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1、河北工业大学本科毕业设计前期报告 河北工业大学 毕业设计前期报告设计题目： 河北联合大学新校区学生公寓 专业及方向： 土木工程专业建筑工程方向 学生姓名: 学 号: 081622 班 级： 土木082 指导教师姓名: 教师号： 99008 职 称： 副教授 报告提交日期： 2012 年 4 月 7 日 河北联合大学新校区学生公寓设计一、选题目的及意义 意义：进入21世纪以来，随着社会经济的快速发展,各大高校在合并、重组、扩招的大形势对高校的后勤服务提出了严峻的挑战，国人对学生公寓的使用功能及舒适程度有了更高的要求。本工程的设计在符合规范要求的情况下满足了居住，娱乐休闲等多方面性能，能够为学生提
2、供良好的居住环境。本工程的设计，培养了我们综合应用所学基础课程、专业课知识和相关技能解决实际设计问题所需的综合能力和创新能力，这对我们以后走向工作岗位是一个极宝贵的经验。在刘熙媛老师的指导下，我将独立系统地完成一项工程设计，并解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法。目的：通过这次毕业设计1）获取施工组织设计、预算等具体的专业应用能力2）培养自己综合应用相关知识的能力3） 培养分析解决工程实际问题能力和创新精神二、工程概况本建筑占地面积为964.81 m2，建筑面积为5788.86m2，采用钢筋混凝土框架结构。根据建筑抗震规范（GB50011-2010），
3、钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角限值为1/550。本工程无地下层，地上 6层 ，首层层高为 3.9米，其它层高为 3.6米，室内外高差 0.6米，女儿墙高0.6米，总高度22.5米。河北联合大学新校区公寓的使用性质为学生居住建筑。该建筑位于河北省唐山市，抗震设防烈度8度，第1组1。根据建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001），本工程的合理使用年限为50年,结构安全等级为二级。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）现浇钢筋混凝土框架结构若设防烈度为8度，高度小于等于24m时，抗震等级为二级。场地类别为二类，安全等级二级，耐火等级二级。三、建筑平面选型1、平面布置方案构思本
4、工程为学生居住建筑，根据宿舍建筑设计规范中对各房间的使用功能要求，可以将房间分为宿舍和其他房间两类，其他房间主要包括管理室、活动室、楼梯、水房、卫生间、储物室以及配电室。由于宿舍建筑设计规范（JGJ36-2005）和民用建筑设计通则（GB50352-2005）对学生公寓的采光率有一定要求，学生公寓建筑设计初步拟定采用条形平面布置方案。但是，考虑建筑构型的灵活性，本工程采用“L”平面布置，并保证实现建筑功能单元的合理分隔。柱网布置如图1所示。图1 柱网布置图建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性，不规则的建筑应按规定采取加强措施，在“L”型布置方案中，转角处为一楼大厅或其它楼层的活
5、动室，因其不规则性，必须验算平面不规则。“L”型布置方案见图3，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010），结构平面宜简单、规则、对称，减少偏心；平面长度不宜过长，突出部分长度不宜大于图2，L,l等值应满足表1的要求；不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。图2 建筑平面 表1 L l的限值图3 本工程平面图L=46200，B=17400，l=7500，b=17400。本工程地处8度区，L/B=46200/17400=2.666.0，l/Bmax=7500/(17400+17400)=0.2160.30，l/b=7500/17400=0.4311.5,因此平面形式满足平面不规则的验算
6、。整个建筑中有两个楼梯，同时又由走廊串联，从而实现了功能分区和通畅联系的良好结合。2、宿舍开间、楼梯、安全出口的选择（1）居室类型与使用面积根据宿舍建筑设计规范，居室类型与使用面积表2以下要求：表2 类型项目 人数1类2类3类4类每室居住人数（人）123-468人均使用面积 单层床、高架床（m2/人） 双层床1685-43储藏空间壁橱、吊柜、书架注:本表中面积不含居室内附设卫生间和阳台面积2所以本工程建筑的宿舍开间设为3600*7500mm，阳台内嵌设为3600*1200mm，每间宿舍居住六个人，摆放三张双层床，两个衣橱，六张桌子，总净面积为3.6*7.5/6=4.54,符合宿舍建筑设计规范上
7、表2中的要求。（2）安全出口根据建筑设计防火规范2011中的规定，防火分区的建筑面积应按表3计算表3 建筑的耐火等级、允许层数和防火分区允许建筑面积名称耐火等级建筑高度或允许层数防火分区的允许建筑面积（m2）备 注高层民用建筑一、二级符合表5.1.1的规定15001.体育馆、剧院的观众厅，其防火分区允许建筑面积可适当放宽；2.当高层建筑与其裙房之间未设置防火墙等防火分隔设施时，裙房的防火分区允许建筑面积不应大于1500m2。裙房，单层或多层民用建筑一、二级1.单层公共建筑的建筑高度不限；2.住宅建筑的建筑高度不大于27m；3.其他民用建筑的建筑高度不大于24m。2500三级5层1200四级2层
8、600地下、半地下建筑（室）一级不宜超过3层500设备用房的防火分区允许建筑面积不应大于1000m2。由上表可知，多层民用建筑（住宅建筑）的建筑高度不大于27m时，防火分区的允许建筑面积是2500m2。根据公共建筑内的每个防火分区或一个防火分区的每个楼层，其安全出口的数量应经计算确定，且不应少于2个。当符合下列条件之一时，可设一个安全出口或疏散楼梯： 表2 公共建筑可设置1个疏散楼梯的条件耐火等级最多层数每层最大建筑面积（m2）人 数一、二、三级3层200第二层和第三层的人数之和不超过50人四级2层200第二层人数不超过30人综合考虑居住建筑应根据建筑的耐火等级、建筑高度、建筑面积和疏散距离等
9、因素设置安全出口。所以本工程设置了两个疏散楼梯，符合规定。除建筑设计防火规范2011另有规定者外，居住建筑每层的安全出口不应少于2个，本工程设有楼梯两个，所以一层有三个安全出口，二至六层的安全出口为两个，均符合规定。并且本规范5.8.8中第5条规定超过5层的其他建筑（多层公共建筑）应采用封闭楼梯间，本工程为六层框架宿舍楼，每层楼梯均采用封闭设计，满足要求。（3）楼梯门、楼梯及走道总宽度根据宿舍建筑设计规范4.5.3规定，楼梯门、楼梯及走道总宽度应按每层通过人数每100人，不小于 lm计算，且梯段净宽不应小于1.20m，楼梯平台宽度不应小于楼梯梯段净宽。4.5.4规定，宿舍楼梯踏步宽度不应小于0
10、. 27m，踏步高度不应大于0.165m。扶手高度不应小于0. 90m。所以本建筑的楼梯梯段为1.63m和1.6米两种，楼梯平台的宽度为2.13m，楼梯踏步宽度为0.27m，踏步高度为0.15m，符合规范规定，选型合理2。3、平立面布置方案的优缺点首先，这如前面所述，“L”型的平面布置方案可以实现功能的分区与各功能区段之间的通畅联系。当然这种布置方案也存在一定的缺陷。“L”型建筑折角处会不可避免地造成个别房间的采光不足。四、建筑基本单元设计1、房间尺寸选择本工程的设计任务对各种房间的面积都作出了具体的要求。根据规范要求，框架结构的柱网布置一般为6-9m4 8，而房间的开间与进深（或进深与开间）
11、的比例一般在1:1到2:1之间，1.5:1为较为适宜的比例4。根据设计任务书中建筑总面积要求，同时考虑到柱网的简单性，在满足学生公寓楼设计要求的前提下，根据功能分析进行平面组合设计。首先确定组合方式，便于学生居住和活动室的安排。按照宿舍建筑设计规范JGJ 36-2005要求，卫生间尽可能的布置在建筑的次要面，或朝向较差的一面。对于公共洗手间，均应设置洗手间前室，以设置洗手盆和污水池。而为了保证必要的使用空间，前室的深度应不小于1.5-2.0m5。卫生间设计应包含前室，前室要有洗手盆。卫生间总平面尺寸为3.6m7.5m，另外，卫生间的标高应比楼层标高低20mm。2、走道设计本工程采用了单内廊组合
12、，其特点是使用房间和交通联系部分分开，房间大门直接开向走道，通过走道相互联系。这样各房间基本上不被交通穿越，保持了良好的独立性，满足通畅交通的要求。内走道宽定为1.9m，符合了宿舍规范要求的规定。两楼梯之间走道的最长长度为32m，袋形走道尽端的房间距楼梯的长度为10.8m，分别满足了防火规范规定的35m和22m的要求6。3、梁柱初选建筑抗震设计规范6.1.3中规定：框架梁、柱中心线宜重合。当梁柱中心线不能重合时，在计算中应考虑偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响，以及梁荷载对柱子的偏心影响。梁、柱中心线之间的偏心距，9度抗震设计师不应大于柱截面在该方向宽度的1/4；非抗震设计和6-8度抗震
13、设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4，如距大于该方向柱宽的偏心1/4时，可采取增设梁的水平加腋等措施。设置水平加腋后，仍需考虑梁柱偏心的不利影响。本工程中外墙和部分内墙梁柱中心线是对齐的，所以不用考虑偏心影响，但靠近走道的梁柱存在偏心，且偏心距等于柱截面在该方向宽度的1/4，在结构计算时须考虑偏心的不利影响。柱截面初选在现浇钢筋混凝土结构中，为方便施工，柱的截面形式常采用矩形（或正方形）和圆形，且以矩形（或正方形）截面形式居多，特殊情况下也采用异形柱（如L形、十字形、T形等）。为方便计算和受力分析，本工程均采用矩形截面柱。柱截面尺寸预估的一般步骤是：先由柱的轴压比确定柱的截面面积，再由柱的
14、高宽比要求确定柱的截面宽度b和高度h（圆柱为直径），并满足模数要求。抗震设计时，限制框架柱的轴压比主要是为了保证柱的塑性变形能力和保证框架的抗倒塌能力。抗震设计时，除了预计不可能进入屈服的柱外，通常希望框架柱最终为大偏心受压破坏，由于轴压比直接影响柱的截设计，所以设计柱时要限制轴压比。 轴压比的定义轴压比是指柱截面考虑地震作用组合的轴向力设计值N与柱的全截面面积Ac和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积的比值，按照公式（4-1）进行计算：N轴向力设计值，近似计算方法如下：A柱截面承受荷载作用的面积，按照居中计算，详图2.4.5所示，单位m2；q单位面积建筑物荷重，与柱网 间距、楼面（屋面）使用活荷
15、载、填充墙材料和 柱截面承受荷载作用的面积布置等多种因素有关，框架结构柱截面尺寸估算时近似取值1114kN/m2； n建筑物结构计算层数；K1经验系数，考虑风载作用、活荷载不利布置等因素，一般取1.11.2；K2经验系数，标准值与设计值之间的转化系数，近似取1.25，当活荷载数值较大时，可适当加大。 轴压比的限值抗震设防的框架结构，需要控制柱的轴压比满足公式（4-3）要求：轴压比限值，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（以下简称抗震规范规定6.3.7取用，详表3 表3 钢筋混凝土框架柱轴压比限值框架柱抗震等级一级二级三级轴压比限值0.70.80.9附注：1、对可不进行地震作用计算
16、的框架结构，N取无地震作用组合的轴力设计值； 2、表内限值适用于剪跨比大于2（长柱）、混凝土强度等级不高于C60的柱；对于剪跨比不大于2的柱，轴压比限值应降低0.05；对于剪跨比小于1.5的柱，轴压比限值应专门研究并采取特殊的构造措施；3、沿柱全高采用井字复合箍且箍筋肢距不大于200mm、间距不大于100mm、直径不小于12mm，或沿柱全高采用复合螺旋箍、箍筋肢距不大于200mm、螺旋间距不大于100mm、直径不小于12mm，或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍、箍筋肢距不大于200mm、螺旋净距不大于80mm、直径不小于10mm，轴压比限值均可增加0.10，此时上述三种箍筋的配箍特征值均应按增大
17、后的轴压比要求确定；4、在柱的截面中部附加芯柱，其中另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8，轴压比限值可增加0.05；此项措施与注3的措施共同采用时，轴压比限值可增加0.15，但箍筋的配箍特征值仍可按轴压比增加0.10以后的要求确定；5、修正后的柱轴压比限值不应大于1.05。本工程中N=（2.4+7.5）/2*3.6* 11*1.1*1.25=269.5KN。现浇钢筋混凝土框架柱二级抗震时轴压比限值为0.8，并且柱混凝土选择C40，=19.1MPa则AC=N/(*u)=269.5*1000 /(19.1*0.8)=17637.4mm2。本工程中选用截面边长500mm的柱子，符合轴压比的
18、限值。满足柱截面尺寸的最小要求框架柱截面的宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱截面的直径不宜小于350mm；柱截面的高度与宽度之比值不宜大于3。为方便施工，框架柱截面宽度一般大于框架主梁截面宽度100mm，通常取值在(115120)H之间。对于底层柱，柱高H可取基础顶面（或室外地面下0.500m）至一层楼板面之间的距离。本工程选用柱截面500*500mm，主梁250mm,满足柱截面宽度大于框架主梁截面宽度125mm100mm。柱截面高宽比为13。均符合要求。梁截面选择梁的截面尺寸，应从整个框架结构中梁、柱的相互关系，如在强柱弱梁基础上提高梁变形能力的要求等来处理。一般情况下梁截面尺寸预估的步骤
19、：先由梁的高跨比h/L0要求，确定梁的高度h；再由梁的高宽比h/b要求，确定梁的宽度b（b为矩形截面梁的宽度或T形、I形截面梁的腹板宽度；L0为梁的计算跨度 ；并满足模数要求。 满足梁的高跨比要求表4列出了梁的高跨比（h/L0）下限值要求，该值可以满足一般梁在正常使用情况下的变形要求,但对变形要求较高的梁，尚应进行挠度验算。表4浇钢筋混凝土梁的最小高跨比 支承形式构件类型简支多跨连续悬臂附注次梁1/151/181/121/8现浇整体肋形梁主梁1/121/141/81/6现浇整体肋形梁独立梁1/121/151/6框架梁1/121/10现浇整体式框架梁附注：1、表中数值适用于普通混凝土和fy400
20、Nmm2的普通钢筋； 2、当梁的跨度超过9m时，表中系数宜乘1.2以后采用。 满足梁的高宽比要求梁截面尺寸的高宽比h/b要求：对矩形截面，可选2.03.5；对T形截面，可选2.54.0。 满足模数要求梁高的模数要求：当梁高h800mm时，h为50mm的倍数，如250mm、300mm、400mm等；当梁高h800mm时，h为100mm的倍数，如900mm、1000mm等。梁宽的模数要求：当梁宽b200mm时，b为50mm的倍数；如250mm、300mm、400mm等；200mm以下宽度的梁，通常有b100mm、150mm、180mm三种形式。本工程中，跨为7.5m的框架主梁,为满足表4中现浇整体
21、式框架梁的最小高跨比1/12，选主梁的高必须大于7.5/10=0.75m,可以选梁高为900mm,梁宽300mm。同理，跨度为3.6m的框架梁，可选用梁高400mm,梁宽200mm，而楼道部分的框架梁则可以选用梁高300mm，梁宽100mm。根据抗震设计规范中6.3节框架的基本抗震构造措施中规定，梁的截面宽度不宜小于200mm，截面高宽比不宜大于4，净跨与截面高度之比不宜小于4。本工程楼道部分梁宽改为200mm,如此选择的梁均能满足要求。墙初选根据框架填充墙（轻集料砌块）设计及施工（地方标准）4.3中规定：本工程中外墙及楼道两侧的墙厚为250mm,其余内墙厚为200mm.符合隔声及保温的要求。
22、4、楼梯布置建筑两侧楼梯采用平行双跑楼梯，两个楼梯对称布置。首层楼梯高度3900mm，二到六层楼梯高3600mm，梯间宽度3600mm，梯段宽1600mm，梯井宽200mm，踏步宽300mm，踢步高150mm，平台宽2130mm。 底层踏步数为 26，一跑 14，二跑12，齐平台布置。其余五层踏步数为24，两跑均为12。 按双股人流考虑，已满足建筑的安全疏散距离 40m且人数和建筑面积均少于防火规范要求；150mm踏步高300mm踏步宽，满足规范要求；按双股人流考虑，每个梯段净宽 1.43m满足公共建筑1.3m的要求，并满足 1.25m/100人的防火要求，且满足 1.1m的防火最小净宽；满足
23、平台宽度不得小于梯段宽度；梯井宽度为 200mm，满足规范 60200mm的要求；栏杆取 900mm高度，满足规范不小于 900mm的要求；二至五层楼梯梯段距上侧楼板 3600mm，满足梯段净高2.2m的要求。教学楼楼梯与楼层相连处栏杆也采用 900mm高的不锈钢栏杆做围护。 五、工程各部的做法1、墙体做法： 本工程外墙和内墙均为填充墙，采用加气混凝土砌块（外墙250mm，内墙200mm）作为填充墙，M7.5混合砂浆砌筑。 所有的外墙采用外墙外保温，做法为加气混凝土砌块，墙壁外抹 35mm厚保温砂浆，砂浆外侧刷一层白色外墙乳胶漆，内抹灰为 20mm厚。内墙与外墙同，为加气混凝土砌块，内外抹灰均
24、为 20mm厚。卫生间及卫生间前室墙体铺瓷砖。沿框架柱全高每隔 500mm设 26拉筋，并深入墙内 1/5墙长且700mm；墙长超过 5m的，墙顶与梁另设拉结筋。2、楼面做法：除卫生间外楼面做法： 8 厚瓷面砖，水泥砂浆嵌缝楼面 30厚C20细石混凝土 120 厚钢筋混凝土楼面面板 20厚1:3水泥砂浆抹灰 3、地面做法： 除卫生间外地面做法： 10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝 20厚1：4干硬水泥砂浆 素水泥浆结合层一遍 60厚C15混凝土 150厚垫层3：7灰土 素土夯实4、底层卫生间地面做法： 10 厚铺地板砖楼面 20 厚 1：4干硬性水泥砂浆结合层 20 厚 1：3水泥砂浆找坡层 5、
25、屋面做法：4厚SBS改性沥青防水卷材20厚1：3水泥砂浆50厚水泥珍珠岩制品保温层20厚1:3水泥砂浆找平层120厚混凝土楼面板20厚1:3水泥沙浆抹灰6、雨篷做法： 40 厚细石混凝土面层 4 厚SBS 沥青卷材防水层 15 厚水泥沙浆找坡 60 厚钢筋混凝土现浇板 10 厚混合沙浆板底抹灰 7、楼梯做法： 10 厚大理石面层 10 厚水泥沙浆结合层 8、散水做法： 15 厚水泥沙浆 70 厚 C10混凝土 素土夯实 9、台阶做法： 台阶踏步均为高 150mm，宽 300mm，面层做法同室内楼梯踏步。教学楼台阶与首层过道相连，过道做 3%的排水坡度，台阶做 C10砼台阶，素土夯实。无障碍通道
26、在正门台阶一侧，坡度为 1：12，两侧设置不锈钢扶手。踢脚做法（大理石板踢脚）稀水泥浆擦缝 10 厚大理石板 10 厚 1：2 水泥砂浆灌贴 刷界面处理剂一道 防潮层做法： 采用 60厚细石混凝土，内配三根6钢筋。10、门窗工程：在本工程中，外门窗采用铝合金门窗，并在落地玻璃门窗贴警示标。根据建筑设计规范的要求，玻璃面积小于1.5平方米时采用6厚普通浮法玻璃，大于1.5平方米时采用安全玻璃。内门为普通木门（颜色待定）。六、进度控制3.19开始的第一周初步完成建筑方案的构思，择合适的外文翻译应教育指导教师审阅，通过后正式翻译。第二周周一进行交流讨论会，刘老师对我所设计L型方案优缺点进行点评并指导
27、我注意柱网布置、平面不规则及房间布置方面的问题。第二周主要是对建筑方案进行优化，改正老师指出的问题，基本确定建筑设计方案，并开始绘制建筑施工图和撰写前期报告。第三周开始，完善施工图的设计并开始进行楼梯及外檐建筑设计并完成外文文献翻译。第四周将要完成楼梯及外檐建筑施工图，并撰写建筑设计说明书。 七、心得体会毕业设计，在做之前就有点兴奋，虽然知道在做的过程中会有很多困难，但也知道通过这次设计也会学到好多东西。在刚开始做时不知道从何做起，经过老师的分步安排，我才一步一步的做起来，首先明白设计的建筑的使用功能是学生居住，于是就查找了宿舍建筑设计规范，仔细的看明白所要注意的地方和规范规定的条纹。然后又了
28、解到民用建筑的平面布置，应结合不同场所的实际用途及其火灾危险性、安全疏散要求等因素合理布置。建筑中火灾危险性较大的场所应采取防火分隔措施与其他部位分隔。 公共建筑应根据建筑的高度、规模、使用功能和耐火等级等因素合理设置安全疏散和避难设施。安全出口、疏散出口的位置、数量、宽度及疏散楼梯的形式应满足人员安全疏散的要求。然后开始选择建筑的形状，又因为是框架结构，在画建筑图时要注意柱子的尺寸、间距以及合理的布置，经过自己仔细的确定，最终确定了本建筑的平面布置图，对走廊大小、楼梯的大小位置，都是经过了仔细的确定的，都是符合规范所规定的。然后一步步的画图，一本本的查找规范，把在画图的过程中遇到的困难一一解
29、决了。对于这次的设计，前期的工作虽然不是最难得部分，但我知道前期的准备是为后期的计算做基础，只有把前期的做好才能最终完成整个设计，才能在中期、后期做的应手。所以我也是认真的选型、认真的布置每根柱，每个窗等等，丙让它们都合理符合规范。在建筑设计过程中，主要运用房屋建筑学、人性化的理念以及规划方面的有关知识及研究方法主要进行平面设计、剖面设计、立面设计，及绘制平面、剖面图。其中在平面设计中，要根据设计要求确定建筑物的位置、朝向和房间的形状面积及位置；根据防火要求、通风要求等确立门厅、走廊、楼梯、电梯等的位置和数量及门窗大小和位置。在剖面图设计中，根据建筑功能确定各层层；根据采光通风的工艺要求确定部
30、分剖面高度及尺寸（如楼梯）。在立面设计中，根据平面、剖面设计、体型组合，进行立面处理，使建筑物各部分完整均衡，具有一定美感，同时选择装修材料进行色彩配置。 八、参考文献1中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范GB50011-2010，北京：中国建筑工业出版社，20102中国人民共和国行业标准，宿舍建筑设计规范JGJ 36一2005 3东南大学,同济大学,天津大学编.混凝土结构（第四版）中册. 北京：中国建筑工业出版社,20084沈蒲生.建筑工程毕业设计指南.北京：高等教育出版社,20075李震霞,魏广龙.房屋建筑学概论.北京：中国建筑工业出版社,20056中华人民共和国建设部.GB500452001.中华人民共和国国家标准建筑设计防火规范.北京:中国标准出版社,2001-12-017中华人民共和国建设部.GB/T 500012001.中华人民共和国国家标准房屋建筑制图统一标准.北京:中国标准出版社,2001-12-018中华人民共和国国家标准，混凝土结构设计规范GB 500102011.北京：中国建筑工业出版社,20119中华人民共和国国家标准，建筑结构制图标准GB/T50105-2010，北京：中国建筑工业出版社，201010郭继武，建筑抗震设计，北京：中国建筑工业出版社，200214