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淮州中学新校区1#实验楼的设计

添加时间:2020/08/12 来源:未知 作者:admin
根据已经计算出的结构控制截面的内力值,对梁、板、柱、基础等进行配筋计算,并绘制了相应的结构施工图。同时,本文采用PKPM软件进行电算,以保证计算结果的可靠性,并达到同手算结果对比、分析的目的。
以下为本篇论文正文:

摘要

  本课题为淮州中学新校区1#实验楼的设计,4层,建筑面积约3000m2,长42m,宽16.8m,高14.95m.采用钢筋混凝土框架结构。首先,根据设计出的建筑方案及所选用的建筑材料及做法,确定结构计算简图,进行荷载和内力计算,绘制了相应的内力图;其次,进行结构内力组合,确定结构控制截面的弯矩、剪力和轴力设计值。最后,根据已经计算出的结构控制截面的内力值,对梁、板、柱、基础等进行配筋计算,并绘制了相应的结构施工图。同时,本文采用PKPM软件进行电算,以保证计算结果的可靠性,并达到同手算结果对比、分析的目的。

   关键词  框架结构,内力,配筋,控制截面

Abstract

  The topic is the design of Huaizhou New Campus 1 # Experiment Building, four layers, the area of construction is about 3000m2, the length of the building is 42m, the width is 16.8m and the height is 14.95m. This building is reinforced concrete frame structure. First of all, according to architectural drawing of design, building material and method, determine schematic calculation, thus completing the load and internal forces calculation, drawing a map corresponding to the internal forces; Secondly, proceed the structure internal force combination, determine the structure control sectional bending moment, shearing force and ax force design value. Finally, according to already calculate structure control sectional internal force value, the beam, slab and columns, the foundation being reinforced, and the mapping of the corresponding structure construction plan. At the same time, we used the software PKPM to ensure the reliability of results, and achieve the purpose of analysis, contrast the result which was calculated by hand.

  Keywords  frame construction, internal force,reinforcement, control section

目   录

  1 引言

  毕业设计是我们在学校期间的最重要,也是最后一次实践性的锻炼,通过毕业设计使我们系统、综合、灵活地运用学的各种理论知识,解决建筑工程中的实际问题,通过毕业设计,使我们在分析、使用技术资料、计算、绘图、编写设计文件及独立工作等方面得到全面锻炼。

  本次毕业设计的主要目的是加深对理论和概念的理解,独立系统的完成一项工程设计。由于毕业设计的时间较短,我们在本次毕业设计中仅需完成该工程的建筑设计和结构设计两部分,侧重于结构计算。主要包括中英文摘要、设计任务书、建筑设计(包括总平面图、平面图、立面图、剖面图等)、框架结构设计、基础设计以及其它附属构件设计,是一个较为全面的设计。通过这次设计,使我们初步了解建筑的设计原理,熟悉运用建筑规范和国家标准图集,初步掌握建筑设计的基本方法和步骤,了解建筑物的一些细部构造,进一步提高和训练绘图技巧,包括操作Auto-CAD、PKPM的能力。

  在设计中,一方面要把所学的知识运用到设计、施工中去,熟悉国家有关规范、条例和规程;另一方面,由于现代化建筑一般都具有密度大,高度高,功能多,设备复杂,装修精细,防火要求和管理自动化水平高等特点,需要各工种交叉配合。因此,本次毕业设计还需要涉及非本专业的知识。

  2 建筑设计说明

  本设计为拟建淮州中学新校区1#实验楼设计,建筑面积为3000m2左右,按规划要求,层数为整体4层框架结构。设计应满足具体功能要求。建筑设计在整个设计的过程中起着很大的作用,在这一阶段,我们应该考虑到建筑的外观的造型美观,布局的合理与否,是否舒适,光线是否充沛,保温是否良好等。同时也应该考虑到经济方面的要求。考虑到本建筑的实际要求与客观方面的原因,以及"布局合理、美观大方、设施完备、设计先进"等原则。使得此建筑设计成一座经济、实用、坚固、美观的实验楼。本次设计综合考虑了建筑、结构、设备、造价等方面的因素,解决了建筑功能、环境保护、节能、建筑经济等问题。

  2.1 建筑设计的目的和要求

  通过毕业设计初步了解实验楼设计的基本原理,熟悉应用建筑规范和建筑标准图集。初步掌握建筑设计的基本方法和步骤,了解建筑各细部的构造做法。本着"布局合理,功能齐全,技术先进,美观大方,经济合理"的原则设计一座实用,经济,坚固,美观的现代化教育建筑。

  建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题,着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排,内部和外表的艺术效果,各个细部的构造方式等,创造出既符合科学性,又具有艺术效果的工作环境。

  建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调,以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求,使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。

  本方案采用框架结构,框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式,横梁和立柱通过节点连成一体,形成承重结构,将荷载传至基础。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与梁,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,这种结构形式强度高,整体性好刚度大,抗震性好,开窗自由。本方案为中学实验楼,考虑到工作等各方面的要求,设置应合理,采光、通风良好,同时还要合理安排辅助房间,并配置良好的室外绿化等。

  框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活,能获得较大的使用空间,建筑立面容易处理,可以适应不同的房屋造型。同时,在结构性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。我国定义8层及8层以上的建筑为高层建筑,一般认为8层以下房屋属多层建筑,钢筋混凝土框架结构多用于多层建筑,较少用于高层建筑,因为当房屋的高度超过一定的范围时,框架结构侧向刚度较小,水平荷载作用下侧移较大,从受力合理和控制造价的角度,现浇钢筋混凝土框架结构一般不超过60米,地震区现浇钢筋混凝土框架,当设防烈度为7度、8度、9度、时高度一般不超过55米、45米和25米。

  框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式,横梁和柱,通过节点连为一体,形成承重结构,将荷载传至基础,整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯框架结构,框架可以是等跨或不等跨的,也可以是层高相同或不完全相同的,有时因工艺和使用要求,也可能在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。

  当柱为正方形或接近正方形,或楼面荷载较大的情况下,可采用纵横向承重方案,这时楼面常为现浇双向板楼盖或井字梁楼盖,两个方向的框架同时承受竖向荷载和水平荷载。

  建筑物是社会物质和文化财富,它在满足使用要求的同时,还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求,本方案采用对称方式体观了职能的一面,给人不呆板的感觉。

  2.2 平面设计

  房屋建筑平面空间处理问题,应根据建筑的性质和规模,结合基地条件和环境特点(包括现有地形、道路、绿化、朝向、原有建筑和设计管网等),建筑群体之间的空间处理,包括建筑群的体形组合协调,使建筑物之间的空地、庭院、广场等空间感觉完整、尺寸比例适宜以及空间与空间之间的联系得当等问题。还应对建筑物的各个使用房间进行功能分析,以确定其主次内外关系;注意与结构布置的关系。按照上述原则来确定该实验楼的位置和布局,规划基地范围内的绿化、道路和出入口,保证与其它建筑物之间的平面距离,综合考虑其通风和采光等,使其满足使用要求和艺术要求。

  所以我们在研究建筑群的空间构图时,既要分析建筑空间构图上的一些特征,又要考虑人们活动过程中对空间构图所提出的要求。

  根据房屋建筑学知识,在建筑总平面设计时,我们综合考虑了以下几个方面问题:

  (1)建筑群空间处理首先要考虑体形统一协调。

  (2)建筑群空间组合应与自然环境相配合。

  (3)建筑群空间组合必须考虑人们活动的"动"、"静"的效果。

  (4)建筑群的空间处理,与内部空间处理一样,也应根据建筑功能程序和艺术要求考虑建筑空间的序列。

  (5)建筑群空间构图还注意空间的层次与透视效果。

  局部平面,房间的布设应综合考虑下面三个方面的要求:

  (1)使用方面的要求:任何房间的布设不但都应有必须的面积和体积,适宜的形状和尺寸,以适合内部家具和设备的布置和使用活动的要求,而且还必须与其它房间和室外有合理的分隔与联系。

  (2)环境方面的要求:任何房间一般都应有良好的采光,通风和日照等自然环境条件,而且在房间内一般还应有与使用要求相适应的卫生技术设备。给水、排水、照明、采暖等。

  (3)审美方面的要求:不管什么房间都应根据具体情况,考虑室内空间体形、比例、色彩、装饰以及家具、设备布置等问题,以满足人们精神上和审美上的要求。

  平面设计是在初步确定的总体布局基础上进行,从总体到局部,从原则到具体逐步深入。

  在整体上,各种类型的民用建筑,从组成平面各部分面积的使用性质来分析,主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。根据使用功能的要求,结合自然条件、经济条件、技术条件(包括材料、结构、施工),来确定各个房间的大小和形状,确定房间和房间之间以及室内与室外之间的分隔与联系方式和平面布局,使实验楼的平面组合满足实用、经济、美观和结构合理的要求。无论是使用房间还是辅助房间,在平面设计中都要首先根据房间内部活动特点、使用人数的多少、家具和设备的多少来确定其面积的大小。在一般建筑中,使用房间最常见的平面形状是矩形,因为梁板结构的布置以矩形最为经济,而且矩形平面一般也有利于室内家具的布置和满足使用活动的要求,在建筑组合设计中,也便于上下左右灵活组合。本次房间设计全部为矩形,且都能满足上述要求。

  建筑平面设计是方案设计的主要内容,它对是否满足建筑物的使用功能起着决定性的作用。建筑功能多种多样,所处的环境各不相同,因此平面设计没有统一模式。这就给自由灵活的分隔空间创造了十分有利的条件。框架结构对建筑平面组合限制较少,各部分空间的大小和平面布置可按功能特点作不同的处理。但各空间的形式和平面尺寸应尽量与柱网的排列形式和尺寸协调。

  2.3 剖面设计

  建筑剖面设计是对各房间和交通联系部分进行竖向的组合布局。它的主要内容有确定建筑物竖向各空间的组合关系、空间的形状和尺寸、确定房间的剖面形状、建筑各部分的高度及建筑物的层数,进行建筑剖面组合,研究建筑空间的利用。此外还要处理建筑剖面中的结构、构造关系等问题。建筑平面与剖面是从两个不同的方向来表示建筑各部分的组合关系,因此,设计中的一些问题往往需要将平面和立面结合在一起考虑,才能加以解决。它与平面设计一样,和建筑的使用、建筑造价、节约用地等有密切的关系,结合平面全面地进行考虑。

  房间各部分高度的确定:

  1、净高和层高从楼地面到室内天花或其它构件底面的距离叫净高,净高加上楼板层的结构,即该层的地坪面或楼板面到上层楼板面的距离叫层高。确定房间高度和剖面形状的原则与确定房间的平面尺寸和形状是一样的。房间高度的确定主要考虑以下几个方面:

  (1)人体活动及家具设备的要求:为保证人们的正常活动,一般情况下,室内最小净高应使人举手不接触到顶棚为宜。为此房间的净高应不低于2.2m.

  (2)采光、通风的要求:除了和平面中窗户的宽度及位置有关外,还和窗户在剖面中的高低有关。当房间采用单侧采光时,通常窗户上沿离地的高度,应大于房间进深长度的一半。当房间允许两侧开窗时,房间的净高不小于总深度的1/4.房间的通风要求,室内进出风口在剖面上的高低位置,也对房间净高有一定影响。

  (3)结构高度及其布置方式的影响:在满足房间净高要求的前提下,其层高尺寸随结构层的高度而变化。

  (4)建筑经济效果:在满足使用要求和卫生要求的前提下,适当降低层高可相应减小房屋的间距,节约用地,减轻房屋的自重,改善结构受力情况,节约材料。

  (5)室内空间比例:在合理地确定房间的高度的同时,还应注意房间的高度比例。给人以适宜的空间感觉。面积大的房间高度要高一些,面积小的房间则可适当降低。

  房间的高度,也是反映建筑标准和建筑经济的一个方面。因为建筑体积和造价有密切的关系,所以适当降低房间的层高,降低整幢建筑的高度,对减轻建筑自重、改善结构受力有重要的意义,同时也是是降低建筑造价的措施之一。综合考虑上述因素,我们认为:使用要求是决定房间尺寸和形状的主要因素,但在满足基本使用的条件下,结构的经济合理,构件的规格等等,又往往成为决定具体尺寸的重要因素。

  室内外高差,为防止室外雨水流入室内并防止墙身受潮,所以要将室内地面适当抬高。但一般建筑从使用方便出发,室内外高差不宜过大,一般取m、m等。

  2、门的设计与布置:

  在建筑设计中,各种门的设计与布置,包括确定门的大小、数量、位置和开启方式等等,对于人流活动、家具布置、内部窨使用以及安全疏散等影响很大。因此,对门必须进行精心设计。门的形式可以分为:平开门、弹簧门、推拉门、折叠门、转门等。本建筑采用的是平开门。考虑到此门的一些优点。比如:平开门的构造简单,开启灵活,加工制作简便,易于维修,是建筑中在常见、使用最广泛的门。门的尺度通常是指门洞的高度尺寸。一般民用建筑门的高度不宜小于2100mm.门的宽度为:单扇700~1000mm,双扇1200~1800mm.

  对门的设计主要考虑了以下几点:(1) 根据功能要求确定门的大小;(2) 根据使用的具体要求确定门的数量。

  3、窗的设计和布置

  房间中窗子的大小、形式和位置,对室内采光、通风、日照和使用等功能要求,对建筑物的装门面构图,都有很大关系,设计时应根据各方面要求综合考虑。窗的形式一般按开启方式定。可以分为:平开窗、固定窗、悬窗。本建筑采用的是铝合金塑钢窗。窗的尺度主要取决与房间的采光、通风、构造做法和建筑造型等要求,并要符合现行的有关规定。为使窗坚固耐久,一般平开窗的窗高度为800~1200,宽度不宜大于500,推拉窗高宽均不宜大于1500mm.采用铝合金门窗是因为其有以下的特点:质量轻、密封性好、气密性、水密性、隔声性、隔热性均优于木门窗;耐腐蚀、坚固耐用。

  采光是窗的主要功能,室内采光的优劣,一方面取决于的平面和剖面的尺寸和形式;另一方面也与窗的方位、位置、大小、形状、窗子的透光程度、窗前的遮挡情况、以及室内墙反光能力等因素有关。房间所需采光面积大小,在一般民用和工业建筑中,常常参考实践经验所得的窗面积和地面面积来进行设计。

  窗子的大小、数量,还应考虑经济条件和当地的气候条件,因为窗的造价比墙贵,而且窗子的保温、隔热性能比墙差。在设计窗的位置时,考虑了下列问题:

  (1)窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况。

  (2)窗子大都兼有通风的作用,因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑,最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方,以使房间尽可能得到穿堂风。

  (3)窗子的位置还考虑了立面的要求,使立面构图整齐谐调,不致杂乱无章,影响立面的效果。

  室内光线的强弱和照度是否均匀,不仅与窗在平面中的宽度和位置有关,而且还与窗在剖面中的高低有关。房间内光线的照射深度主要取决于侧窗的高度,侧窗上沿越高,光线的照射深度越远,一般房间的窗台高与工作面相协调,可取。进深较大的房间,为避免室内远离窗口处的照度过低,可适当提高窗上沿的高度。垂直交通包括两步楼梯。门的高度根据人体尺寸来确定,窗高要满足通风采光要求。

  2.4 立面设计

  建筑外形反映内部空间和空间组合的情况。建筑外形还反映不同的技术条件、不同的自然条件以及不同的民族特点。立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时,还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性;正确处理与施工技术的关系。

  所以完整的立面设计,并不只是美观问题,它和平、剖面的设计一样,同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题,但是从房屋的平、立、剖面来看,立面设计中涉及的造型和构图问题,通常较为突出。建筑外形不是设计者主观臆造出来的,它是功能、结构体系和内部空间组合等合乎逻辑的反映;建筑外形也不是建筑内容的简单反映或直接表现,而是在建筑功能、技术、经济等各种条件制约下,根据建筑艺术表现的要求和建筑形式美的构图规律,进行加工创作而成的。

  不同的功能要求具有不同的建筑空间,而不同的建筑空间又形成不同的建筑外形,这种关系首先表现在建筑外部的体形组合上,其次也表现在立面上许多构件和构件的组合上。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成:它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件,有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件,以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比例和尺度,运用节奏韵律、虚实对比等规律,设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面,是立面设计的主要任务。

  建筑物的外墙做散水,主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水沿墙脚向下渗透,以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性。散水是将外墙四周地面做成向外倾斜的坡道,以便将水导至远离墙脚处。由于散水附属在外墙底部,当墙身下沉时,在交接处容易产生裂缝而渗水。解决办法可在接缝处嵌以沥青油膏,或将勒脚做至散水面以下。本次设计的散水宽度为600mm,坡度为3%.

  女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构件,如果没有适当的防水措施,雨水就有可能顺女儿墙渗入室内,女儿墙的外饰面材料也可能因此而破坏。女儿墙对屋面防水和抗震是不利的,因此在没有必要做女儿墙的地方,如为了安全和美观确有需要时,应充分做好防水和抗震的措施。

  勒脚是外墙接近室外地面处的表面部分,其作用:一是保护墙身不受外界雨、雪的侵袭而受潮、受冻;二是加固墙身,以防因外界机械性破坏而使墙身受损;三是对建筑物立面处理产生一定效果。

  根据勒脚的作用,勒脚应选用防水性、耐久性较好,并有一定装饰效果的材料。本次实验楼外墙勒脚采用1:2水泥砂浆粉刷,高度为600mm.这种勒脚的优点是造价低,施工方便。缺点是比较脆、容易裂,日久常有起壳剥落现象,严重的会造成墙体的破坏。发生起壳剥落现象的主要原因:一是施工时墙面清洗湿润不够,以致在抹灰时砂浆中水份被砖墙吸收,使面层抹灰咬不住,从而造成了面层与基层的粘结,造成空鼓;二是当室内外高差较大时,地下的潮气由室内填土进入勒脚墙体并停留在与外墙抹灰交接的孔隙间,由于地下潮气往往含有碱性介质,经过外墙面的风吹日晒,潮气挥发,碱性介质形成结晶,体积膨胀,致勒脚面层成片剥离脱落;三是由于散水坍陷,使抹灰开裂渗水,当水浸入勒脚后,由于冻融循环的影响,导致表面脱壳。

  建筑立面设计的步骤,通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系,例如房屋的大小、高低、门窗位置,构部件的排列方式等,描绘出房屋各个立面的基本轮廓,作为进一步调整统一,进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系,考虑建筑整体的几个立面之间的统一,相邻立面间的连接和协调,然后着重分析各个立面上墙面的处理,门窗的调整安排,最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。

  2.5 构造和建筑设计措施

  建筑不仅要满足人们生产、生活等物质功能的要求,而且要满足人们精神文化方面的要求。为此,不仅要赋予现实用属性,同时,也要赋予它美观的属性。建筑的美观主要是通过内部空间及外部造型的艺术处理体现,同时,涉及到建筑的群体空间布局,而其中建筑物的外观形象经常地,广泛地被人们所接触,对人的精神感受上产生的影响尤为深刻。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分,要满足使用功能,物质技术条件,环境条件及社会经济条件等要求。

  2.5.1  墙体

  根据墙体在平面上所处位置不同,有内墙和外墙、纵墙和横墙之分。凡位于房屋内部的墙体统称为内墙,它主要起分隔房间的作用;位于房屋周边的墙体统称为外墙,它主要是抵御风、霜、雨、雪的侵袭和保温、隔热,其围护作用;沿建筑物短轴方向布置的墙体称为横墙,有内横墙和外横墙之分。在一片墙上,窗与窗或窗与门之间的墙体称为窗间墙,窗洞下部的墙称为窗下墙。墙体按结构受力情况分为承重墙和非承重墙。此结构墙体均为非承重墙。非承重墙虽不承受外来荷载,但承受自身重量,下部有基础的墙称为自承重墙。仅起分隔房间的作用,自身重量由楼板或梁来承担的墙称为隔墙。框架结构中,填充在柱子之间的墙又称为填充墙。

  墙体应满足以下几个要求:要有足够的强度和稳定性,满足保温、隔热等热工方面的要求,满足隔声要求,满足防火要求及抗震要求。为满足抗震要求,应设置贯通的圈梁,使其具有一定的延伸性,减缓墙体的酥碎现象产生。墙脚和勒脚受到土壤中水分的侵蚀,致使墙身受潮,墙面层脱落,影响卫生环境,应做好防潮工作。墙体材料采用现在运用较为广泛的粉煤灰轻渣空心砌块。

  2.5.2  楼地层

  楼地层包括楼板层和地坪层,是水平方向分隔空间的承重构件,楼板层分隔上下楼层空间,地坪层分隔大地与底层空间。楼板是房屋的水平承重构件,楼板层由面层、楼板、顶棚三部分组成,必须满足足够的强度和刚度;隔声、防火、热工;建筑经济等要求。本工程采用现浇钢筋混凝土楼板,该楼板具有坚固、耐久、刚度大、强度高防火性能好等优点,当前应用比较普遍。现浇楼板经常与现浇梁一起浇筑,形成现浇梁板。本工程正是采用的梁板式楼板。楼地面采用大理石地面,该种地具有良好的耐磨性,耐久性、防火性,并具有质地美观、高贵典雅、表面光洁,易清洁等优点。

  地面层是人们日常生活、工作、生产时经常接触的地方,也是建筑物中经常经受磨擦、洗刷和承受压力的部分。因此,对满足各种使用功能要求、艺术要求以及经济要求等才有较大影响,设计时必须综合考虑,重点解决。例如对使用频繁的大厅,应具有足够的坚固性,即在各种外力作用下不易被磨损,不起灰,而且还应考虑平整、光洁等美观以及防滑等要求。地面应考虑隔声,使人行走时不致产生过大的噪声。浴厕、开水房的地面,则要求防水、防潮,而且要注意易于清扫;对一些有特殊要求的房间,地面还要考虑耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温等要求。

  此外,由于地面面积较大,技术要求较高,施工比较费时、费工,特别当采用高级材料时,则更应全面考虑材料、施工、经济指标等要求。

  地面构造的设计主要是:选择面层材料,确定基本构造方案及解决特殊构造要求,如:防水、隔音、防油、防酸碱等;进行细部节点处理,如不同地面交接处构造、变形缝构造等。

  楼地面主要是用来分隔上下空间,它既是上层的地面,又是下层的天花,因此在设计时综合考虑了上下两层的要求。对楼板要求能隔声,底层的地面则要求注意了防潮。

  2.5.3   屋顶

  屋顶是房屋顶层覆盖的外围护结构,它的主要功能是为建筑提供一个良好的内部使用空间环境,因此它具有能够抵御自然界中的风、雨、雪、霜的干扰,太阳辐射,气温昼夜的变化和各种外界不利因素对建筑物影响的能力,同时屋顶也是建筑造型的重要组成部分。屋顶的组成包括屋面、支承结构和顶棚。屋顶按其外形一般分为平屋顶、坡屋顶、其它形式的屋顶由于屋顶覆盖在房屋的最好上面,因此屋顶的防水的问题就特别突出。防止屋面漏水是要解决的首要问题,也是保证建筑室内空间能够正常使用的先决条件。为解决这一问题,应从两方面入手,一方面选择好的屋面防水材料,不让屋顶产生漏水现象;另一方面,组织设计好屋面的排水坡度将雨水引向雨水口,以达到使屋面雨水迅速排走,不在屋顶产生积水现象。

  本工程采用女儿墙外排水。屋顶覆盖在房屋的最上面,要起到防止自然界风霜雨雪、阳光、灰砂等侵袭和防水、保温、隔热等作用,有时还要考虑人们在上面使用。屋顶搁置上墙上,除承担本身的重量外,还要承受人、物、风雨和积雪等外力,所以屋顶设计要考虑和解决防水、保温、承重这三面问题。

  屋顶的防水和排水是靠必要的防水材料,通过适当的构造处理而形成的,防水效果的好坏与材料和构造组织的好坏有很大关系。屋面防水基本方法有两种:一是"导"的方法,即利用屋面坡度将防水构件互相搭接铺盖,把屋面雨水因势利导地迅速排除,使渗漏的可能性缩到最小范围。二是"堵"的方法,即利用防水材料,堵塞屋面防水构件的缝隙,做到无缝无孔,以防止雨水渗漏。屋面排水设计主要解决以下两个问题:

  1、决定适宜的排水坡度为了排除雨水,屋面就需要有一定的坡度。坡度越大,排水越畅。但当坡度过大,会给施工和结构布置造成不利条件。在一般情况下,坡屋顶的坡度对排水要求是没总是的,对实验楼这样的平屋顶来说,屋面坡度采用2%为适宜。坡度在工地上有时也用泛水来表示,屋面泛水就是屋脊标高与檐口标高的差值。

  2、合理组织排水系统

  合理组织的水系统,主要根据屋面高低、跨度大小、变形缝位置等,划分排水区段、确定屋面的排泄水方向和檐口的排水方式。本工程采用女儿墙外排水,屋面分水线排水坡度为2%.结合实验楼楼屋面特点,我们采用柔性防水,屋面柔性防水的主要施工方法:

  (1)憎水膨胀珍珠岩保温层:应找平拉线铺设,铺设前先将基层清扫干净,板块应紧密铺设、铺平、垫稳。保温板缺棱掉角,可用同类材料的碎块嵌补,用同类材料的粉屑加适量水泥填嵌缝隙。表面应与相邻两板高度一致。保温层如需留设排气槽时,应在做砂浆找平层分格缝排气道处留设,不得遗漏。在已铺完保温层层行走或用胶轮车运输材料,应在其上铺脚手板。

  (2)找平层施工:找平层施工的质量好坏,对保证卷材铺贴的质量有密切关系,施工时必须予以重视。铺砂浆前,基层表面应清扫干净并洒水湿润(有保温层时不得洒水),应按规范要求留分格缝,砂浆铺设应由远到近、由高到低进行,最好在每分格内一次连续铺成,严格掌握坡度,可用2 米左右长的方尺找平。待砂浆收水后,用抹子压实抹平;终凝前,轻轻取出嵌缝条,完工后表面少踩踏。注意气候变化,雨天和气温低于0℃时,不宜施工。铺设12 小时后,需洒水养护。找平层硬化后,用密封材料嵌填分格缝。

  (3)SBS防水层:用设计要求的合格产品,铺贴前应注意气候等情况,夏季施工时,屋面如有露水潮湿,应待其干燥后方可铺贴卷材,并避免在高温烈日下施工。严格按照产品说明书、工艺要求操作。应采取措施保证胶结材料的使用温度和各种胶粘剂配料称量的准确性。对泛水、天沟、阴阳角部位重点对待,在屋面的拐角、管道根部等重点部位加铺一层防水卷材,以确保这些部位不发生渗漏。为保证卷材搭接宽度和铺贴顺直,应严格按照基层所弹标线进行。屋面特殊部位的处理:

  ①水落口:本工程水落口多数为横式水落口,水落口应设在图纸所标位置并在屋面或沟底标高最低处,水落口周围500mm 半径内的找平层坡度应加大为5%,在水落口杯与找平层的接触处,应留宽20mm、深20mm 的凹槽,槽内用SBS 改性沥青弹性密封膏嵌填严密。上面做防水涂膜附加层,并用化纤无纺布胎体进行增强。

  ②泛水与卷材收头:泛水部位卷材铺贴前,应先进行试铺,将立面卷材长度留足,先铺贴平面至转角处,然后从下向上铺贴立面卷材。卷材铺贴完成后,将端头裁齐。若采用预留凹槽收头,将端头全部压入槽内,用压钉压平服,再用密封材料封严,最后用水泥砂浆抹封。如无法预留凹槽,应先用带垫片钉子或金属压条将卷材端头固定墙面上,用密封材料封严,再将金属或合成高分子卷材条用压钉条钉压作盖板,盖板与立墙间用密封材料封固。

  本设计工程建筑设计力求给人一种均衡、和谐的感觉,与环境融于一体,充分体现了建筑物的功能,通过巧妙组合,使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境,给人以美的享受。


标准层板配筋

顶层板配筋
顶层板配筋


基础平面图


柱配筋图


楼梯配筋图

  3 结构设计说明
  3.1 结构设计方案及布置
  3.1.1 构件初估
  3.1.2 荷载计算
  3.1.3 施工要求及其他设计说明
  3.2 工程概况
  3.2.1 设计标高
  3.2.2 气象资料
  3.2.3 工程地质资料

  3.2.4 地震烈度
  3.2.5 墙身做法
  3.2.6 门窗做法
  3.2.7 所用材料
  3.3 结构布置和计算简图

  3.4 荷载计算
  3.4.1 屋面框架梁线荷载标准值
  3.4.2 楼面框架梁线荷载标准值
  3.4.3 屋面框架节点集中荷载标准值
  3.4.4 楼面框架节点集中荷载标准值

  3.5 活荷载计算
  3.5.1 屋面活荷载
  3.5.2 楼面活荷载
  3.6 风荷载计算

  3.7 地震作用计算
  3.7.1 重力荷载代表值计算
  3.7.2 框架刚度计算
  3.7.3 结构基本周期计算
  3.7.4 多遇水平地震作用标准值计算
  3.7.5 横向框架弹性变形验算

  4 内力计算
  4.1 恒荷载作用下的内力计算
  4.2 活荷载作用下的内力计算
  4.3风荷载作用下的内力计算
  4.4 水平地震作用下的内力分析
  5 内力组合

  6 截面设计
  6.1 梁的配筋计算
  6.1.1 边跨梁配筋计算
  6.1.2 中跨梁配筋计算
  6.2 框架柱配筋计算
  6.2.1 框架柱的纵向受力钢筋计算
  6.2.2 斜截面受剪承载力计算

  7 楼板设计和计算
  7.1 屋面板计算
  7.1.1 荷载计算
  7.1.2 按弹性理论计算
  7.2 楼面板计算
  7.2.1 荷载计算
  7.2.2 按弹性理论计算
  7.2.3 截面设计

  8楼梯设计
  8.1 梯段板设计
  8.1.1荷载计算
  8.1.2 截面设计
  8.2平台板计算
  8.2.1荷载计算
  8.2.2截面设计
  8.3 平台梁计算
  8.3.1 荷载计算
  8.3.2 内力计算
  8.3.3 截面计算

  9 基础设计
  9.1 设计资料
  9.2 基础梁配筋计算
  9.3 冀板的承载力计算
  9.3.1 边基础冀板的承载力计算
  9.3.2 中基础冀板的承载力计算
  10 电算

结  论

  通过本次毕业设计对自己大学四年所学知识系统的检验,了解到了自己的很多不足的同时也获得了很多。

  1)在恒载、活载、风荷载、地震作用下,满足侧移要求。并且配筋后的梁、柱、板、楼梯、基础等构件能抵抗荷载的破坏作用,都符合要求;本工程满足建筑的安全性、耐久性和经济性等。

  2)在进行梁柱配筋计算时,要满足"强柱弱梁"、"强节点弱构件"和"强剪弱弯"的要求。

  3)建筑高度越大、跨度越大,则质量越大。因此,地震对建筑结构的影响就越大。

  4)多层框架结构中,风荷载对结构的影响较小,可以不考虑,而在高层建筑中,风荷载的影响不可忽略。

  5)一般情况下,多层框架梁、柱的计算剪力都较小,在考虑地震作用时,一般按抗震构造要求即可。

  6)用软件PKPM计算出的结果,其配筋要比手算的小,原因是PKPM考虑了空间整体作用。

致  谢

  在此设计即将结束时,我要感谢大学四年来所有的老师。感谢你们教给我的一切知识。在毕业设计即将结束之际,非常感谢四年来辛勤教育和栽培我的各位老师,特别感谢指导我这次毕业设计的老师,他们在我的设计过程中提供大量资料供我参考,帮助我解决了许多难题,在我遇到疑难问题能够及时给予解答,使我能在这么短的时间内把所学过的专业知识能够综合运用,从而能顺利完成设计任务。完成毕业设计的同时,我也学到了许多新知识,为以后的工作打下良好的基础。

  参 考 文 献
  1  中华人民共和国国家标准。混凝土结构设计规范(GB50010-2002)。中国建筑工业出版社,2002
  2  中华人民共和国国家标准。建筑抗震设计规范(GB50011-2001)。中国建筑工业出版社,2001
  3  中华人民共和国国家标准。地基基础设计规范(GB5007-2002)。中国建筑工业出版社,2002
  4  中华人民共和国国家标准。建筑结构荷载规范(GB50009-2001)。中国建筑工业出版社,2001
  5  中华人民共和国国家标准。建筑制图标准(GB/T50104-2001)。中国建筑工业出版社,2001
  6  中华人民共和国国家标准。混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图。(03G101-1)
  7  同济大学等。《房屋建筑学》北京:中国建筑工业出版社,2005
  8  洪范文。《结构力学》北京:高等教育出版社,2005
  9  吴培明主编《混凝土结构》武汉:武汉理工大学出版社,2003
  10 李爱群,高振世。《工程结构抗震设计》北京:中国建筑工业出版社,2004
  11 袁庆海。《材料力学》武汉:武汉理工大学出版社,2004
  12 段兵廷。《土木工程专业英语》武汉:武汉理工大学出版社, 2003
  13 李必瑜,王雪松。《房屋建筑学课程设计指南》武汉:武汉理工大学出版社, 2005

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