1 绪论1.1 建筑工程概况1.1.1建设项目太原理工大学阳泉学院综合实验楼1.1.2设计原始资料1．建筑地点：太原理工大学校区2．建筑面积：5500-6500平方米;3. 层数4－5层 4. 结构形式：钢筋混凝土框架结构5．气象及地址条件：夏季主导风向：南基本风压：W0=0.40kN/m2基本雪压：S0=0.35kN/m2室内外冬季设计温度：－15℃地下水位：按室外地坪以下6m考虑，地下水无侵蚀性土壤冻结深度：0.7m土壤性质及情况：室外地面至地面以下2.8m---6.5m为砾砂层，属二类场地土地基承载力特征值：fak＝300kPa抗震设防烈度：7度1.1.3设计任务及要求根据原始资料，完成以下设计内容：1．建筑设计（1）建筑方案及其初步设计；（2）建筑平面、立面和剖面设计（3）主要部位的建筑构造设计及材料作法；（4）绘制建筑施工图2．结构设计（1）结构设计说明书（2）结构设计计算书（3） 绘制图纸：结构设计说明；基础平面布置图和基础详图（比例1:100和1:30～1:50）；结构平面布置图及配筋图（比例1:100，1－5层任选其一）；一榀框架结构图（比例1:30～1:50）；竖向支撑布置及详图；楼梯结构图（比例1:30～1:50）；屋面结构布置图（比例1:100）；其它必要的节点详图（比例1:50～1:30）。
3．施工组织设计2 建筑设计2.1 建筑设计说明2.1.1总平面说明建筑的外形应考虑到符合抗震规范规定，不允许出现质心与刚心的较大偏离根据不同的形式都有相应的高宽比的限值同时，抗震的设防烈度，对总平面有很大的影响设计建筑面积6318.67m2基本符合要求从总平面布局可以看出建筑的形状规则、用地宽敞本教学楼长度超过55m，应设伸缩缝，防止温度引起的附加应力阳泉地区抗震设防等级为七度设防地区因此设置抗震缝，其宽度必须符合防震缝的要求根据计算，缝宽取110mm，采用双排柱形式符合要求的同时，可以在结构计算时取一个伸缩缝区段进行计算，使计算方便图1 总平面图2.1.2建筑物的间距和朝向等的确定应考虑以下因素：1．建筑物室外的使用要求；2．日照通风等卫生要求；3．防火安全要求；4．根据建筑物的使用性质和规模，以及周围的绿化等要求；5．方便拟建建筑的施工此外，还应考虑主导风向等因素，综合考虑如下：A、朝向本建筑选择正立面朝东B、通风计算机房采用空调系统进行通风，其余都选用自然通风C、采光均采用自然采光2.1.3主要房间的设置房间的平面设计主要有四个方面的要求：1．房间的面积、尺寸和形状满足使用要求；2．门窗大小、位置应考虑房间的出入方便，疏散安全，采光通风良好；3．房间组成应使结构构造布置合理，施工方便；4．室内空间及顶棚地面，各个墙面和构件细部要同时考虑人们的使用和审美要求。
综合考虑以上要求，根据实际，主体教学楼采用内廊式，走廊宽3m，走廊宽度符合规范要求柱网尺寸为7.5m×4.2m其中，边框架柱与外墙面平齐，使外墙面平整美观内框架柱与走廊墙面平齐，使走廊墙面平整美观2.1.4辅助房间设计卫生间的设计在满足设备布置及人体活动要求的前提下，力求布置紧凑，节约面积，公共建筑中的卫生间应有天然采光和自然通风，同时为了节约管道，方便施工，布置应上下对齐厕所内的布置应为每层设男女厕，对男厕，1具大便器/40人，一具小便器/30人；女厕，1具大便器/20人前室的洗手盆1具/40人，但对于大会议室，考虑到人数多，应适当增加厕位每个厕单间尺寸900×1200mm，小便池2500×400mm，厕所一般应设高窗2.1.5交通联系部分设计1．一般要求交通联系部分是建筑物中人流通行和集散必不可少的部分，主要包括走廊、楼梯、门厅等，在设计中要满足以下要求：1)交通路线简捷明确，联系通行方便；2)人流通畅，紧急疏散时迅速安全；3)满足一定的采光通风要求；4)力求节省交通面积，同时考虑空间处理等造型问题2．走廊走廊是联络各个房间楼梯和门厅等各部分，以解决房间中水平联系和疏散问题走廊的宽度应符合人流通畅和建筑防火要求。
通常，单股人流的通行宽度为550～600mm，公共建筑门开向走廊时，其宽度不小于1500mm实验楼内走廊的宽度一般取1800～2400mm，本设计走廊净宽2500mm走廊要求有良好的采光，本设计采用内廊式，为了保证走廊充分采光，可采用下列措施：1)走廊尽端开窗；2)走廊两侧的门窗间接采光；3)利用门厅和楼梯的采光；4)人工采光3．楼梯楼梯是房间各层间的垂直交通联系部分，是楼层人流必经的通路楼梯设计主要是根据使用要求和人流通行的情况确定梯段和休息平台的宽度，选择适当的楼梯形式考虑建筑的楼梯数量，以及楼梯间的平面位置和空间组成楼梯的宽度依据通行人数的多少和建筑防火要求决定考虑两人相对通行，通常不小于1100～1700mm楼梯平台的宽度除考虑人流通向外，还考虑搬运桌椅等，平台宽度不应小于梯段宽度梯段宽度1800mm，平台宽度2000mm，满足要求踏步高175mm，宽300mm楼梯的形式的选择，主要以房间的使用要求为依据，两跑楼梯由于面积紧凑，使用方便，是一般民用建筑中常采用的形式当建筑物层高较高或其他情况，可根据实际情况调整本设计采用两跑楼梯楼梯数量主要根据层数、人数的多少和建筑防火要求确定，同时考虑抗震的要求。
本设计在主体部分布置了3部楼梯，而且，楼梯的距离满足防火要求，位置满足抗震要求为了发生火灾时人能安全撤离，专门设置了防火安全门4．门厅门厅是建筑物主要出入处的内外过渡，人流集散的交通枢纽和所有交通联系部分的设计一样，疏散出入安全也是门厅设计的一个重要内容门厅对外出入口的总宽度应不小于通向该门厅的走廊、楼梯宽度的总和人流比较集中的公共建筑，门厅对外出入口的宽度，一般按每100人0.6m估算，外门的开启方向应向外开或采用弹簧门扇门厅的面积的大小，主要根据建筑物的使用性质和规模确定门厅的设计还应具有明确的导向性，以避免交通路线过多的交叉和干扰，此外，还要组织好各个方向的交通路线，尽可能减少来往人流的交叉和干扰2.1.6剖面设计1．房屋高度的确定房屋高度确定时主要考虑以下几个因素：1)室内使用性质和活动特点的要求；2)采光通风的要求；3)结构类型的要求；4)设备设置的要求；5)室内空间比例的要求综合考虑以上因素和规范规定，确定在本设计中层高取4.2m层数5层2．室内外高差的确定为了防止室外雨水流入室内，方便施工，室内外设台阶，150mm高，300mm宽3．楼梯踏步数及休息平台高度的确定首层层高4.2m，双跑楼梯，故每跑楼梯12个踏步高，12个踏步宽，休息平台标高2.1m。
2.1.7剖面设计1．立面选型根据该建筑物的性质，以及场地和周围的环境，恰当地确定立面图中构件的比例和尺寸，运用节奏韵律，虚实对比等规律，设计出体形完整、形式与内容统一的建筑立面2．门窗尺寸的确定门和窗是房屋建筑中两个围护部件门的主要功能是提供交通出入，分隔联系建筑空间，兼起通风采光作用窗的主要功能的采光、通风、观察和递物同时，门窗还具有保温、隔热、防火、防水、防尘及防盗等功能所以门窗的大小、位置、数量要满足总的要求：坚固、耐用、开启方便、关闭紧密、功能合理、便于维护本设计采用了铝合金门窗及木门等2.1.8其他建筑设计说明1．装修1)室内装修普通房间墙面采用混合砂浆抹面，外刷涂料大厅内悬挂花岗岩板，可增加大厅气氛，卫生间贴白色釉面砖，具有表面光滑，容易擦洗、耐用、吸水率低等特点，其余均为仿瓷涂料 2)室外装修外墙面装修的主要作用在于，除保护墙体不受外界侵袭以外，主要是通过饰面的质感，线型及色彩以增强建筑物的艺术效果，因本建筑不同于商店等商业性建筑，不需要用来招揽顾客的华丽的外表，介于本建筑的性质，外装饰主要是色彩涂料，主要入口处，室外台阶为防滑大理石台阶3)楼、地面各层楼、地面均采用水磨石地面。
4)墙裙为便于清洁，离地面1.0m内的墙面作墙裙5)墙体材料墙体采用加气混凝土砌块2．防火处理每层设有消火栓，正立面开一个大门，侧立面设两个小门，楼内设一部主要楼梯，两部次要楼梯，能够满足人流的疏散要求3．房间采暖处理本建筑处于我国北方地区，冬季采暖是个值得注意的问题保暖措施：建筑物外墙均采用250墙，窗均采用铝合金窗4．管道处理管线敷设在满足各工程管线的本身技术要求外，各系统的管线还应尽可能集中布置，力求避免交叉，并使线路更短，弯头更少，在满足施工要求的同时，应考虑今后管线改装、维修等各种要求，采用暗线布置更应注意这一点，各种不同管线应涂以不同颜色区分，便于使用和安全5．基础防潮本建筑地下常水位低于基础的埋深，故地下水不会直接侵入基础，基础的地板只受到土层中潮气的影响，只需做防潮处理即可，即在基础外墙面设置防潮层，具体做法为：在外墙外侧先抹20mm厚1：2.5水泥砂浆(高出散水300mm以上)，然后涂冷底子油一道和热沥青两道(至散水底)，最后在外侧回填隔水层，因为在北方，隔水尽量用2：8灰土，其宽度不少于500mm 3 结构设计3.1 结构设计说明3.1.1楼盖的选择规范规定框架结构宜采用现浇肋梁楼盖结构。
在竖向荷载作用下，梁主要承受弯矩和剪力，轴力较小，立柱主要承受轴力和弯矩，剪力较小，受力合理层数不多时，风荷载影响一般较小，竖向荷载起控制作用，结构可做到10层左右在水平荷载作用下，表现出刚度小，水平侧移大的特点，水平侧移成剪切型且地震设防烈度越高，场地土越差，框架的层数越少框架结构在建筑上能提供较大的空间，平面布置灵活，对设置门厅、会议室、办公室、阅览室等很有利3.1.2柱网的选择柱网选择7.5m×4.2m，采用纵横向承重方案梁截面为矩形，柱截面为正方形3.1.3基础形式基础采用筏板式基础3.1.4楼梯的选型楼梯采用梁板式3.1.5材料选用混凝土强度等级选用C30(Ec=3×104 N/mm2， fc=14.3 N/mm2，ft=1.43 N/mm2)；纵筋选用HRB335(fy=300N/mm2)和HPB400(fy=360N/mm2)钢筋，箍筋选用HPB235(fy=210N/mm2)基础垫层采用C10混凝土±0.000以下墙体采用M10水泥砂浆砌MU10机砖±0.000以上内外墙体均采用M5混合砂浆砌MU5加气混凝土砌块3.1.6内力计算框架在水平地震作用下，采用底部剪力法计算地震作用。
风荷载和地震作用下的内力计算采用D值法竖向荷载作用下的内力计算采用弯矩二次分配法板按照弹性方法计算基础按照倒梁法进行计算3.2 计算依据很据该建筑的使用功能及建筑设计的要求进行了建筑平面、立面及剖面设计建筑主体共5层由伸缩缝分成了两个区段，本次设计对①轴～⑦轴间区段进行了结构设计计算，并对其间的③轴框架进行了内力分析和配筋计算3.2.1计算简图①轴～⑦轴间区段的平面柱网布置如下图2所示：图2 柱网布置图③轴横向框架的计算简图如图3所示3.2.2构件尺寸的初步确定1．柱截面尺寸的初步确定：根据柱的轴压比限值确定，按下列公式计算：式中： ——柱组合的轴压力设计值(kN)；——考虑地震作用组合后轴压力增大系数，边柱：1.3，中柱：1.25；——按简支状态计算柱的负载面积(m。