见图2.2。

图2.2 建筑立面图

2.1.3 剖面设计

该建筑为教学楼，对采光、层高要满足一定的要求。通过剖面设计来确定建筑物各部分的高度，建筑层数，如图2.3。一般的剖面设计包括：确定房间的剖面形状、

尺寸及比例关系；确定房屋的层数和各部分的标高；解决天然采光、自然通风等建筑构造方案；进行房间竖向空间的组合，研究建筑空间的利用。

图2.3 建筑剖面图

2.1.4 屋面

屋顶采用现浇混凝土结构平屋顶，屋顶设计为不上人屋顶，檐口采用1.2m高女儿墙。其排水方式采用有组织排水：采用保温层找坡，坡度取2%，设计为内排水，雨水经由天沟、雨水口、雨水管等排水装置引导至地面管沟。如图2.4。防水构造：采用不上人屋面，刚性、柔性防水综合使用。保温构造：采用30厚的绿豆砂保温。

图2.4 屋面平面图

2.1.5 防火

根据使用性质、重要程度及火灾危险性等方面综合考虑，本设计的学校教学楼可采用三级耐火等级。防火等级为二级，根据《GB 50045-95DE》的规定，按建筑的使用功能、建筑规模、满足安全疏散距离房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于m

35，房间设前后两个门，满足防火要求；室内消火栓设在走廊两侧,每层两侧及中间设3个消火栓，最大间距m

50的要求[3]。

25,满足间距m