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m35，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m50的要求[3]。

25,满足间距m2.2 建筑做法工程做法是建筑工程中十分重要的内容之一，它详细介绍了建筑中主要构件的做法，具体包括屋面做法，楼面做法，内外墙做法，散水做法等[4]。

一般建筑工程对地面及墙面都要进行装饰，装饰面多用抹灰砂浆，而且是分层抹上去。

底层（也叫找平层）中层（也叫结合层）表层（也叫装饰层），结合层就是承下启下的作用，连接底层与面层的作用，一般施工对结合层砂浆要求比较粘稠。

(1)屋面、楼面做法屋顶是房屋最上部起覆盖作用的外部围护结构，其主要作用是用以抵御自然界的风霜雨雪、日晒、气温变化和其他外界的不利因素，以使屋顶覆盖下的空间有一个良好的使用环境。

本设计中采用柔性防水，具体做法如下：(a)砖墩浆砌架空隔热35mm厚钢筋混凝土板(b)20mm厚水泥砂浆抹面(c)一毡二油上铺小石子（约厚15mm）(d)高分子卷材（4mm）(e)20mm厚1:3水泥砂浆找平压光(f)30mm厚绿豆砂保温层(g)120mm厚现浇钢筋混凝土(h)V型轻钢龙骨吊顶因为教学楼中的机房、语音室里面机器比较多，对温度、灰尘等要求严格，所以设计中楼面选用了双层橡胶软木地板，顶棚采用了V型轻钢龙骨吊顶，具体做法如下：(a)双层橡胶软木地板(b)20mm厚1:3水泥砂浆找平压光(c)120厚现浇钢筋混凝土楼板(d)V型轻钢龙骨吊顶教学楼中其它的用房如教室、教师休息室、值班室、实验室等采用了铺地面砖，卫生间、开水房做法同教室但是考虑到对防水的特殊要求多了一道20厚素混凝土刚性防水层，具体做法如下：(a)10厚陶瓷地砖楼面，水泥砂浆擦缝(b)20厚1:2水泥砂浆结合层(c)20厚1:3水泥砂浆找平层(d)120厚现浇钢筋混凝土楼板(e)20厚石灰砂浆抹底(2)内、外墙面做法本设计中的内墙主要起分隔作用，从环保和经济的角度考虑，选用了新型建材焦渣砖，卫生间、开水房的内墙考虑防水要求，多了一道防水砂浆防潮层。

具体做法如下：纸筋（麻刀）灰墙面(a)20厚石灰砂浆抹底(b)2厚纸筋（麻刀）灰抹面(c)加气混凝土界面处理剂一道(d)刷内墙涂料外墙主要抵御自然界风、雨、雪等的袭击，防止太阳辐射和噪声的干扰等，具体做法如下：(a)20厚石灰砂浆抹底(b)刷聚合物水泥浆一道(c)建筑涂料两遍(3)为防水雨水对建筑物墙基的侵蚀，在外墙做散水，以便将地面的雨水排至远处，具体做法如下：混凝土散水(a)20厚1:2水泥砂浆压实赶光(b)80厚C10混凝土(c)素土夯实向外坡4%(4)门窗门窗属于房屋建筑中的围护及分隔构件，不承重。

其中门的主要功能是提供交通出入及分隔﹑联系建筑空间，带玻璃或亮子的门也可以起到通风﹑采光的作用；窗的主要功能是采光﹑通风及观望。

另外，门窗对建筑物的外观及室内装修造型影响也很大，它们的大小﹑比例尺度﹑位置﹑数量﹑材质﹑形状﹑组合是决定建筑视觉效果的非常重要的因素之一。

本设计中门选用标准图集中的木门，窗选用铝合金窗。

详见门窗表2.1。

表2.1 门窗表编号洞口尺寸樘数备注宽×高C1 1800×2100 24 铝合金窗C2 2500×3500 6 铝合金窗C3 3000×3500 8 铝合金窗C4 5700×3500 52 铝合金窗C5 7500×3500 40 铝合金窗M1 900×2100 16 单开木门M2 2000×2700 68 双开木门M3 3000×3650 8 卷帘门M4 2700×3000 2 双开木门M5 3600×3000 1 双开玻璃门3 PKPM设计PMCAD软件采用人机交互方式引导用户逐层布置楼面，再输入层高就建立起一套描述建筑整体结构的数据。

PMCAD是整个结构CAD的核心，是剪力墙、楼梯施工图、高层空间三维分析和各类基础CAD的必备接口软件。

3.1 确定结构布置及构件的截面尺寸结构体系确定后，应当密切结合建筑设计进行结构总体布置，使建筑物具有良好的造型和合理的传力路线。

结构体系受力性能与技术经济指标能否做到先进合理，与结构总体布置密切相关。

建筑结构的总体布置，是指其对高度、平面、立面和体型等的选择，除应考虑到建筑使用功能、建筑美学要求外，在结构上应满足强度、刚度和稳定性要求。