东北大学浑南校区一号楼结构选型分析

东北大学浑南校区一号楼结构选型分析

1工程名称

东北大学沈阳浑南校区1号公共教学楼工程

2 工程概况

一号公共教学楼位于东北大学浑南校区中南侧，耐火等级为一级，在《建筑工程抗震设防分类标准》中属丙类建筑，Ⅱ类场地，抗震设防烈度为七度，地震加速度0.10g，抗震等级为三级。

其建筑基本概况如下：

3 建筑设计

公共教学楼承担大学的主要公共教学功能，因此，在建筑设计时，不仅需要满足教学的各项要求、功能布置合理设计，还应在建筑形式上表现出教学建筑现代、简洁、朴实的特征，处理好建筑与周围环境的关系。

一号楼建筑高度约为23.8米，整个建筑分为两个区，以英文字母A和B区分，整个建筑因此联系起来成一个回字形，有利于建筑抗震。“回”形建筑以嵌入式的外部空间亲和于校园，构成一个静谧的“人文书院”。建筑的核心“方体内院空间”体现出对知识的神往，更阐释了人与自然的共生理念。整体形态方

正，立面材料和校区其他建筑保持统一，但在形式上又因八边形教室的存在而富有变化。

建筑A 、B 两区层数不同，A 区5层，B 区 6层，其中A 座四层与B 座5层相连接。建筑平面分区明确，在功能合理的基础上保证内部空间的趣味性和易识别性，A 区主要布置阶梯教室，B 区以普通教室为主，辅以办公室、卫生间等辅助用房。在每层各布置两个厕所，紧靠楼梯，使用方便。建筑为六层，故采用了楼梯作为垂直交通手段，考虑到学生人流量较大以及筑的抗震防火要求，故教学楼教室的设计在保证采光、通风的基本要求外，还应考虑最佳座位率，八边形教室有效地提高了最佳座位率，解决了大部分学生最佳视角的要求。

4 结构特点

（一）结构形式

一号楼A 区5层，B 区 6层，兼有一层地下室，室内外高差0.6m ，女儿墙高0.9m 。填充墙采用200mm 厚的空心砌块。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为100mm 。东西两侧和北侧采用内廊式柱网，南侧则为方格式柱网，配合以局部悬挑，在一层向内凹进形成入口，具有指向性和引导性。

建筑主要采用了框架结构，采用不等跨柱网，空间按性质的不同采用了不同的柱网尺寸。按使用的性质分类，分为教室、办公室、卫生间和交通联系部分。建筑主要布局为教室，教室分为阶梯教室和普通教室，阶梯教室平面呈八边形，有200座和135

座两种，教室部分区域采用曲线梁。阶梯教室一个层共有六个，一号楼效果图

主要分布在西面和北面，是学生上课的主要地点。普通教室一层上有八个，主要分布在南面和北面，采用了7.2m×7.2m和10.8m×10.8m两种布局，满足不同教学需要。由于教室对于采光要求较高，所以开了较大的窗子。沿内庭院布置了办公室和卫生间等辅助用房。

主体结构采用全现浇钢筋混凝土框架结构，梁、柱、板均为现浇，混凝土强度等级主要采用C35,钢筋主要采用HRB400级钢筋，箍筋选用HRB335级钢筋；本建筑场地较为平整，地质条件较为简单，所以采用全框架结构及柱下独立基础。本建筑场地较为平整，地质条件较为简单，所以采用全框架结构及柱下独立基础。基础采用柱下独立基础。柱子尺寸主要为600mm×600mm的方柱，在部分地方有根据受力以及结构的需要改变尺寸。

整个教学楼根据《建筑专业标准规范》布置，从而来合理地布置各个房间，同时在不影响安全保卫工作的基础上使其内外联系方便。

（二）受力特点

框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而成的，既承担竖向荷载，又承担水平荷载的结构。其特点是承重系统与非承重系统有明确的分工，支承建筑空间的骨架是梁，柱是承重系统，而分割室内外空间的围护结构和轻质隔墙是不承重的。梁与柱的节点为刚节点，柱的基础多为刚性节点基础。框架结构属于超静定结构，通常称之为刚架。

钢筋混凝土框架结构体系比较简单，主要结构为由梁、板、柱以及基础等，是目前应用最为广泛的结构形式之一。由于体系结构合理由很多的优点。首先，传力途径明确，荷载传递的顺序依次为从楼板传到梁，梁传到柱，柱再到基础，能够提供较大的使用空间；其次，结构布置比较灵活，在框架结构中墙板不起承重作用，只起分隔和维护作用，能够提供较大的使用空间，有效的增加了房屋的使用面积，适合多种功能的要求，再者就是现浇混凝土的完整性比较强，所以抗震性和整体性较好。

框架结构因为用钢量要比砖混结构多，所以造价相对偏高。从受力角度看，框架结构由于侧向刚度比较小，所以能够承受的力也比较小，在强震作用下由于产生的水平位移较大。所以很容易造成建筑的非结构性破坏。由于结构的受力性

能和抗震性能的限制，在建筑高度上收到限制；为了抵抗抗震变形，一般梁和柱的截面宽度比隔墙大，房间内会出现部分梁和柱暴露现象，影响房间的使用性能和美观。

（三）空间特点

框架结构体系一般在教学楼和办公楼中被广泛应用，平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。需要时，可用隔断分隔成小房间，或拆除隔断改成大房间。如果采用轻质隔墙和外墙，就可大大降低房屋自重，节省材料。

以一号楼为例，在平面上，既有平面方正的普通教室，也有独具特色的八边形教室，墙体不承重因而空间划分自由灵活，7.2m ×7.2m 的规则柱网中既有与柱网尺寸相同的小教室，也能划分出10.8m ×10.8m 的大教室。在剖面上，通过改变单层柱子的高度以及部分区域不搭设楼板，形成跃层和通高空间，打破了平铺直叙的楼板，营造充满意趣的空间体验。在立面上，通过设置多边形柱网以及悬挑的方式，使其立面轮廓有层次、有错落，虚实对比强烈。

5 总结

通过对浑南校区一号公共教学楼的分析以及这两个月的结构选型知识的学习，我深刻地意识到，任何一种结构形式都有它的使用范围，在一定情况下它是合理的，超出了它的适用范围，就不能很好地发挥它的优越性，框架结构也是这样的，根据功能的需要，，选择合适的柱网尺寸，是发挥框架结构优越性的重要

方面。而合适的柱网有其内在规律，需要针对不同的功能要求、发展的需要、建通高的西门厅

宽敞的阶梯教室