毕业设计土木教学楼开题报告书

.毕业论文(设计)开题报告学生*： 学 号：所在院系：土木工程学院专业班级： 土木工程11级一班)论文方向： 小学教学楼设计指导教师职称：农业大学本科毕业论文设计开题报告毕业论文设计题目未来之星小学教学楼设计选题类型应用型课题来源自选工程学 院土木工程学院专 业土木工程指导教师职 称教授 姓 名年 级2011级学 号1.立题依据1.1工程概况该工程位于市渝中区，是未来之星小学的一栋教学楼。该场地平坦、无障碍物，地下无古代建筑，地基土以粘性土为主，为类建筑场地，地震设防烈度为6度，设计其本地震加速度值为0.05g。该地区属于亚热带季风气候，气候温和、四季清楚、雨量充分，具有冬暖、夏热、秋长的气候特点。年平均气温17.6摄氏度。周边环境较好，各类设施齐全，交通方便。该教学楼主要承当学校大局部的教学任务，满足学校师生的学习生活，集学校主要的教学，管理为一体的综合设施。建筑面积约5000平方米，采用外廊式U形平面框架构造，主体5层，配有18间普通教室，舞蹈、美术、音乐和微机室各2间，自然、阅览和合班教室各1间，教师办公室每层2间，教师休息室每层1间，行政办公室8间。每层均设卫生间、饮水间。1.2设计研究现状分析英国教育家Peter Mortimer说过：一所好的学校可以提升学习，一所高效的教学楼让学生举一反三。为了让孩子更好的成为有用之才，越来越多的人投身到了学校的建立中。教育建筑不同于其他文化性、商业性建筑。它是学生承受知识的场所，典雅、庄重、自然又具人性化才是其本质特征，教育建筑除满足其功能要求外,还要求具备以人为本的优化教育建筑形式。这也就是我设计的第一理念：人文设计。 设计现状伴随着国民经济持续开展，综合国力不断增强，人们对工作和生活环境的要求也不断提高，一栋平安、高效和舒适的教学楼已成为我们的迫切需要；所以在学校的规划设计中，学校不仅仅是一个教书育人、传承文明，造就二十一世纪新型人才的理想园地，更要求学校功能完备、设施齐全、环境和谐优美、人文涵浓郁丰厚、有利孩子身心安康、更要表达国际现代化概念。从而学校整体建筑表达了严谨、务实、前瞻、邃密的办学理念，而教学楼正是这些容的主要表达者。所以现代的设计师都追求教学楼在建筑上具有空间的的使用性、涵的文化性、形象的艺术性、办公的资讯性、环境的舒适性、建筑的地域性等。特别是近年来随着国家提出节约型社会口号，建筑产业也提出了节能建筑的开展方向，在现在的教学楼设计中，节能也慢慢成为了必不可少的一个重要局部，节能达不到要就的设计将得不到大家的认可。这也就是我设计的第二理念：节能。对于夏季非常炎热的情况，就应在保温隔热上多下功夫。混凝土构造使用历史较长。它在性能及材料来源等方面有许多优点，开展速度很快，应用也最为广泛，已从工业与民用建筑，交通设施转移到了建海工程和海底工程等。预应力技术的创造更使混凝土构造得到大力开展，所以深入了解混凝土的性能非常必要。框架构造更以巩固耐用著称而被广泛应用，所以目前国外多层房屋大多采用现浇式钢筋混凝土框架构造。 存在问题及考前须知虽然目前的教学楼设计已非常成熟，但在许多细节方面还是存在诸多问题：1） 没有以功能的实际需要来分割立面和开窗，韵律和节奏感不强；2） 整个教学楼的功能分区不明确，教室布置不合理，造成上课相互影响；3） 教室尺寸死板的满足规要就，缺少人情味；4） 空间上的割裂和孤立，使学科之间缺乏联系和交流；5） 教学楼常常由于设计的不合理，不具有良好的天然采光和自然通风，这对于中小学生身心安康都是不宜的。以及采光通风不好而造成教室的灯全天开着，忽略了节能这一概念；6） 中小学教学楼底层常架空作为学生课间活动场所，这样使得底层或中间层柱的抗侧移刚度缺乏，在地震中容易在底层或中间层出现薄弱层而使构造破坏，引起楼层塌落。教学楼柱间常设计通长窗，柱间刚性填充墙设计常不到顶，对于框架构造在地震作用下易出现框架柱或短柱破坏，甚至构造局部倒塌现象；7） 整个教学楼设计不利于节能和可持续开展。比方在墙体材料上，没选用好的保温隔热材料从而空调全开，污染环境。对于以上所存在的问题，我会在设计中尽量克制。比方：以功能的实际需要来分割立面和开窗，增强整个建筑的韵律感和节奏感；做好教学楼的功能分析，在平面和空间布置中使各个功能块在形式上统一而在工作上又相对独立；对于教室尺寸，除了能容纳下上课的学生外，还要使他们的随身物品得到安置，更有足够的空间来交流、放松，增进彼此感情；为了使教学楼有良好的天然采光与自然通风，我会注意教学楼的朝向以及门窗的位置与大小，让学生有一个舒适的学习环境；使教学楼更加结实平安，我也会更加注意构造的合理性、整体性，并提高抗震设防等级；积极响应国家号召，做好节能减排，做好设计，从而在不影响学生安康、愉快的学习根底上，少开灯、少用空调；出于对学生生存空间安康的要求及减少对环境的污染的考虑，在建筑材料的使用上也应尽可能采用无害化、无污染材料和可再生资源。如卡索板，是一种以水泥、纤维、沙子及矿物材料为主要成分的覆面材料。由于是由无机材料制成因此具有很好的抗菌性能，抗静电性，低吸尘率，且在超过使用期限后可回收利用，不会有化学污染。 开展趋势近年来，由于人们对大空间、大跨度的要求，国外正在大力推广使用预应力混凝土构造。预应力构件的使用，大大减少了混凝土的用量。另外，由于地域的不同，或是特殊功能的要求，新的防冻、防火等具有特殊性能的混凝土正在不断的被研制出来，相信未来混凝土的用途会越来越广泛。在近代，教学楼在我国的开展趋势主要表现为：更加细分和规，规模越来越大，资金来源越来越广，先进的教学设施越来越健全，包括试验中心、艺术教育中心、多媒体中心、俱乐部中心、图书中心、体育运动中心和学生效劳中心。现代教学楼越发趋于将各类设施不同实用功能的房间统一于一体，这就给设计与规划带来更进一步的探究与挑战，也促进了建筑事业的进一步开展。从而，塑造一个优雅、宁静而有文化和时代气息的校园环境让莘莘学子然其间、怡然自得,实现教育建筑使用价值的深层次开发这就是建筑设计师孜孜以求的理想和目标之一。1.3工程设计研究意义毕业设计是我们大学生涯的最后一个实践性教学环节，是我们大学四年学习成果的一次综合而全面的检验与深化，同时也是我们走上工作岗位前的第一次重要演练。就土木工程专业本身而言，毕业设计是本科教育中综合性、实践性极强的一个教学环节。通过设计，不但考察了我们大学学业的完成深度，同时还完善我们独立思考、正确处理问题的能力，并培养我们独立解决建筑设计，构造设计的容和步骤，掌握建筑施工图、构造施工图绘制的方法。掌握、了解建筑构造和施工的各项技术、经济指标的来源及作用，设计中应树立理论联系实际的设计思想，保持严格认真的科学工作作风。以及培养学生调查研究、综合分析思考能力，以及查阅技术文献、资料和手册，拟定设计方案，计算、绘图和编写设计说明书的能力，为今后独立从事土建立计和施工打下根底。随着教育事业的开展，市场对技术人员的需求，国家对职业教育加大了投资力度，近年来各地教育建筑的数量不断增多，尤其各省市的教育建筑公众形象和学习环境均得到了明显的改善。而教学楼的建筑设计则表达了一个地方的总体教育水平，是一个地区的科学和文化中心。所以作为建筑设计人员，需要在创造实践中结合当地特定条件，创造出简约现代而富有地区特设的建筑作品。毕业设计正好给了我们展现才能的舞台和锻炼的时机，因此做好毕业设计对我们至关重要。2.设计研究容2.1建筑设计 总平面设计主要是根据建筑物的性质和规模，结合基地条件和环境特点，以及城市规划的要求，来确定建筑物或建筑群的位置和布局，规划用地的绿化，道路和出入口，以及布置其他设施，使建筑总体满足使用要求和艺术要求。所以该建筑大体布置如以下图所示： 地形图在平原城市，坐北朝南是大家公认的最正确朝向，但对于山地城市来说这并非最好，通过对地理位置、地形地貌以及气候等研究发现，南偏西22.5度是最好的朝向。平面设计1功能块的设置本设计中，建筑的功能块主要有：大厅、普通教室、专用教室、公共教学用房及其各自的辅助用房。大厅：主要是方便交通，以及在紧急情况下学生的疏散。 普通教室：学生在学校的主要活动场所，用于日常普通教学活动。专用教室：用于学生上其他课程，比方：自然课、美术课、音乐课、舞蹈课和计算机课等。 合班教室：用于几个班的学生集中开会、讨论、学习以及听取大型讲座。公共教学用房：阅览室：主要用于学生借阅图书、自习用。教师办公室：教师日常办公的场所，为便于对于学生的管理，应靠近普通教室。教室休息室：教师在课间休息时休息、相互聊天用。辅助用房：行政办公室：比方配电房、值班室以及收发室等。其他：卫生间和饮水间。2它们之间的关系如下：普通教室公共教学用房房专用教室普通教室辅助用房普通教室3建筑功能分析 竖向功能分析合班教室这种需要大开间、大跨度的场所，为方便构造设计，应将其设置在底楼。而音乐室和舞蹈室声音比拟大，所以应与教室和阅览室隔开布置，并因空间较大从而布置在两侧。阅览室是用于看书用的教室，需要安静防止干扰，因此设置在顶楼。为方便教师管理，一个年级的最好在一层。 水平功能分析1F：从正门进入后，首先应当是方便交通、分散人流的大厅，其次就是值班室和收发室，再者是通向上一层的楼梯，楼梯两边是普通教室和教师办公室，最后U型两边分别是美术室与合班教室。2F：主要是普通教室、教室办公室及休息室和行政办公室，教室办公室应当靠近普通教室，这样能够更好地监视、帮助学生，毕竟中学生心智还不成熟，很多问题需要教师的解答。U型两边分别是美术室和自然科学室。3F：整体布置类似于二楼，U型两边是音乐室。4F: 整体布置类似于三楼，音乐室楼上是舞蹈室。5F：设置有微机教室、阅览室等。立面设计在推敲建筑立面时不能孤立地处理每个面，必须注意几个面的相互协调和相邻面的衔接，以取得统一；立面处理是在符合功能和构造要求的根底上，对建筑空间造型的进一步深化。因此，建筑外形应立足于运用建筑物构件的直接效果、入口的重点处理以及少量装饰处理等。对于我的设计不仅要表达出建筑的时代性，同时还要与当地人文环境相融合。整个建筑将采用简洁明朗的风格，以浅色能让人静下心的颜色作为主色调，一是小学生都活波开朗、心情冲动，而当进入校园看到教学楼的浅色色彩就能使他们冲动的心得到平静，暗示自己：到学校了，该好好学习了。二是夏季的非常炎热，大家容易心烦意乱。所以浅色无形的给了人们一缕微风，稍微能让人静下心来。在朝向主交通口的立面，应局部使用亮色来凸现祖国花朵的蓬勃朝气，让整个建筑给人一种勃勃生机的感觉。力求将设计元素和色彩简化到最少程度，但色彩和材料要显示出相应的质感，这样可以与周边的现代建筑相协调。剖面设计建筑1到5层，层高4.2m，各类教室优先考虑矩形剖面，而音乐教室应采用扇形或菱形。为获取良好的天然采光，保证房间足够的亮度，外窗面积应根据房间功能来确定相应的窗地比。结合我的设计，窗的大小按窗地比1/4确定，一般采用窗宽为15002100mm，窗高为21002700mm，并且可以利用窗户的不同处理来调节空间的比例感。外门窗是建筑维护构造主要的散热部位，再加上地区夏季炎热，为了使学生能更好的学习，所以门窗和墙的保温、隔热和隔声性能都是我的设计重点。详图设计详图设计包含门窗详图、墙身节点详图、楼梯详图、散水及其它详图。施工图设计一套完整的建筑施工图容包括：建筑设计总说明、总平面图、平面图、立面图、剖面图、详图。2.2构造设计主体构造选型综合近代国外的教学楼设计和本建筑的实际功能要求，此构造选择全现浇钢筋混凝土框架构造。框架构造是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的构造，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。构造的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。框架构造的建筑，空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑构造；框架构造的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式构造，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，构造的整体性、刚度较好，设计处理好也能到达较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。但是框架构造中的节点应力比拟集中，它的侧向刚度小，属柔性构造框架，在强烈地震作用下，构造所产生水平位移较大，易造成严重的非构造性破坏数量多； 框架是由梁柱构成的杆系构造，其承载力和刚度都较低，特别是水平方向的即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是有限的，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对于各楼层而言，层间变形上小下大。所以设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好构造侧移则成为重要因素，而我将从以下几点来改善其受力特点。1构造平面形状和立面体型应简单、规则，使各局部刚度均匀对称，减少构造产生扭转的可能性；2控制构造高宽比，以减少水平荷载下的侧移；3尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化施工；4房屋的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距，当房屋长度超过规定值时，应设伸缩缝将房屋分为假设干温度区段。对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，构造底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理，故钢筋混凝土框架构造的经济柱距一般为69m。构造布置根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置，楼板和连系梁沿纵向布置，具有构造横向刚度好的优点，实际采用较多。纵向布置同横向布置相反，横向刚度较差，应用较少。纵横双向布置是建筑的纵横向都布置承重框架，建筑的整体刚度好，是地震设防区采用的主要方案之一。该建筑采用7级抗震设防，需要良好的整体构造，较高的刚度与强度，因此选用纵横墙承重框架构造。为满足生产工艺要求本设计柱网布置采用对称等跨式，在教学楼中，柱网布置应与建筑分隔墙相协调，一般将柱子设在纵横建筑隔墙穿插点上，从而减少柱子对建筑使用功能的影响；柱网布置时，要考虑到构造在竖向荷载作用下力分布均匀合理，构件材料强度能充分利用；虽然现浇框架不受建筑模数和构件标准的限制，但在构造布置上应尽量使梁板布置简单规则，方便施工。根底构造选型 建筑物主体构造为框架构造，上部构造荷载不大且地基比拟均匀、地基承载力适中故可采用每柱一个根底的柱下钢筋混凝土独立根底。楼梯构造选型楼梯间应有直接天然采光。楼梯不得采用螺形或扇步踏步。每段楼梯的踏步，不得多于18级，并不应少于3级。梯段与梯段之间，不应设置遮挡视线的隔墙。楼梯坡度，不应大于30。楼梯梯段的净宽度大于3000mm时宜设中间扶手。楼梯井的宽度，不应大于200mm。当超过200mm时，必须采取平安防护措施。室楼梯栏杆或栏板的高度不应小于900mm。室外楼梯及水平栏杆或栏板的高度不应小于1100mm。楼梯不应采用易于攀登的花格栏杆。综上所述，楼梯采用板式双跑平行楼梯，板长在3m以。竖向荷载由板承当，板式楼梯可把梯段踏步板看成一块大的单向板。板式楼梯就是梯段踏步板直接支撑在两端的楼梯梁上。板式楼梯传力路线：楼梯板平台梁墙或柱。屋顶及楼地面选型屋面采用平屋顶。屋面做法考虑防水、保温、排水功能设置。防水层：三毡而油；保温层：100-140膨胀珍珠岩3%找坡；屋面排水采用有组织外排水。楼地面：卫生间楼地面采用耐腐蚀，易于清洗的材料，选用防滑地砖楼面，在厕所间管道穿过楼板处做防水抗渗处理，标上下于地面50mm，并做5%的坡度流向地漏；其他楼地面考虑：满足平整、耐磨、不起尘、防滑、易于清洁等要求。一般采用现浇水磨石楼面。构造计算 1取一标准一榀横向框架计算,完成以下工作： 荷载统计：根据当地的自然气候条件和相应的设计标准查阅相关文献，统计出所需的线荷载，面荷载，风荷载，雪荷载，楼面活荷载，永久荷载等所需荷载值。 在竖向荷载作用下的框架各个杆件的荷载效应计算：1分层：分层框架柱子的上下端均假定为固定端支承，2计算各个独立刚架单元：用弯矩分配法或迭代法进展计算各个独立刚架单元。而分层计算所得的各层梁的力，即为原框架构造中相应层次的梁的力。3叠加：在求得各独立刚架中的构造力以后，则可将相邻两个独立刚架中同层同柱号的柱力叠加，作为原框架构造中柱的力。叠加后为原框架的近似弯距图，由于框架柱节点处的弯矩为柱上下两层之和因此叠加后的弯距图，在框架节点处常常不平衡。这是由于分层计算单元与实际构造不符所带来的误差。假设欲提高精度，可对节点，特别是边节点不平衡弯矩再作一次分配，予以修正。 在风荷载作用下各个杆件的荷载效应计算：根据规查的根本风压，然后根据房屋的体形系数等，记过一系列的参数计算就可以算得风荷载。一般，把均布的风荷载等效成作用在每一楼层的集中力，这样整个楼的风荷载等效成集中力作用大约成一个倒三角的形状。 在地震荷载作用下各个杆件的荷载效应计算：计算地震作用时，构造的重力荷载代表值应取恒荷载标准值和可变荷载组合值之和。可变荷载的组合值系数应按以下规定采用：1雪荷载取0.5；2楼面活荷载按实际情况计算时取1.0；按等效均布活荷载计算时，藏书库、档案库、库房取0.8，一般民用建筑取0.5。 荷载效应组合：把所统计的各种效应组合按规和公式计算出来。 各杆件的截面设计及配筋计算：根据相应规和混凝土构造设计原理配筋。 按所给场地地质资料,选择根底类型,设计计算框架柱下根底：确定建筑场地地形图，根据岩土工程勘察成果报告，建筑场地平面图、立面图剖面图，荷载，建筑场地环境，邻近的建筑物与根底埋深，地下管线分布，工程总投资和当地建筑材料供给情况，施工队伍技术力量与工期要求等选择根底并设计出根底模型，进而计算根底尺寸，配筋情况等。 选34跨楼板进展配筋计算。2涉及到的计算方法：分层法、反弯点法、修正D值法等3.研究预期目标3.1设计成果建筑施工图1建筑设计总说明：工程概况，设计依据和图纸说明等。 2总平面图：道路、绿化等的设计布置，标明建筑与道路，建筑与红线之间的关系 3平面图：各层平面图 比例1:100-1:250 4立面图：各方向立面图 比例1:100-1:250 5剖面图：横剖面一个 比例1:100-1:250注：横剖面必须剖楼梯间，注明楼面及屋面做法 6详图：门窗、墙身节点、楼梯、散水及其它详图比例1:10-1:50构造计算书构造施工图1构造设计说明 2根底平法施工图：比例1:100或1:150 3柱平法施工图： 比例1:100或1:150 4各层梁板平法施工图：比例1:100或1:150 5楼梯平法施工图：采用板式楼梯3.2预期目标通过综合运用所学的理论知识和技能，解决小学教学楼的建筑设计、构造设计，从而对一般框架类型的设计和施工有比拟全面的了解，对建筑设计、构造设计和施工之间必须相互严密配合的在联系有较深的认识，为以后独立从事土建立计和施工打下扎实根底。在熟悉设计任务书的根底上，类比同类建筑物，根据城市城市规划，建筑规模和要求以及现有的气象条件(气温.相对湿度，主导风向，根本雪压)工程场地地质条件及材料供给和施工条件进展教学楼的设计。也就是根据已给出的示意方案，结合的自然条件，施工单位的施工技术水平，材料供给情况，进展建筑设计、构造设计，并绘制出主要的建施、结施图。4.研究技术路线4.1总思路：1完成建筑初步设计。在建筑方案根底上，考虑构造选型，优化建筑方案，按照建筑工程设计文件编制深度规定(2008版)要求，完成建筑平面图、立面图、和剖面图设计，并列出建筑构造及装修特征表；2完成构造施工图设计。进展构造方案比拟，确定构造类型，并完成构造设计计算，按照建筑工程设计文件编制深度规定2008版要求，完成建筑构造构件板、梁、柱设计，建筑物地基根底设计； 3完成工程施工方案的设计。4.2相关难点： 1构造设计过程中，在对框架计算时必须手算其中的一个构造单元，包括根底详图，各类的配筋图等等，其中的复杂程度都将是毕业设计中一个极大的考验；2施工图绘制过程中，对各类规的了解都需要在毕业设计过程中慢慢的学习；3计算机绘图的能力在毕业设计中有待检验。4.3 具体步骤：1熟悉毕业设计任务的容、要求，合理安排设计进程；2收集设计所用的规、资料和依据，掌握各种参考资料，软件的使用方法；3开场进展毕业设计，流程为：1建筑扩初设计，应对方案中不合理之处进展修改调整；2构造方案选型，从技术、经济与可行性方面进展多种构造类型的比拟确定；3手算构造，选取具体的构造单元进展计算；4计算机建模设计，采用软件进展构造分析计算，并将手算结果与其进展比拟；5施工图绘制，根据计算机分析结果绘制施工图；6施工方案。4指导教师答疑及检查；5汇总总结，毕业辩论准备。5.设计进度安排目录：时间：容：1第5学期第17周至第6学期第8周选题与开题报告撰写2第六学期第9周开题辩论3第7学期1-3周方案设计4第7学期第4周建筑施工图设计5第7学期5周-7周构造计算书6第7学期8周构造施工图7第7学期第15周毕业设计图纸整理与审阅8第7学期第16周左右或第8学期毕业辩论6.主要参考文献1中小学校建筑设计规GBJ 9986 2建筑设计防火规划2001修订版GBJ1687 3建筑抗震设计规GB50011-20104建筑构造荷载规GB50009-2001 5混凝土构造设计规GB50010-20106建筑地基根底设计规GB50007-2011 7总图制图标准GB/T 50103-2010 8建筑制图标准GB 50104-2010 9建筑构造制图标准GB/T 50105-2010 10颜德姮.钢筋混凝土构造M.：，2008.11. 11必瑜.房屋建筑学M.：理工大学，2008.1. 12唐静.可持续小学建筑的个性化设计研究D.西南交通大学，2008 13王辉，晶晶.浅谈小学建筑的设计J.科技信息，2010，1714陆晓春.浅谈现浇钢筋混凝土框架构造设计.J.建筑，2003，2910 15涛.结合南方气候特征的小学教学楼建筑设计J.土木与建筑，2005，05 16罗述龙.现代学校校区景观规划设计的探讨.J.建筑与规划设计，2008.