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1、1前 言毕业设计是土木工程专业学生加强动手能力培养的重要的环节，是联系课堂所学理论知识和工作中处理问题的强劲纽带。本设计是某中学教学楼设计，包括建筑设计和结构设计两个部分。以结构设计为主线，即以结构选型与布置、选取计算模型与结构内力分析、构件设计与构造、施工图绘制为主线，将所学的结构力学、混凝土结构、地基与基础等各学科的知识有机的联系起来。设计内容包括（建筑设计部分）平面设计立面设计、剖面设计、及相应的构件设计， （结构设计部分）计算模型的选取、荷载计算、内力分析、构件设计、施工图设计等。本设计从毕业设计的任务出发，从每个设计细节，都严格遵循设计规范的要求。建筑设计，主要以中小学设计规范为标准
2、，阐明教学楼设计的各个细节，如：教室、卫生间的布置等。结构设计主要从受力计算和构造措施两个方面进行构件的相应设计，受力分析计算，从计算图的选取，内力分析，以及配筋施工图绘制，每一个细节做了详尽的叙述。本设计从题目的初选到设计终稿的选定历经半年时间，在设计的过程中得到了院领导的大力支持和关心，特别是辅导老师万琳辉老师的悉心指导，在此谨向他们表示衷心的感谢。由于设计者的水平有限，设计中难免出现疏漏和错误之处，恳请答辩老师及其他参阅者批评指正。2第一章 准备工作1.1 课题来源1.1.1 设计背景课题来源中华建筑是世界上历史与文明最悠久的民族之一，曾经创造了灿烂辉煌的东方文化，为人类进步和文明的发展
3、作出过重要贡献。除了众所周知的农业、医学、罗盘、造纸、火药、活字版印刷等方面的突出成就，还初建了一个具有 中国独特风格的完整建筑体系。这一体系的形成与发展，与中华文明的形成与发展基本同步。就其历史时期延续之长、地域范围分布之广、数量规模营造之巨，以及其建筑类型、结构、外观与构造变化之众，都是世界其他民族文化所难以齿及的。依我国古代文史载述与当今考古发掘资料表明，至迟在七千年前的新石器时代中期，生活在中华大地上的我国先民已经营造从穴居到干阑建筑以及地面房屋等多种类型的建筑了。随着社会的发展和需求的不断增加，有次第出现了仓窖、作坊、陶窖、墓葬、坛庙、宫室、园囿、津梁、沟渠、堤坝、城垣、聚落、城市等
4、各类新的单体与群体的建筑物。它们的产生大大丰富并扩展了我国传统建筑的内涵与范畴，经过日后长期实践不断验证与改进，才逐步形成了这一具有鲜明中国地域与民族特色的建筑体系。他的存在与发展，已不间断的延续了几千年，许多传统的设计原则和建筑形式，直至今日还在为人们有应用。对比那些在人类历史中曾经一度辉煌，尔后有因种种原因而被中断甚至淹没了的世界其他古建筑文化，例如埃及、巴比伦与波斯、希腊与罗马、印度和中南美洲，我们有理由为自己的传统建筑如此久盛不衰而感到无比自豪的，它几千年来在建筑技术和艺术上所创下的光辉业绩，乃是中华民族亿万先民在十分艰难困苦的条件下，以无穷的智慧与难以想象的艰辛劳动所取得的。中国传统
5、建筑的伟大成就，不但已得到世界公认，而且还应当永远为我华夏子孙所颂扬与铭记。自古以来，由于众多不为人人类主观愿望所左右的各类自然灾害，以及出自人类主观意图所导致的种种破坏，使我国传统建筑得以保存至今的为数不多，特别是两汉及以前的早期建筑。它们昔日的壮丽华焕，大多化为飞烟尘土，少数的亦仅存断壁残3基，隐没于荒原草野之中，徒供后人思古伤怀吊凭叹息。为了探究这一伟大成就的沧桑变幻，历代曾有不少文人墨客进行过多方考证，由于缺乏确凿依据，虽有众说纷谈，均皆难以定论。直至本世纪 30 年代初期，用现代科学手段进行研究的饿我国历史考古与建筑考古学者，才取得了为数不多但意义重大的突破。如北京市房山县周口店龙骨
6、山“北京猿人”居住的天然崖洞，山东历城县龙山镇城子崖新石器时代龙山文化城址，河南安阳市小屯村晚商宫殿与皇室墓葬，以及河南、山东、四川、原西康省诸地的汉代石撅、石祠与崖墓等遗址的发现。这些资料虽然比较孤立与分散，但却引起了中外学术界的极大重视与关注。不幸的是，随后爆发的全面抗日 战争，不仅破坏了许多宝贵的文化遗址，而且还大大的削弱甚至完全终止了这一刚刚起始的而又十分重要的科学活动。1949 年新中国成立后，由于国家的一贯重视，对建筑领域研究的经费投入，机构建设、人才培养等方面都逐年有了很大增长，研究的规模与深度也日益扩展，从而取得了非常丰硕的成果。例如陕西西安市半坡村仰韶文化遗址的发现，使对黄河
7、中下游新石器中期的原始社会聚落的组成与不同形式的住所有了较系统与明晰的认识。而春秋、战国若干诸侯都邑及西汉长安城南郊辟雍遗址的清理，不但剖析了这类礼制建筑的早期实例，而且还从它的布局原则及建筑配置引溯出后代坛庙建筑的演衍。在大量有关资料积累的基础上写出了中国古代建筑史定稿，但由于“文化大革命”的阻滞，该书在 1980 年方正式问世。这是一本汇集了众多学者大量心血与辛勤劳动的阶段性研究成果。虽然由于历史条件的局限，例如许多忠言资料尚未揭露，某些学术观点也受到一定的制约，但就当前而言，这已是大家力所能及与学术水平最高的建筑学著作了。是隔三十余年后的今天，特别是由于“改革开放”政策的正确实施，给全国
8、的经济、政治和文化都带来了更有利的饿条件与前景。各地新资料的不断发现与研究工作的全面深入开展，使得人们的认识与视野日益深化与宽广，已有的学术论据与观念也不断得到补充与修正。弥补了中国古代建筑中的许多空白，从而将这一领域中的研究水平与成果，提升到又一个新的高度。建筑作为文化的一种表现形式，不同时期的建筑反映不同的文化特征。改革开放给当代中国建筑带来了变革，注入了活力。不管是欧洲建筑，美洲建筑还是非洲建筑，中国建筑师们兼容并收，扬长避短，均取之为我所用，外来文化如此快的得以吸收，客观上得益于市场经济的快速发展，市场经济和外来文化的碰撞，推陈出新，国外各种各样的建筑风格和流派渗透到我国，这不但拓展了
9、设计人员的视野，更新了观念，4也使中国建筑的创作空前活跃起来。目前及未来相当一段时间内，建筑的发展趋势是多元化，在这多元的思潮中，外来影响是不可轻估的，大量的西方科技，文化思潮涌进中国，针对建筑来说：粗野的、雅典的；乡土的、高技的；理性的，非理性的；地方的、国际的；现代的，后代的；超前的、复古的、怪诞的，等等，各种各样的流派主义和思潮几乎同时传播，对中国建筑来说，无疑是件好事， ，可以自由地模仿、学习、变异、创新。当然我们更需要理性的思维，了解建筑，了解其背景，不被其花俏的形式和躯壳所迷惑，而应细致得、谨慎地进行解构分析。现代建筑设计，在观念上也不再孤立地考虑一个形体甚至是一个面，而是考虑形的
10、延伸，历史层面和时间隧道，环境层次和多维相关性，科学技术的承受来力及经济要素，主客观之间的的相互反应和反射，行与色的参照等。当然，目前从整体上看，我国新建筑在其全寿命过程中仍然处在高能耗、高物耗、高污染的落后状况。如何采用普通技术进行“生态型”建筑设计，实现节能、节地、节水、减少污染、改善舒适度的当前建筑，设计中迫切需要解决的问题，生态建筑并没有固定的技术模型式和一成不变的设计策略，它需要根据建筑本身的功能要求，所处地区的气候资源条件、技术水平以及经济条件，因地制宜的进行研究和设计。某中学楼的设计是在普通技术条件下进行的生态型建筑，结合中国的经济和技术发展水平，在有限的投资情况下，尽量采用低技
11、术和普通技术来达到扬长避短的目的。利用中国现有的先进技术和优势，又改进现代所存在的不足，着重在做好建筑结构设计之余，考虑到将本建筑设计为一个低能耗、少污染、健康舒适的绿色建筑。1.1.2 毕业论文（设计） 选题报告毕业论文（设计） 选题报告院（系）： 学 生 姓 名 指 导 教 师论 文（设计） 题 目某教学楼设计题目来 源 及意义题目来源于教学实践，能够帮助学生在毕业前系统的综合自己四年所学知识，项目的研究有利于学生结构设计理论的丰富。论文题目研究领域状况教学楼设计在公共建筑中得到广泛应用，深入公共建筑的方方面面。随着国家发展水平的提高，教学楼的规模，结构形式，设计理念都有了广泛的发展。5论
12、 文 内容 及 施方 案建筑设计（包括建筑平、立、剖面设计及装饰作法）结构设计（结构选型、框架的荷载计算和内力分析；框架构建的配筋设计并绘制施工图）整个设计学生自主完成，老师指导。主要技术指标（或研究目标）建筑设计、结构设计施工图设计完毕后，能够根据图纸进行施工，尽量做到错误最少，并掌握整个设计的基本原理。 主 要 参 考 文 献1. 国振喜,徐建主编,建筑结构构造规定及图例.北京:中国建筑工业出版社,20022.彭少明，混方鄂华、钱稼茹,高层建筑结构设计. 北京:中国建筑工业出版社,20033.陈希哲,土力学地基基础. 北京:清华大学出版社,20034.邱洪兴,建筑结构设计. 南京：东南大学
13、出版社，20025.中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范。GB50011.2000.86.中华人民共和国国家标准，建筑结构荷载规范。GB500097.同济大学，东南大学，西安建筑科技大学，重庆建筑大学.房屋建筑学（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，19978.胡乃君.建筑结构课程设计指导.武汉：武汉工业大学出版社，20019.彭少民.混凝土结构. 武汉：武汉工业大学出版社，20021.1.3 设计任务书毕业设计题目工程名称：某教学楼设计资料：1.工程地质条件：场地地势平坦（为一 40m20m 的矩形） ，自然地表下 0.5m 内为填土，填土以下为粘土，地基承载力设计值为：265 KN/m
14、 2，地下水位-18m.2.该地区为非抗震区，不考虑抗震设防。3.雪载：0.25 KN/m 2，基本风压：0.4 KN/m 2活载：楼面活载 2.00 KN/m2走廊活载 2.50 KN/m2屋面活载 0.70 KN/m2 （按不上人屋面设计）6设计要求：1.（建筑方面）建筑面积约为 1800 m2，需要教室 18 个左右，每个教室的面约 50 m2，每层需设置一至两个教师休息室，可采用内廊式；2.（结构方面）三层钢筋混凝土框架结构。3.标出主要建筑做法，如屋面，内外墙面装饰，门窗，室内地面等；4.建筑图：首层平面图、标准层平面图、屋面平面图、立面图、剖面图及相应的建筑详图；5.结构图：基础布
15、置平面图及基础详图、首层结构图（包括基础梁及板） 、标准层结构图（包括梁施工图及板施工图） 、屋面结构施工图（包括梁施工图及板施工图）及各层柱施工图。1.2 研究思路 1.2.1.研究方法拿到设计题目，我们主要考虑到建筑是人们运用一定的物质材料创造所需空间和环境的一种技术和艺术。结构是由构件组成的能承受“作用”的受力骨架，它的功能是形成建筑功能所要求的基本空间和体型。建筑推动结构理论的发展结构促进建筑形式的创新。建筑设计主要解决：环境、场地、体型；与人的活动有关的空间组织；建筑技术问题；建筑艺术和室内布置。结构设计主要解决：结构形式；结构材料；结构的安全性、适用性和耐久性；结构的连接构造和施工
16、方法。而我们所设计的课题在建筑和结构方面均有要求，我们所着重要解决的问题也正就与此。于是在设计中，我们主要考虑要做到：1.建筑方案应有利于结构平面布置，使结构构件传力明确，便于计算，尽量减少构件的类型。2.不过于复杂，以免造成设计时间不足或出现计算能力不够等方面的问题。3.尽量不出现对结构构件截面尺寸的限制（如梁的高度不满足常用的跨高比要求等） ，结构的跨度也不宜太大。其次在结构选型方面 ，我们依据安全适用，经济合理，技术先进的，施工方便的设计原则，根据建筑布置和荷载大小，选择结构类型和结构布置方案，并确定各部分尺寸、材料和构造方法。由于课题要求我们采用框架结构。然而，框架结构可以采用多种不同的结构方案和布置，它主要是由下列因素决定的：工艺使用要求 如房屋形状和柱网布置是否规则整齐，柱网尺寸是否符合模数化，房屋的高度比和工艺对结构纵、横向刚度的要求等。7施工和吊装能力 如能否采用预应力混凝土构件，预
