引言

作為四年大學(xué)里最后一個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，畢業(yè)設(shè)計是至關(guān)重要的，起到了承前啟后

的作用，畢業(yè)設(shè)計是把在課堂學(xué)到的專業(yè)知識運(yùn)用到工程實(shí)踐上去，為即將踏上

工作崗位以及進(jìn)一步深造作好強(qiáng)實(shí)的基礎(chǔ)。和其他學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)不同，畢業(yè)設(shè)計是在

我們指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立系統(tǒng)地完成一項(xiàng)工程設(shè)計，解決與之相關(guān)的所有問

題，熟悉相關(guān)設(shè)計規(guī)范、手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中常用的方法，具有實(shí)踐性、

綜合性強(qiáng)的顯著特點(diǎn)。因而對培養(yǎng)我們的綜合素質(zhì)、增強(qiáng)工程意識和創(chuàng)新能力具

有其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法代替的重要作用。

本論文的內(nèi)容是中國礦業(yè)大學(xué)南湖校區(qū)框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓設(shè)計，側(cè)重于結(jié)構(gòu)計

算，考慮結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，以此介紹框架結(jié)構(gòu)體系的基本設(shè)計計算方法。

框架結(jié)構(gòu)體系一般在教學(xué)樓和辦公樓中被廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)是由梁、柱承受

豎向和水平荷載，墻僅起維護(hù)作用，其整體性和抗震性均好于混合結(jié)構(gòu)，且平面

布置靈活，可提供較大的使用空間，也可構(gòu)成豐富多變的立面造型。需要時，可

用隔斷分隔成小房間，或拆除隔斷改成大房間。如果采用輕質(zhì)隔墻和外墻，就可

大大降低房屋自重，節(jié)省材料。框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；可

以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，有時還可以采用現(xiàn)澆柱

及預(yù)制梁扳得半現(xiàn)澆半預(yù)制結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的整體性好，抗震性能好，在地震區(qū)

應(yīng)優(yōu)先采用。

在設(shè)計中，一方面要把所學(xué)的知識運(yùn)用到設(shè)計、施工中去，熟悉國家有關(guān)規(guī)

范、條例和規(guī)程并知道如何去查找規(guī)范里的相關(guān)條文；另一方面，由于現(xiàn)代化建

筑一般都具有密度大，高度高，功能多，設(shè)備復(fù)雜，裝修豪華，防火要求和管理

自動化水平高，需要各工種交叉配合。因此，通過這次畢業(yè)設(shè)計，擴(kuò)大非本專業(yè)

知識面也是十分重要的。

由于畢業(yè)設(shè)計是一種初步的嘗試，涉及專業(yè)比較多，加上條件和水平所限，

不可避免地存在疏漏與錯誤，敬請老師批評指正。

畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明

原創(chuàng)性聲明

本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教

師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加

以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研

究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷

而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，

均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。

作者簽名：0期：

指導(dǎo)教師簽名：0期：

使用授權(quán)說明

本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論

文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電

子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供

目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制

手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠?/p>

或全部內(nèi)容。

作者簽名：0期：

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明

本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研

究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文

不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研

究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完

全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。

作者簽名：日期：年月日

學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書

本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，

同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，

允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位

論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮

印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。

涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。

作者簽名：日期：年月日

導(dǎo)師簽名:日期：年月日

指導(dǎo)教師評閱書

指導(dǎo)教師評價：

一、撰寫（設(shè)計）過程

1、學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實(shí)程度

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

二、論文（設(shè)計）質(zhì)量

1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

三、論文（設(shè)計）水平

1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

建議成績：□優(yōu)□良□中□及格口不及格

（在所選等級前的□內(nèi)畫“《'）

指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）

年月日

評閱教師評閱書

評閱教師評價：

一、論文（設(shè)計）質(zhì)量

1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

二、論文（設(shè)計）水平

1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

建議成績：口優(yōu)口良□中口及格口不及格

（在所選等級前的口內(nèi)畫“）

評閱教師:（簽名）單位：（蓋章）

年月日

教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見

教研室（或答辯小組）評價：

一、答辯過程

1、畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況

□優(yōu)口良口中□及格□不及格

2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況

□優(yōu)口良口中□及格□不及格

3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)

□優(yōu)口良口中□及格□不及格

二、論文（設(shè)計）質(zhì)量

1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？

□優(yōu)口良□中口及格口不及格

三、論文（設(shè)計）水平

1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義

□優(yōu)口良口中口及格口不及格

2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？

□優(yōu)□良□中□及格□不及格

3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平

□優(yōu)□良□中□及格□不及格

評定成績：口優(yōu)口良□中口及格口不及格

（在所選等級前的口內(nèi)畫“）

教研室主任（或答辯小組組長）：（簽名）

年月日

教學(xué)系意見：

系主任：（簽名）

年月日

1.文獻(xiàn)綜述

現(xiàn)代高層建筑是隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活的需要而發(fā)展起來，是商業(yè)化、工業(yè)

化和城市化的結(jié)果。而科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的出現(xiàn)以及機(jī)械化、電氣化、計算

機(jī)在建筑中的廣泛應(yīng)用等，又為高層建筑的發(fā)展提供了物質(zhì)和技術(shù)條件。20世紀(jì)90年代

以后，隨著我國鋼材產(chǎn)量的不斷提高，鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)得到了迅速發(fā)展，

隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，無論是工業(yè)建筑還是民用建筑都有很廣泛的應(yīng)

用。

多層及高層建筑的結(jié)構(gòu)體系大致有混合結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、

筒體結(jié)構(gòu)體系、巨型結(jié)構(gòu)體系?；旌辖Y(jié)構(gòu)的承重墻體往往隨建筑高度的增加而加厚，不僅

耗費(fèi)大量材料，也減少了使用面積，因此多層與小高層常采用框架結(jié)構(gòu)體系。

框架結(jié)構(gòu)特別適合于在辦公樓、教學(xué)樓、公共性與商業(yè)性建筑、圖書館、輕工業(yè)廠房、

公寓以及住宅類建筑中采用，是多層、高層建筑的一種主要結(jié)構(gòu)形式。

框架結(jié)構(gòu)是一種古老的結(jié)構(gòu)形式，它的歷史可以追溯到原始社會。當(dāng)原始人由穴居而

轉(zhuǎn)人地面居住時，就逐漸學(xué)會了用樹干、樹枝、獸皮等材料搭成類似于后來北美印第安人

式的帳篷，這實(shí)際上就是一種原始的框架結(jié)構(gòu)。

框架結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)就是把承重的骨架和用來圍護(hù)分隔空間的簾幕式墻面明確地分

開，這可能是因?yàn)槿藗冊陂L期的實(shí)踐中逐漸地認(rèn)識到有的材料雖然具有良好的力學(xué)性能，

但卻不適宜用來防風(fēng)避雨，而另一些材料正好具有這方面的特長，因而分別選用前一種材

料當(dāng)作承重骨架，然后再用后一種材料覆蓋在骨架上，從而形成一個可供人們棲息的空間。

典型的印第安人式帳篷的骨架是由許多根樹干和樹枝做成的，樹干的下端插入地下，

上端集中在一起，四周覆以獸皮或人工紡織的席子，這樣就形成了一個圓錐形的空間。這

種原始的帳篷結(jié)構(gòu)極其簡單，內(nèi)部空間狹小局促，人在其中生活會受到很多的限制。

我國古代建筑所運(yùn)用的木構(gòu)架也是一種框架結(jié)構(gòu)，它具有悠久的歷史，據(jù)估計這種梁

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)早在公元二世紀(jì)的漢代就己經(jīng)超于成熟。由于梁架承擔(dān)著屋頂?shù)娜亢奢d，而

墻僅起維護(hù)空間的作用，因而可以做到“墻倒屋不塌”。

除木材外，用磚石也可能砌筑成為框架結(jié)構(gòu)的形式。13-15世紀(jì)在歐洲風(fēng)行一時的高直

式建筑所采用的正是一種磚石框架結(jié)構(gòu)。高直式教堂所采用的尖拱拱肋結(jié)構(gòu)，無論從形式

或受力狀態(tài)上看都不同于羅馬時代的筒形拱或彎窿。它的最大特點(diǎn)是把拱面上的荷載分別

集中在若干根拱肋上，再通過這些交又的拱肋把重力匯集于拱的矩形平面的四角，這樣就

可以通過極細(xì)的柱墩把重力傳遞給地面。高直式教堂就是以重復(fù)運(yùn)用這種形式的基本空間

單元而形成宏大的室內(nèi)空間的。

近代框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，不僅改變了傳統(tǒng)的設(shè)計方法，甚至還改變了人們傳統(tǒng)的審美觀

念。采用磚石結(jié)構(gòu)的古典建筑，愈是底層，荷載愈大，墻也愈實(shí)愈厚，由此形成了一條關(guān)

于穩(wěn)實(shí)的觀念一上輕下重、上小下大、上虛下實(shí)，而違反了這些原則就會使人產(chǎn)生不愉快

的感覺。采用框架結(jié)構(gòu)的近現(xiàn)代建筑，由于荷載全部集中在立柱上，底層無須設(shè)置厚實(shí)的

墻壁，而僅僅依靠立柱就可以支托建筑物的全部荷載，因而它可以根本無視這些原則，甚

至還可以把這樣原則顛倒過來一采用底層透空的處理手法，使建筑物的外形呈上大下小或

上實(shí)下虛的形式。

采用框架結(jié)構(gòu)的近代建筑，由于荷載的傳遞完全集中在立柱上，這就為內(nèi)部空間的自

由靈活分隔創(chuàng)造了十分有利的條件，現(xiàn)代西方建筑正是利用這一有利條件，打破了傳統(tǒng)六

面體空間觀念的束縛，以各種方法對空間進(jìn)行靈活的分隔，不僅適應(yīng)了復(fù)雜多變的近代功

能要求，同時還極大地豐富了空間的變化，所謂“流動空間”正是對傳統(tǒng)空間觀念的一種

突破。

由于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，我國建國解放以來建造了許多鋼混結(jié)構(gòu)的建筑

物，例如北京的長城飯店，長城飯店是中國國際旅行社北京分社與美國伊沈建設(shè)發(fā)展有限

公司合資建設(shè)和經(jīng)營的高級旅游飯店。該飯店是美國貝克特國際公司設(shè)計，由北京市六建

公司、機(jī)械施工公司、設(shè)備安裝公司、市政三公司、房修二公司、園林局修建公司和花木

公司聯(lián)合建設(shè)施工的。工程占地1.5萬平方米，建筑總面積82459萬平方米。全組建筑呈

“Y”字型，中心塔樓22層，高82.85米，周圍分三翼，為18層。全部為柔性框架抗震結(jié)

構(gòu)。外墻飾面采用反射片式冷光玻璃，晶瑩光亮，猶如水晶宮一般，有“玻璃大廈”之稱。

在當(dāng)前的發(fā)展趨勢中，更為合理的是同時采用鋼和鋼筋混凝土材料的混合結(jié)構(gòu)。這種

結(jié)構(gòu)可以使兩種材料互相取長補(bǔ)短，取得經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)性能優(yōu)良的效果。目前有這兩種

組合方式：

（1）用鋼材加強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件。鋼材放在構(gòu)件內(nèi)部，外部有鋼筋混凝土做成，成為

鋼骨（或型鋼）混凝土構(gòu)件。也可以在鋼管內(nèi)部填充混凝土，做成外包鋼構(gòu)件，成為鋼管

混凝土。前者可充分利用外包混凝土的剛度和耐火性能，又可利用鋼骨減小構(gòu)件斷面和改

善抗震性能，現(xiàn)在應(yīng)用比較普遍。

（2）部分抗側(cè)力結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)，另一部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（或部分采用鋼骨混凝

土結(jié)構(gòu)）。這種結(jié)構(gòu)可成為混合結(jié)構(gòu)，多數(shù)情況下使用鋼筋混凝土做筒（剪力墻），用鋼材

做框架梁、柱。例如：上海靜安希爾頓飯店就是這種混合結(jié)構(gòu)。香港中國銀行則是另一種

混合方式，它采用鋼骨混凝土角柱，而橫梁及斜撐都采用鋼結(jié)構(gòu)。被稱為中華第一樓的上

海金茂大廈，就是采用鋼筋混凝土做核心筒，外框用鋼骨混凝土柱和鋼柱的混合結(jié)構(gòu)。深

圳地王大廈也是用鋼筋混凝土做核心筒，外框?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)。

除鋼筋混凝土外，鋼材也是一種比較理想的框架結(jié)構(gòu)材料。與鋼筋混凝土相比，鋼材

強(qiáng)度高、韌性大、易于加工滴層鋼結(jié)構(gòu)具有決構(gòu)斷面小、自重輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)；鋼

結(jié)構(gòu)構(gòu)件可在工廠加工，能縮短現(xiàn)場施工工期，施工方便。但鋼材的防火性能差，用鋼材

做框架還必須用不易燃的材料把它包裹起來，這也會給設(shè)計帶來許多麻煩。鋼筋混凝土主

要缺點(diǎn)是構(gòu)件斷面大，占據(jù)面積達(dá)、自重大。但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價較低，且材料來源

豐富，并可以澆筑成各種復(fù)雜斷面形狀，還可以組成多種結(jié)構(gòu)體系；可節(jié)省鋼材，承載能

力不低，經(jīng)過合理設(shè)計，可獲得較好的抗震性能。因?yàn)閮烧吒饔兴L，目前世界各國的情

況不同，有的主張用鋼框架，有的則主張用鋼筋混凝上框架。就我國的情況來講，由于鋼

的產(chǎn)量不足，成本較高一般均采用鋼筋混凝土框架。

框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)形式，橫梁和柱，通過節(jié)點(diǎn)連為一體，

形成承重結(jié)構(gòu)，將荷載傳至基礎(chǔ)，整個房屋全部采用這種結(jié)構(gòu)形式的稱為框架結(jié)構(gòu)或純

（全）框架結(jié)構(gòu)，框架可以是等跨或不等跨的，也可以是層高相同或不完全相同的，有時

因工藝和使用要求，也可能在某層抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。

框架結(jié)構(gòu)體系是由豎向構(gòu)件的柱子與水平構(gòu)件的梁通過節(jié)點(diǎn)連接而成的，既承擔(dān)豎向

荷載，又承擔(dān)水平荷載的結(jié)構(gòu)。橫梁和立柱通過節(jié)點(diǎn)連成一體，形成承重結(jié)構(gòu)，將荷載傳

至基礎(chǔ)。其特點(diǎn)是承重系統(tǒng)與非承重系統(tǒng)有明確的分工，支承建筑空間的骨架與梁，柱是

承重系統(tǒng)，而分割室內(nèi)外空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)隔墻是不承重的，這種結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)度高，

整體性好剛度大，抗震性好，開窗自由。

這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，能獲得較大的使用空間，建筑立面容易處

理，可以適應(yīng)不同的房屋造型。同時，在結(jié)構(gòu)性能方面，框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自振周

期較長，地震反應(yīng)較小，經(jīng)過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以具有較好的延性性能，成為“延性框架”。

框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較小，當(dāng)層數(shù)過多時，會發(fā)生過大的側(cè)移，易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞

而不能滿足使用要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是柔性結(jié)構(gòu)，有水平位移，房屋的總水平位移越大，人的

感覺越不舒服，而層間位移會影響建筑物的裝修和隔墻開裂，由于框架結(jié)構(gòu)層間變形較大，

在地震區(qū)，高層框架結(jié)構(gòu)帶來的另一嚴(yán)重問題是，容易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，因而對這

兩種水平位移進(jìn)行限，這樣在設(shè)計中要增大房屋的抗側(cè)剛度?？蚣芸箓?cè)剛度主要取決于梁、

柱的截面尺寸。通常梁柱截面慣性矩小，側(cè)向變形較大，這是框架結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)，也因

此而限制了框架結(jié)構(gòu)的使用高度。

同時由于框架構(gòu)件截面較小，抗側(cè)剛度較小，在強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)整體位移和層間位移

都較大，容易產(chǎn)生震害。在框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，柱頂、柱底、梁端易出現(xiàn)裂縫。但是

框架梁的裂縫寬度驗(yàn)算往往被工程設(shè)計人員忽視，對此應(yīng)引起注意。影響裂縫寬度的主要

因素有兩方面。一是混凝土強(qiáng)度等級，二是鋼筋的級別和直徑。對于普通的混凝土構(gòu)件，

混凝土強(qiáng)度等級的提高對梁的裂縫寬度影響不大，一般情況宜采用增大梁的配筋率或增大

梁的截面尺寸的方法來減小梁的裂縫寬度。另外，要注意的是在用計算機(jī)輔助軟件進(jìn)行計

算時，一定要將恒、活荷載分開來輸入，以便正確進(jìn)行內(nèi)力組合和裂縫寬度計算。此外，

非結(jié)構(gòu)性破壞如填充墻、建筑裝修和設(shè)備管道等破壞較嚴(yán)重。因而其主要適用于非抗震區(qū)

和層數(shù)較少的建筑，抗震設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)除需加強(qiáng)梁、柱和節(jié)點(diǎn)的抗震措施外，還需注意

填充墻的材料以及填充墻與框架的連接方式等，以避免框架變形過大時填充墻的破壞。

但是隨著結(jié)構(gòu)高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構(gòu)件的彎矩和剪力顯著增加，從

而導(dǎo)致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來困難，

影響建筑空間的正常使用，在材料用量和造價方面也趨于不合理。當(dāng)有變形性能良好的輕

質(zhì)隔斷及外墻材料時，鋼筋混凝土框架可建造到30層左右，但在我國目前的情況下，框架

結(jié)構(gòu)建造高度不宜太高，以15-20層以下為宜。

當(dāng)柱為正方形或接近正方形，或樓面荷載較大的情況下，可采用縱橫向承重方案，這

時樓面常為現(xiàn)澆雙向板樓蓋或井字梁樓蓋，兩個方向的框架同時承受豎向荷載和水平荷

載。

在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面，木工程中出現(xiàn)以來，隨著生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)積累和科學(xué)研究的

不斷進(jìn)步，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法在不斷的發(fā)展和完善，先后經(jīng)歷了容許應(yīng)力設(shè)

計方法、破損階段設(shè)計方法和極限狀態(tài)設(shè)計方法。

容許應(yīng)力法以線彈性設(shè)計方法為基礎(chǔ)，要求在使用荷載作用下構(gòu)件截面的應(yīng)力不大于

容許應(yīng)力，截面應(yīng)力按線彈性設(shè)計方法求出，容許應(yīng)力是用材料的強(qiáng)度除以安全系數(shù)求得。

容許應(yīng)力法僅考慮材料的彈性性質(zhì)，容許應(yīng)力取值也無科學(xué)依據(jù)，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計是否安全

可靠無法用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

破損階段法以塑性設(shè)計方法為基礎(chǔ)，要求在使用荷載作用下構(gòu)件截面的內(nèi)力不大于破

壞時內(nèi)力除以某一安全系數(shù)，破損階段法使構(gòu)件有了總的安全度的概念，可以說它開創(chuàng)了

一個新局面。但它仍存在一些重大的缺點(diǎn):只保證了構(gòu)件的強(qiáng)度，但卻無法了解構(gòu)件正常使

用是否滿足要求;安全系數(shù)取值仍須經(jīng)驗(yàn)，并無嚴(yán)格科學(xué)依據(jù);單一安全系數(shù)不能對不同荷

載、材料、構(gòu)件區(qū)別對待，從而正確地度量框架結(jié)構(gòu)的安全度。

極限狀態(tài)法是破損階段的發(fā)展，它規(guī)定了框架結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)，并把單一安全系數(shù)改

為三個分項(xiàng)系數(shù)，即荷載系數(shù)、材料系數(shù)和工作系數(shù)，從而把不同荷載、材料、構(gòu)件區(qū)別

對待，使構(gòu)件具有比較一致的安全度。

從本質(zhì)上講，破損階段設(shè)計法和極限狀態(tài)設(shè)計法中的承載力極限狀態(tài)設(shè)計所依據(jù)的都

是極限強(qiáng)度設(shè)計方法。極限強(qiáng)度設(shè)計方法的基本原則是求出截面破壞時的極限承載力，然

后控制截面在使用荷載作用下的內(nèi)力不大于破壞時的極限承載力除以某個考慮安全的系

數(shù)。系數(shù)可用單一系數(shù)，即破損階段法;也可用分項(xiàng)截面鋼筋超配系數(shù)，即極限狀態(tài)法。隨

著可靠度設(shè)計方法的發(fā)展，安全系數(shù)的取值己經(jīng)從傳統(tǒng)的定值設(shè)計法發(fā)展到今天的半概率

設(shè)計有很高的延性。然而在實(shí)際工程中很難完全做到這一點(diǎn)，比較經(jīng)濟(jì)的辦法是有選擇有

重點(diǎn)的提高結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件或某些善、更科學(xué)的方向發(fā)展。但是，只有框架結(jié)構(gòu)的極限承

載力得以準(zhǔn)確評估后，框架結(jié)構(gòu)安全系數(shù)更為精確、科學(xué)的取值才會更有意義框架結(jié)構(gòu)安

全度才能得到充分保證。

可見，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計是十分重要的一項(xiàng)工作，設(shè)計的科學(xué)性對框架結(jié)構(gòu)設(shè)

計的經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性都有十分重大的意義。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建設(shè)工程設(shè)計的重要

環(huán)節(jié)，是保障建筑結(jié)構(gòu)安全、實(shí)現(xiàn)建筑使用功能的靈魂。

地震時建筑物的穩(wěn)定性是建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個很重要的考慮方面，但是鋼筋混凝土

結(jié)構(gòu)如果要求在大震作用下，結(jié)構(gòu)仍處于彈性階段不發(fā)生破壞是很不經(jīng)濟(jì)的。既經(jīng)濟(jì)又安

全的抗震設(shè)計是允許在強(qiáng)烈地震作用下破壞嚴(yán)重，但不應(yīng)倒塌。因此，依靠彈塑性消耗地

震能量是抗震設(shè)計的特點(diǎn)，“大震不倒”是設(shè)計要達(dá)到的目標(biāo)。

具有塑性變形能力的框架結(jié)構(gòu)稱為延性框架，大量的震害調(diào)查試驗(yàn)證明，鋼筋混凝土

框架經(jīng)過合理設(shè)計，可以達(dá)到較大的延性。為了保證結(jié)構(gòu)有較大的延性，應(yīng)做到以下方面：

鋼筋混凝土框架梁、柱構(gòu)件之間應(yīng)設(shè)置為“強(qiáng)柱弱梁，

鋼筋混凝土框架的層間變形能力取決于梁柱的變形能力。柱是壓彎構(gòu)件，其變形能力

不如梁，所以較合理的破壞機(jī)制梁比柱盡可能早發(fā)生，底層柱柱底塑性較較晚形成。鋼筋

混凝土框架梁、柱構(gòu)件應(yīng)避免剪切破壞?？蚣芰骸⒅卿摻罨炷恋闹饕芰?gòu)件，應(yīng)以

受彎破壞為主，這樣構(gòu)件延性好。梁、柱節(jié)點(diǎn)的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件承載力。在鋼筋

框架設(shè)計中，除了保證梁柱構(gòu)件具有足夠的承載力和變形能力外，保證節(jié)點(diǎn)的抗剪能力，

使之不過早破壞十分重要。

震害調(diào)查表明：節(jié)點(diǎn)破壞大多數(shù)是由于無箍筋或少箍筋，在剪壓作用下混凝土出現(xiàn)斜

裂縫甚至擠壓破壞，縱筋壓屈成燈籠狀。因此保證節(jié)點(diǎn)不發(fā)生剪切破壞的主要措施是保證

節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性以及在節(jié)點(diǎn)核心內(nèi)配置足夠的箍筋。

框架結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計主要?dú)w納為以下幾點(diǎn)：

(1)選擇對建筑抗震有利的場地和地基?？拐鹪O(shè)計時，應(yīng)選擇堅硬土或中硬土場地,

當(dāng)無法避開不利的或危險的場地時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

(2)結(jié)構(gòu)必須具有足夠的剛度和承載力，以及良好的延性和耗能能力。足夠的剛度使

結(jié)構(gòu)滿足小震作用下的側(cè)移和層間變形限值，避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。特別是不規(guī)則框架,

一定要設(shè)置從上到下貫通連續(xù)的有較大的剛度和承載力的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的延性和耗能

能力，通過采取構(gòu)造措施獲得。

(3)盡可能設(shè)置多道抗震防線。地震有一定的持續(xù)時間，而且可能多次作用，適當(dāng)處

理構(gòu)件強(qiáng)弱關(guān)系，使其形成多道防線，是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震能力的重要措施。例如，框架結(jié)構(gòu)

中的梁和柱，要做成“強(qiáng)柱弱梁”。

(4)控制結(jié)構(gòu)的非彈性部位(塑性校區(qū))，實(shí)現(xiàn)合理的屈服耗能機(jī)制。塑性較是結(jié)構(gòu)屈

服后的耗能部位，塑性錢的分布確定了結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制，塑性較所在部位則影響到錢的耗

能能力。合理的耗能機(jī)制是梁較機(jī)制，因?yàn)榱哄X機(jī)制結(jié)構(gòu)的層間位移均勻，即使出現(xiàn)較多

的梁錢也不會形成機(jī)構(gòu)。另一個原因是梁的軸向應(yīng)力小，并且可以設(shè)計成彎曲破壞而不是

剪切破壞，只要在梁端采取措施，就能獲得良好的延性。

(5)應(yīng)合理選擇梁柱截面尺寸、配置縱向鋼筋和箍筋，避免剪切破壞先于彎曲破壞、

混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋錨固粘結(jié)先于構(gòu)件破壞。這是因?yàn)榧羟?、壓潰和錨固

破壞都是脆性破壞，延性很小。

(6)提高結(jié)構(gòu)整體性。各構(gòu)件之間的連接，必須可靠，符合下列要求:構(gòu)件節(jié)點(diǎn)(主要

是梁柱節(jié)點(diǎn))的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力，當(dāng)構(gòu)件屈服、剛度退化時，節(jié)點(diǎn)應(yīng)保

持承載力和剛度不變。予埋件的錨固承載力不應(yīng)低于連接件的承載力，裝配式的連接應(yīng)保

證結(jié)構(gòu)的整體性，各抗側(cè)力構(gòu)件必須有可靠的措施以確保空間協(xié)同工作。

(7)地基承載力和剛度要與上部框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)。

(8)以工程實(shí)際情況和概念設(shè)計的基本理論為依據(jù)，這是:①結(jié)構(gòu)總體系與各分體系

的工作原理和力學(xué)性質(zhì)；②設(shè)計和構(gòu)造處理原則；③計算程序的力學(xué)模型和功能；④吸取

或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

建筑物是社會物質(zhì)和文化財富，它在滿足使用要求的同時，還需要考慮人們對建筑物

在美觀方面的要求。

建筑設(shè)計是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，綜合考慮基地環(huán)境、使用

功能、結(jié)構(gòu)施工、材料設(shè)備、建筑經(jīng)濟(jì)及建筑藝術(shù)等問題，著重解決建筑物內(nèi)部各種使用

空間的合理安排，建筑物與周圍環(huán)境、與各種外部條件的協(xié)調(diào)配合，內(nèi)部和外表的藝術(shù)效

果，各個細(xì)胞的構(gòu)造方式等，創(chuàng)造出既符合科學(xué)性又具有藝術(shù)性的生產(chǎn)和生活環(huán)境。

建筑設(shè)計在整個工程設(shè)計中起著主導(dǎo)和先行的作用，除考慮建筑與結(jié)構(gòu)、建筑與各種

設(shè)備等相關(guān)技術(shù)的綜合協(xié)調(diào)，以及如何以更少的材料、勞動力、投資和時間來實(shí)現(xiàn)各種要

求，使建筑物做到適用、經(jīng)濟(jì)、堅固、美觀。

追求空間品質(zhì)是現(xiàn)代建筑和古典建筑區(qū)別的重要標(biāo)志之一，在建筑設(shè)計中，設(shè)計者一

般把空間作為一個重要功能因素進(jìn)行平面組合。以劇院設(shè)計為例，一般劇院的公共空間形

態(tài)由門廳、大廳和休息廳等為觀眾服務(wù)的輔助空間共同構(gòu)成，傳統(tǒng)概念中這部分空間的功

能比較單一，主要是為觀眾在演出開幕前以及幕間提供一個休息的場所，所以從設(shè)計考慮

上與觀演廳聯(lián)系比較緊密，在使用上獨(dú)立性不強(qiáng)，在形態(tài)構(gòu)成上多服從于觀演廳。隨著劇

場建筑的發(fā)展，尤其是像國家大劇院這種綜合性的演藝中心的出現(xiàn)，公共空間的功能要求

愈來愈多，公共空間的形態(tài)要求也愈來愈高，獨(dú)立性也愈來愈強(qiáng)。國家大劇院在任務(wù)書中

就明確地要求在這部分空間中不僅要包括休息廳的功能要求，同時要設(shè)置相當(dāng)面積的藝術(shù)

展廊、文化交流、餐飲和商場，由此使整體建筑成為一個向所有人開放的活躍的街區(qū)。這

就在沒有演出的白天時間里，大劇院內(nèi)部也可組織各式各樣的文化活動，吸引戲劇演出之

外參加其它活動的人流，為大劇院的經(jīng)營和使用提供更充裕的硬件資源。

現(xiàn)代建筑發(fā)展到今天，對建筑創(chuàng)作理念的探討已經(jīng)不能停留在二元理論的層面上即要

么把建筑完全視為藝術(shù)的觀念，抽象的形式變成了最主要的建筑語言，比例、均衡、韻律

成了評論建筑的重要標(biāo)準(zhǔn)要么在建筑中添加許多哲學(xué)的想法，致使許多建筑師在設(shè)計中追

求一種哲理上的意義，在這種沖動的鼓舞下，構(gòu)成、符號、鄉(xiāng)土、文脈等各種理論相繼出

現(xiàn)。當(dāng)前的建筑創(chuàng)作理念已經(jīng)由原來方案創(chuàng)作中手法的單一性向多元化發(fā)展，任何一個成

功的典型建筑都是功能、形式和技術(shù)的辨證統(tǒng)一、協(xié)調(diào)組合。

“堅固，實(shí)用，美觀”作為建筑的三要素，它們之間相互制約、相互平衡，由

三要素引申出來的注重技術(shù)、注重形式和注重功能的不同建筑創(chuàng)作理念，表面看它們

是互不相關(guān)的設(shè)計理念，其實(shí)只是在尋求建筑創(chuàng)作中尋求最佳解題方案的不同表現(xiàn)形式，

它根據(jù)具體的建筑設(shè)計項(xiàng)目采用有不同的策略。有獨(dú)創(chuàng)性的建筑師往往都是綜合運(yùn)用各種

設(shè)計方法的。建筑師針對不同的設(shè)計任務(wù)、環(huán)境條件、場所特點(diǎn)和文化要求可選擇與之相

適應(yīng)的設(shè)計方法。各種設(shè)計方法的運(yùn)用均可產(chǎn)生杰出的建筑作品，但在特定的條件下一種

設(shè)計方法可能優(yōu)于其他的方法，因此建筑師掌握和總結(jié)不同的設(shè)計方法是很有必要的。建

筑師并不是在建筑創(chuàng)作中把所有的設(shè)計方法都用到，其實(shí)每個建筑師都有自己常用的或偏

愛的設(shè)計方法，每個設(shè)計項(xiàng)目都有需要解決的突出的問題，找到相應(yīng)的解決方法就是成功

的設(shè)計。所以，每個建筑師在建筑設(shè)計的不同階段，都可能采用不同的設(shè)計方法，針對不

同性質(zhì)的項(xiàng)目，也可能采用不同的設(shè)計方法。

當(dāng)前的建筑創(chuàng)作思路，應(yīng)當(dāng)在充分滿足功能和講究經(jīng)濟(jì)效益的前提下，注意形象建設(shè)，

做到“適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”相結(jié)合。不能離開功能、適用、經(jīng)濟(jì)去片面追求城市形象，否

則，就會墮入形式主義，造成浪費(fèi)。同時應(yīng)對建筑建立合理的評價體系，無論從政府以及

社會的管理和監(jiān)督角度講，應(yīng)該予以重視，特別是一些典型建筑的設(shè)計方案，本文提倡建

筑師運(yùn)用綜合的設(shè)計方法去解決建筑的技術(shù)、功能、美學(xué)、經(jīng)濟(jì)等問題。

建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系：建筑是人們運(yùn)用一定的物質(zhì)材料創(chuàng)造所需空間和環(huán)境的

一種技術(shù)和藝術(shù)，有許多使用和美觀要求；結(jié)構(gòu)是由構(gòu)件組成的能承受“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間和體型。因此，在設(shè)計政府辦公樓時，結(jié)

構(gòu)方面的設(shè)計一定要能滿足建筑方面的要求，而建筑設(shè)計也必須考慮到所采用結(jié)構(gòu)形式的

特點(diǎn)。兩者的關(guān)系相當(dāng)于螺釘和螺帽，只有相互配套，才能共同發(fā)揮作用。

根據(jù)建筑物用途分類，教學(xué)樓應(yīng)屬于民用建筑中的公共建筑。不同用途的建筑有不同

的功能要求，可以根據(jù)教學(xué)要求的實(shí)際對房屋的建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計提出相應(yīng)要求。

2建筑設(shè)計

2.1工程概況

工程名稱：徐州市中國礦業(yè)大學(xué)教學(xué)樓；

工程地點(diǎn)：徐州市三環(huán)南路

工程規(guī)模：主體6層；

結(jié)構(gòu)類型：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；

工程環(huán)境：本工程位于徐州市三環(huán)南路；

地面粗糙度：B類；

建筑類別：丙類；

場地土類別：口類；

設(shè)計使用年限：50年；

結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0；

現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋抗震等級：三級；

環(huán)境類別：上層一類，基礎(chǔ)：二(a)類；

抗震設(shè)防烈度：7度(第一組別)，設(shè)計地震基本加速度值為0.10g；

防火等級：二級；

底層層高為3.6m,其它層均為3.6m,女兒墻高0.9m,建筑物總高度為22.5m。室內(nèi)

外高差為0.60m,無地下室。

2.2地質(zhì)資料

(1)工程地質(zhì)：對建筑物有較大影響的是第四紀(jì)地層，本工程地質(zhì)條件能滿足一般建

筑物的要求，到需注意沖溝、巖脈，建筑物總平面布置應(yīng)盡量避開，以免導(dǎo)致建筑物傾斜、

拉裂。

根據(jù)地質(zhì)資料，野外勘測成果與室內(nèi)土工試驗(yàn)成果表明，場地工程地質(zhì)條件簡單?？?/p>

探深度內(nèi)揭露的巖土地層全為第四系沖洪積層，巖性以粘性土為主。依據(jù)其物理與工程特

性，可劃分為4個主層(編號為層①?層④)。

層①砂土：棕黃、褐黃等色，含少量鐵鎰氧化物，偶有鎰結(jié)核。硬塑，具中壓縮性。

該層層底埋深2.90~6.90m,層厚2.70~6.90m。

層②粘土：棕黃、棕紅色及淺棕紅色，含鐵鎰氧化物，含少量鈣結(jié)核，硬塑，具中壓

縮性。該層層底埋深4.5()~14.0m,層厚LOO~8.50m.

層③粉質(zhì)粘土：黃褐色、褐黃色及棕黃色，偶見鈣質(zhì)條紋。硬塑，具中壓縮性。據(jù)穿

透的勘探點(diǎn)統(tǒng)計,該層層底埋深18.5~25.8m,層厚2.4()~3.00m。

層④粉質(zhì)粘土：褐黃及棕黃等色，含氧化鐵和少量鎰結(jié)核。硬塑，具中壓縮性。該層

最大揭露厚度3.50m,層底標(biāo)高67.47m。

本工程地基土體的平均容重取20.0版/加2；地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值取第一層，

fak=34OKN/nro

(2)水文地質(zhì)：本地區(qū)地下水靠天然降水補(bǔ)給，地下水由東、東南向西、西北方向流

動，與地形坡度一致。

(3)地震工程地質(zhì)：地質(zhì)運(yùn)動以斷裂運(yùn)動為主，褶皺運(yùn)動為輔，斷層裂縫較多，老的

斷層有三條：峰山斷層、張范斷層、花石溝斷層。在斷層內(nèi)有活動跡象，地殼運(yùn)動比較活

躍，尤其是花石溝斷層比較明顯，裂隙地面可見。根據(jù)有關(guān)方面分析：雖然斷層較多，但

斷層并無應(yīng)力積聚條件，故歷史上從未發(fā)生過較大地震(最大三級)，國家地震局和省地

質(zhì)局確定為7度設(shè)防區(qū)。

2.3方案選擇

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系大致有混合結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)

構(gòu)體系、巨型結(jié)構(gòu)體系。本文設(shè)計采用框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)體系是由豎向構(gòu)件的柱子與水

平構(gòu)件的梁通過節(jié)點(diǎn)連接而成的，既承擔(dān)豎向荷載，又承擔(dān)水平荷載的結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是承

重系統(tǒng)與非承重系統(tǒng)有明確的分工，支承建筑空間的骨架是梁，柱是承重系統(tǒng)，而分割室

內(nèi)外空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)隔墻是不承重的，這種結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)度高，整體性好剛度大，抗

震性好。這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，能獲得較大的使用空間，建筑立面容

易處理，可以適應(yīng)不同的房屋造型。

2.4工程要求

該工程為丙類建筑，n類場地，耐火等級為一級，抗震設(shè)防烈度為七度，地震加速度

0.1g,設(shè)計地震第一組，抗震等級為三級。主體結(jié)構(gòu)采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，梁、

柱、板均為現(xiàn)澆，混凝土強(qiáng)度等級主要采用C35,鋼筋主要采用HRB400級鋼筋，箍筋選用

HRB335級鋼筋；本建筑場地較為平整，地質(zhì)條件較為簡單，所以采用全框架結(jié)構(gòu)及柱下

獨(dú)立基礎(chǔ)?；A(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。

2.5建筑設(shè)計說明

在進(jìn)行建筑設(shè)計時，綜合考慮了基地環(huán)境，使用功能，結(jié)構(gòu)選型，施工材料，設(shè)備和

建筑藝術(shù)等問題，合理安排了建筑內(nèi)部各種使用功能和使用空間，并使建筑與周圍外部環(huán)

境相協(xié)調(diào)。

本設(shè)計為中國礦業(yè)大學(xué)教學(xué)樓的設(shè)計，主體結(jié)構(gòu)為6層，高度為22.5m,層高均為3.6

米，室內(nèi)外高差"6m,女兒墻高0.9m。填充墻采用200mm厚的空心砌塊。樓蓋及屋蓋均

采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度為100mm。

整個建筑由抗震縫分為四個區(qū)，分別為南區(qū)、北區(qū)、西區(qū)和東區(qū)，整個建筑因此聯(lián)系

起來成一個回字形，有利于建筑抗震。

將房間按使用的性質(zhì)分類，分為教室、辦公室、開水室和交通聯(lián)系部分。建筑主要布

局為教室，教室分為大教室和普通教室，大教室采用144mx7.2m布局，一個層共有六個,

主要分布在東西走向上，是學(xué)生上課的主要地點(diǎn)。普通教室采用7.2mX7.2m布局，一層上

有八個，主要分布在南北走向，由于教室對于采光要求較高，所以開了較大的窗子。同時

在南北兩區(qū)的兩端安排7.2mX3.6m的辦公室，一層設(shè)置四個，主要用于教師答疑以及日常

辦公。并在南區(qū)辦公室隔壁設(shè)置一個7.2mX3.6m開水室，以便教師及學(xué)生日常飲水。整個

教學(xué)樓根據(jù)《建筑專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》布置，從而來合理地布置各個房間，同時在不影響安全

保衛(wèi)工作的基礎(chǔ)上使其內(nèi)外聯(lián)系方便。

教學(xué)樓的衛(wèi)生間，在布局中的位置，充分考慮到來此地的各部分人的使用方便，盡量

保證良好的通風(fēng)和采光。本設(shè)計在每層各布置兩個廁所，緊靠樓梯，使用方便。建筑為六

層，故采用了樓梯作為垂直交通手段，考慮到學(xué)生人流量較大以及筑的抗震防火要求，故

設(shè)置三個樓梯，在南區(qū)設(shè)置一個樓梯，在北區(qū)設(shè)置兩個樓梯，樓梯寬度為3.6m,樓梯間休

息平臺寬度1.9mo

本設(shè)計采用外廊式與內(nèi)廊式相結(jié)合的布局，外廊式布局主要特點(diǎn)是具有較好的朝向、

采光和通風(fēng)；內(nèi)廊式布局的主要優(yōu)點(diǎn)是走道所占的面積比較小，此外，為了解決內(nèi)廊式走

道采光不好的問題，在走道端部開設(shè)窗子以解決走道的采光問題。

2.5.1建筑平面說明

建筑平面設(shè)計是在熟悉使用空間及其使用要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析建筑整體的使用

要求，分析各使用空間之間及使用空間與交通聯(lián)系空間之間的相互關(guān)系，綜合考慮技術(shù)、

經(jīng)濟(jì)和建筑藝術(shù)等方面的要求，結(jié)合整體規(guī)劃、場地環(huán)境等具體條件，將各使用空間和交

通聯(lián)系空間在水平方向上相互聯(lián)系和結(jié)合，組成一個有機(jī)的建筑整體。

在建筑平面設(shè)計過程中，由于設(shè)計題目為教學(xué)樓，建筑的功能要求比較單一，主要為

教學(xué)之用，同時結(jié)合辦公答疑之用。首先從建筑的功能著手，分析其使用空間的結(jié)合，把

建筑中使用功能相同或聯(lián)系緊密的使用空間組合在一起形成一區(qū)。平面設(shè)計中將房間按不

同的功能要求分類并進(jìn)行分區(qū)布局，使之既有明確的分區(qū)和隔離，又有必要的聯(lián)系。本設(shè)

計中主要是教室的集中，結(jié)合辦公室、開水房輔助教室使用。

根據(jù)規(guī)范要求，本設(shè)計由于采用的是框架結(jié)構(gòu)，房間的布置比較靈活，根據(jù)房間使用

的性質(zhì)不同，房間的尺寸也不同，房屋的開間取為7.2m,進(jìn)深為7.2m。中間走道為3.6m。

廁所布置在建筑朝向較差的一面，距最遠(yuǎn)的房間距離遠(yuǎn)小于50米，符合規(guī)范要求。

252建筑立面說明

建筑的立面設(shè)計是在符合使用功能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等要求的前提下對建筑空間造型的進(jìn)

一步美化，運(yùn)用建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律，緊密結(jié)合平面、剖面的內(nèi)部空間組合而

進(jìn)行的。因此在立面設(shè)計中一應(yīng)反映出建筑的性格，即建筑的使用性質(zhì)；二應(yīng)反映內(nèi)部空

間及其組合情況；三應(yīng)反映自然條件和民族特點(diǎn)的不同；四應(yīng)適應(yīng)基地環(huán)境和建筑規(guī)劃的

總體要求。

本設(shè)計在立面上看起來顯的比較簡單，柱子突出外墻起到了分隔作用且采用輕質(zhì)裝飾

材料，給人以強(qiáng)烈的視覺效果。在墻面涂料上，用的是水刷石涂料，顯的比較質(zhì)樸、典雅。

在窗戶處理上，整個立面大體上采用了兩種形式的窗戶，較為傳統(tǒng)的矩形窗使得整個建筑

顯的很穩(wěn)重，樓梯間使用的弧形窗使得樓梯間顯得典雅?？傮w上說，整個建筑在立面設(shè)計

上力求達(dá)到活潑、簡潔、樸素、典雅的效果。通過對空間的綜合利用，以端莊樸實(shí)無華的

形象來表達(dá)教學(xué)建筑的豐富文化內(nèi)涵，達(dá)到形式和內(nèi)容的統(tǒng)一，使環(huán)境得到改善。

突出建筑物立面中的重點(diǎn)，既是建筑造型的設(shè)計手法，也是房屋使用功能的需要。建

筑物的主要出入口部分，是人們經(jīng)常經(jīng)過和接觸的地方，在使用上要求地位明顯，易于找

到。

2.5.3建筑剖面說明

建筑剖面設(shè)計的任務(wù)是確定建筑各部分空間的高度、建筑的層數(shù)、建筑空間的利用以

及處理建筑剖面中結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系等問題。建筑剖面設(shè)計的實(shí)質(zhì)是對使用空間、交通聯(lián)系空

間進(jìn)行豎向的組合布局。建筑剖面設(shè)計和建筑的使用、造價、節(jié)約用地等有很大的關(guān)系，

而且要結(jié)合平面一起考慮，才能有助于剖面設(shè)計的完成。層高是剖面設(shè)計的重要數(shù)據(jù)，是

工程常用的控制尺寸。本設(shè)計中層高的確定除了考慮室內(nèi)凈高與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造所需的高度外,

還使其符合建筑模數(shù)的要求。建筑剖面組合則是根據(jù)建筑豎向使用要求，解決層高、層數(shù)

和建筑在高度方向的安排方式，并協(xié)調(diào)這些因素與“造型力求簡潔”之間的矛盾。

(1)房屋各部分高度的確定

房間剖面的設(shè)計，首先需要確定室內(nèi)的凈高。即房間內(nèi)樓地面到頂棚或其他構(gòu)件底面

的距離。室內(nèi)凈高和房間剖面形狀的確定主要考慮以下幾個方面：室內(nèi)使用性質(zhì)和活動特

點(diǎn)的要求，采光通風(fēng)的要求，結(jié)構(gòu)類型的要求，室內(nèi)空間比例的要求。本設(shè)計層高均為為

3.6m。

(2)房間層數(shù)的確定

影響確定房間層數(shù)的因素有很多。主要有房屋本身的使用要求、校園規(guī)劃的要求、選

用的結(jié)構(gòu)類型以及建筑防火等。根據(jù)上述要求，確定取6層的建筑高度。

(3)樓梯在剖面中的位置

畫剖面圖時，一般要將樓梯、門廳、走廊等較復(fù)雜的部位表現(xiàn)出來。

(4)建筑空間的利用

充分利用建筑物內(nèi)部的空間，除了充分發(fā)揮主體空間的功用外，還須對走廊、樓梯和

門廳等進(jìn)行充分利用。走廊平頂?shù)纳喜?，可以作為設(shè)置通風(fēng).照明設(shè)備和鋪設(shè)管線的空間。

樓梯間的底部和頂部，通常都有可以利用的空間，當(dāng)樓梯間底層平臺不作出入口用時，平

臺以下的空間可作貯藏或廁所等輔助房間。

2.5.4門窗尺寸確定

(1)門的寬度、開啟方式、數(shù)量及位置的確定。

根據(jù)人流的多少和搬進(jìn)房間的家具、設(shè)備的大小來決定門的寬度，樓梯的門為雙向的

彈簧門，寬為2200m,高度取2400mm,兩頭的疏散門也為雙向的彈簧門，門寬取2200m,

內(nèi)部的房間取門寬為1100mm,高度取2100m。開啟方式是根據(jù)規(guī)范的要求來做的。廁所

的門寬1200mm。

(2)窗的大小及位置確定

房間中窗的大小和位置的確定，主要是考慮道室內(nèi)采光和通風(fēng)的要求。本次設(shè)計中，

一般教學(xué)樓的窗均采用鋁合金窗平推窗，而且均是居中布置，考慮《建筑設(shè)計規(guī)范》要求

窗地比不小于1：6,各層窗高均取為2100mm,寬度為2700mm。經(jīng)驗(yàn)算窗地比均符合要

求，通風(fēng)良好。

廁所內(nèi)開的窗采用不透光的材料，充分保證私密性，并配置機(jī)械通風(fēng)設(shè)備。

(3)水平交通聯(lián)系部分：走廊，過道。

該部分的主要功能是連接同一層內(nèi)的各個房間、樓梯、門廳等，以解決建筑物中水平

聯(lián)系和疏散的問題，要求其寬度滿足人流通暢和建筑防火的要求。

按《建筑設(shè)計規(guī)范》要求，教學(xué)用房：內(nèi)廊不應(yīng)小于2100mm；外廊不應(yīng)小于1800mm,

考慮到柱的截面尺寸和基礎(chǔ)布置，適當(dāng)放大取走道寬3.6m,可讓四人并行通過。

2.5.5樓梯間的確定

本建筑共設(shè)三部樓梯，均設(shè)置在人員密集處。

(1)樓梯形式的選擇：樓梯常見的形式有板式樓梯和梁式樓梯。梁式樓梯由踏步板、

斜梁、平臺板和平臺梁組成，踏步板支承在斜梁上，斜梁再支承在平臺梁上，作用于樓梯

上的荷載先由踏步板傳給斜梁，再由斜梁傳至平臺梁。梁式樓梯梯段板較薄，可以節(jié)省材

料，當(dāng)梯段板較長時，梁式樓梯較為經(jīng)濟(jì)，但這種樓梯施工復(fù)雜，外觀也顯得比較笨重。

板式樓梯具有下表面平整，施工支模方便，外觀比較輕巧的優(yōu)點(diǎn)，是一種斜放的板，板端

支承在平臺梁上，作用于梯段上的荷載直接傳至平臺梁。當(dāng)梯段跨度較小時，采用板式樓

梯較為合適，但其斜板較厚，為跨度的1/25?1/30。本工程均采用板式樓梯。

(2)樓梯踏步的尺寸：計算踏步高度和寬度的一般公式：

2r+g=s>600mm,(2.1)

式中：

r—踏步高度；

g一踏步寬度；

600mm一婦女、兒童平均踏步長度。

考慮到人們行走的舒適性，便于疏散等要求，取踏面寬300mm,踢面高150mm，樓梯

坡度小于30度。

(3)梯段和平臺的尺寸：房門距最近的樓梯口的距離與防火等級和建筑類型有關(guān)，一

般最大需30米。兩跑樓梯間留有空隙，稱為樓梯井。樓梯井至少做15厘米，本設(shè)計為20

厘米，可以供消防水管穿過。樓梯的梯段寬度根據(jù)建筑使用者的多少確定，每人需占有一

定的疏散寬度，而且梯段寬度應(yīng)大于L9米。

(4)樓梯扶手的確定：樓梯的扶手應(yīng)堅固適用，且在兩側(cè)都設(shè)有扶手，其高度為1100

mm。在樓梯的起始及終結(jié)處，扶手均自其前緣向前伸出200mm,且出于安全因素，扶手

末端向下布置。

2.5.6廁所尺寸確定

廁所內(nèi)設(shè)有帶洗手池的前室，廁所有直接自然風(fēng)和天然采光。

(1)衛(wèi)生潔具數(shù)量按規(guī)范要求:男廁每50人設(shè)大便器一只，每50人設(shè)小便槽1000mm；

女廁每25人設(shè)大便器一只。本建筑每層樓最多1000人，考慮到現(xiàn)實(shí)中男女比例的問題，

按男：女=3：2計算，本設(shè)計每層男廁共設(shè)18個大便器，小便槽18m,女廁共設(shè)10個大

便器。洗手池及各衛(wèi)生潔具的尺寸均按建筑設(shè)計圖集的要求確定。

(2)為遮擋視線，在男廁的小便槽處設(shè)置了1100寬、1200高的擋板。

2.5.7建筑抗震設(shè)計

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震

設(shè)計。徐州地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，故進(jìn)行抗震設(shè)防。

建筑根據(jù)其使用功能的重要性分為甲、乙、丙、丁四個抗震設(shè)防類別。甲類應(yīng)屬于重

大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑；乙類建筑應(yīng)屬于地震時使用功能不能

中斷或需要盡快恢復(fù)的建筑，以及地震時可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提

高設(shè)防標(biāo)注；丙類建筑應(yīng)屬于除甲、乙、丁類以外的一般建筑，丙類建筑應(yīng)屬于抗震次要

建筑。本工程的抗震設(shè)防類別為丙類，丙類建筑地震作用和抗震措施均應(yīng)符合本地區(qū)抗震

設(shè)防的要求。丙類建筑的抗震等級應(yīng)由《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》確定，本設(shè)計屬于框架結(jié)構(gòu)，

7度抗震設(shè)防，高度小于30m,故為三級框架。

2.5.8建筑細(xì)部做法

1)勒腳：

勒腳是墻身接近室外地面的部分，一般情況下，其高度為室內(nèi)地坪與室外地面的高差

部分。它起著保護(hù)墻身和增加建筑物立面美觀的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、

雪的侵蝕，遭到破壞，同時地表水和地下水的毛細(xì)作用所形成的地潮也會造成對勒腳部位

的侵蝕。所以，在構(gòu)造上必須采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

勒腳防潮層：分為水平防潮層和垂直防潮層。當(dāng)室內(nèi)地坪出現(xiàn)高差或室內(nèi)地坪低于室

外地面時，要同時設(shè)置水平防潮層和垂直防潮層。

本工程只設(shè)水平防潮層。水平防潮層根據(jù)材料的不同，一般有油氈防潮層、防水砂漿

防潮層、配筋細(xì)石混凝土防潮層。

油氈防潮層具有一定的韌性、延伸性和良好的防潮性。由于油氈層降低了上下砌體之

間的粘結(jié)力，且降低了砌體的整體性，對抗震不利，目前已少用。

砂漿防潮層是在需要設(shè)置防潮層的位置鋪設(shè)防水砂漿。防水砂漿能克服油氈防潮層的

缺點(diǎn)，但由于砂漿系脆性材料，易開裂。故不適于地基會產(chǎn)生微小變形的建筑中。

為了提高防潮層的抗裂性能，常采用60mm厚的配筋細(xì)石混凝土防潮層。工程中常在

標(biāo)高-0.06m處設(shè)防潮層。

2)散水

為保護(hù)墻基不受雨水的侵蝕，常在外墻四周將地面做成向外傾斜的坡面，以使將屋面

水排至遠(yuǎn)處，這一坡面稱散水。

散水坡度約3%-5%,寬一般為60()加加-10()0〃“，縱向每隔10米做一道伸縮縫，散水與

外墻設(shè)20寬縫，其縫內(nèi)均填瀝青砂漿。當(dāng)屋面排水方式為自由落水時，要求其寬度較出檐

多200mm,一般雨水較多地區(qū)多做成明溝，干燥地區(qū)多做成散水。本工程做散水，寬度

600川n,坡度3%o

3)樓地面工程

(1)內(nèi)地面混凝土墊層酌情設(shè)置縱橫縫(平頭縫)，細(xì)石混凝土地面面層設(shè)置分格縫，

分格縫與墊層縮縫對齊，縫寬20mm,內(nèi)填瀝青瑪蹄諦脂。

(2)現(xiàn)澆水磨石樓地面面層應(yīng)分格，除特殊注明外，一般普通水磨石面層用厚玻璃條

分隔。

(3)室內(nèi)經(jīng)常有水房間(包括室外陽臺)應(yīng)設(shè)地漏，樓地面用1：2.5水泥砂漿(摻

3%防水粉)作不小于1%排水坡度坡向地漏，最薄處為20厚，地面最高點(diǎn)標(biāo)高低于同層房

間地面標(biāo)高20o

(4)特殊注明外，門外踏步、坡道的混凝土墊層厚度做法同地面。

(5)建筑電纜井、管道井每層在樓板處做法按結(jié)構(gòu)整鋪鋼筋，待管道安裝后用同樣標(biāo)

號混凝土封閉。

4)屋面工程

(1)屋面防水等級為二級，具體做法詳見《施工說明》(蘇J9501)

(2)基層與突出屋面結(jié)構(gòu)(女兒墻、墻、變形縫、管道、天溝、檐口)的轉(zhuǎn)角處水泥

砂漿粉刷均做成圓弧或圓角。

(3)凡管道穿屋面等屋面留洞孔位置須檢查核實(shí)后再做防水材料，避免做防水材料后

再鑿洞。

5)變形縫

建筑物由于受氣溫變化、地基不均勻沉降以及地震等因素的影響，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生附

加應(yīng)力和變形，因而在變形敏感的部位留出一定的縫隙即變形縫，以保證各部分建筑物在

這些縫隙中有足夠的變形寬度而不造成建筑物的破壞。變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震

縫。

本設(shè)計中住宅樓的長度較長，因而受溫度變化的影響而產(chǎn)生的變形較大，所以在建筑

17軸處設(shè)溫度縫。本設(shè)計各層均在同一平面上，不存在高差，因此無需設(shè)沉降縫。同時本

設(shè)計為7度抗震設(shè)防，應(yīng)設(shè)防震縫。

根據(jù)《抗震規(guī)范》，防震逢的最小寬度應(yīng)符合下列要求：

(1)框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過15m時可采用70mm；超過15m時,

6度、7度、8度和9相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m,宜增加寬度2()mm。

(2)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確

定。

考慮到地震作用的影響，設(shè)置了兩個抗震縫，抗震縫寬根據(jù)規(guī)范公式計算得

225—15

70+—%——x20=107.5,取110mm,分別在南區(qū)與東區(qū)轉(zhuǎn)角處和北區(qū)與東區(qū)轉(zhuǎn)角處，

4

將整個體型分成規(guī)則的矩形建筑物，避免差異側(cè)移加重震害。

6)基礎(chǔ)工程

根據(jù)現(xiàn)行《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》和地基損壞造成建筑物破壞后果(危及人的生命、

造成經(jīng)濟(jì)損失和社會影響及修復(fù)的可能性)的嚴(yán)重性，將基礎(chǔ)分為三個安全等級：一級、

二級、三級。本設(shè)計基礎(chǔ)的安全等級為二級，對應(yīng)于破壞后產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，建筑類型為

一般工業(yè)與民用建筑?；A(chǔ)按剛度分可分為：剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)；按構(gòu)造分類可分為：

獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ)。

其中，獨(dú)立基礎(chǔ)是柱基礎(chǔ)中最常用和最經(jīng)濟(jì)的型式。本工程采用獨(dú)立基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)埋置深度的選擇應(yīng)考慮：建筑物結(jié)構(gòu)條件和場地環(huán)境條件。在保證建筑物基礎(chǔ)安

全穩(wěn)定，耐久使用的前提下，應(yīng)盡量淺埋，以便節(jié)省投資，方便施工。某些建筑物需要具

備一定的使用功能或宜采用某種基礎(chǔ)形式，這些要求常成為其基礎(chǔ)埋深的先決條件。結(jié)構(gòu)

物荷載大小和性質(zhì)不同，對地基的要求也不同，因而會影響基礎(chǔ)埋置深度的選擇。為了保

護(hù)基礎(chǔ)不受人類和生物活動的影響，基礎(chǔ)宜埋置在地表以下，其最小埋深為0.5m,且基

礎(chǔ)頂面宜低于室外設(shè)計地面0.1m,同時有要便于周圍排水溝的布置。

采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)采用C35混凝土，有墊層，墊層厚度100mm,墊層混凝土標(biāo)

號為C10?；A(chǔ)具體尺寸與做法詳見基礎(chǔ)設(shè)計

2.5.9建筑選材

本設(shè)計在裝飾上不追求豪華，重視材質(zhì)、材色、崇尚自然，協(xié)調(diào)和諧，突出重點(diǎn)，創(chuàng)

造出與建筑物身份相稱的樸實(shí)、典雅。外墻為乳膠漆墻面，配上淺色塑鋼窗，黃色分隔條

紋。在門廳作重點(diǎn)裝修處理。一般診室采用彩色水磨石樓面；在衛(wèi)生間，做成防水地磚樓

面，以利于防水；在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，做成耐酸地磚樓面

1)屋面做法：(剛性防水保溫屋面)蘇J950L58-11

(1)40mm厚C20細(xì)石混凝土，內(nèi)配4@200雙向鋼筋，中矩150壓光抹平

(2)SBS改性瀝青防水卷材

(3)20mm厚1:3水泥砂漿找平層

(4)70mm厚水泥防水珍珠巖塊或?yàn)r青珍珠巖塊或30厚聚苯議席塑料板

(5)20mm厚1:3水泥砂漿找平層

(6)100mm厚搗制鋼筋混凝土板

(7)20mm厚石灰抹底

2)樓面做法:蘇J9樓1-21-5

(1)瓷磚地面

(2)20mm厚1:3水泥砂漿找平層

(3)100mm厚鋼筋混凝土樓板

(4)20mm厚水泥石灰砂漿抹底

3)地面做法:蘇J9501-5-10

(1)瓷磚地面

(2)20mm厚1:3水泥沙漿找平層

(3)60mm厚C10混泥土隨搗隨抹

(4)100mm厚碎石或碎磚夯實(shí)

(5)素士夯實(shí)

4)外墻面做法：

(1)20mm厚1：3水泥砂漿打底，

(2)5mm厚1：1水泥砂漿粘結(jié)層，

(3)彩色涂料一底兩度

5)內(nèi)墻面做法：

(1)刷內(nèi)墻涂料

(2)2mm厚紙筋(麻刀)石灰粉面

(3)12mm厚1:3石灰膏砂漿打底

6)衛(wèi)生間做法：

(1)8mm厚防滑地磚，素水泥漿擦縫

(2)20mm厚水泥砂漿保護(hù)層

(3)1.5mm厚涂膜防水

(4)20mm厚1：3水泥砂漿找平層

(5)素水泥漿結(jié)合層一道

(6)鋼筋混凝土樓板

7)踢腳做法：

(1)8-10mm厚地磚素水泥擦縫

(2)5mm厚1：1水泥細(xì)砂結(jié)合層

(3)12mm厚1：3水泥砂漿打底

8)墻基防潮：20mm厚1：2水泥砂漿摻5%避水漿，位置一般在-0.06標(biāo)高處

9)臺階做法：

(1)花崗石條石規(guī)格厚度和寬度，按臺階設(shè)計要求，長度1000?”00表面剁平

(2)30mm厚1：3水泥砂漿結(jié)合層

(3)素水泥漿一道

(4)100mm厚Cl5號現(xiàn)搗鋼筋混凝土6雙面鋼筋中距150(厚度不包括踏

步三角部分)，臺階面向外坡2%

(5)150mm厚碎石或碎磚墊層

(6)素士夯實(shí)(坡度按工程設(shè)計)

臺階橫向兩端M2.5號砂漿磚砌240厚地龍墻，橫向總長度大于3m時，每隔3m加一

道240厚地龍墻，地龍墻埋深在冰凍線以下，C10混凝土基礎(chǔ)墊層600寬、300高

10)坡道做法水泥防滑坡道：

(1)、20mm厚1:2水泥砂漿抹面,15寬合金鋼砂防滑條，中距80