1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

一、立题依据

1、研究现状

在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。近年来，世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快，应用很多，技术也相对成熟。同时，在建筑结构的设计计算中,机算取代了繁杂的人算。在设计中pkpm软件已经被众多的结构设计师所采用，使得框架结构的设计更加方便，受力更加合理。建筑结构的设计形式趋于多样化,比如框架结构,剪力墙结构,框架剪力墙结构等。而在这些结构样式当中, 框架结构被广泛运用到学校、商场、酒店等需要大跨度的建筑当中。其主要原因有： (1)结构平面布置灵活，其主要由结构柱承受竖向荷载，可做成较大空间的会议室、报告厅、教室等。即可用隔断分割成小房间，又可拆除隔断改成大房间，因而使用非常灵活。 (2)外墙用非承重构件，可使建筑立面设计灵活多变;采用轻质隔断和外墙可大大降低房屋自重，节约材料。 (3)构件类型少，易于采用标准化、定型化施工，加快建设速度。既可采用预制构件，也可采用定型模板而成现浇结构。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、本课题研究内容：

首先，在建筑设计方面：

1、要先对建筑外观、建筑面积、建筑高度、层高和室内净高进行设计；

2、然后对局部进行设计，如地下室墙身、楼地面、顶棚、屋面、楼面、坡面及楼梯位置，消防要求等进行设计。各部分都要按照规范要求进行设计。

3、最后要明确框架结构的抗震级数，采用规则结构以利于房屋抗震，按照统一柱面、统一层高的原则，确定柱网尺寸，确定材料及截面尺寸，以及基础的选定。

其次，在体系的选择方面： 1、由于在发生地震时，框架柱首当其冲，一旦出现塑性铰，将危及该柱距范围内的上层建筑，并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌，所以框架结构不宜采用单跨形式；且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担，结构应设计成双向框架体系；

2、框架结构的柱与梁宜上下左右贯通，不宜采用复式框架；以及砖混框#8212;剪结构。

3、在填充墙的布置方面：宜采用轻质材料，且应避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成短柱；减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。

再次，在结构设计方面：

1、根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算。

2、 进行变形验算。

3、 进行横向水平与纵向水平地震的作用计算。

最后，我们还要进行”三水准、两阶段”设计方法进行抗震设计：

1、 做好”强柱弱梁”的设计由于框架柱受轴向压力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰，就会产生较大的层间位移，甚至形成同层各柱上下端同时出现塑性铰的”柱铰结构”，从而危及结构承受垂直荷载的能力。框架柱在压力、弯矩、剪力的共同作用下，纵筋按正截面抗弯承载力设计，箍筋按斜截面抗剪承载力设计，此外为了使柱具有一定的延性，要控制柱的轴压比。

2、 做好”强剪弱弯”的设计 框架梁的截面设计包括正截面抗弯承载力设计和斜截面抗剪承载力设计，然后再根据构造要求统一调整和布置纵向钢筋和箍筋。为了防止梁端，柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏，在设计中要求做到”强剪弱弯” 亦即构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力。

3、做好”强节点弱构件”的设计，还要对节点进行抗震结构设计要求框架节点核心区不先于梁柱破坏。

二、本课题内容：

（一）建筑设计内容 1．方案设计2．详细设计3．施工图绘制

（二）结构设计内容 1．结构方案及结构布置2．标准构件选型3．框架内力计算 4．梁柱配筋及基础设计 5．绘制结构施工图6．整理计算书 三、本课题研究方案：

1、文献收集。广泛收集与教学楼有关的建筑设计、结构设计和施工组织设计资料。

2、毕业实习。通过对现场直观观察，对实际工程中各处的工程施工与管理情况有了一定的感性认识。在这一过程中，学到了一些设计时应该掌握的一些工程细节，以及理论跟实际工程的联系，更好的指导设计。

3、教师分阶段讲课。 建筑、结构环节的指导老师，结合学生的进度分阶段讲课，并对相关问题展开讨论。

4、结构设计是整个设计中工作量最大，时间最长的一个环节，为了加深和巩固学生对自己出知识和基本技能的掌握程度，结构计算以手算为主，电算为辅的方法，施工图绘制要求既有手工绘制又有计算机绘制。

四、研究目标：

通过综合运用所学的理论知识和技能，解决中学教学楼的建筑设计、结构设计方面的实际问题，从而对一般框架类型的房屋的设计和施工有比较全面的了解，对建筑设计、结构设计和施工之间必须相互密切配合的内在联系有较深刻的认识，为今后独立从事土建设计和施工打下基础。根据已给出的示意方案，结合南京市的自然条件，施工单位的施工技术水平，材料供应情况，进行建筑设计、结构设计的计算，并绘制出主要的建筑、结构施工图。

1、建筑部分 根据所提供的总平面图及标准层柱网布置图，进行建筑设计，并完成相应的建筑施工图绘制。

a、建筑体型选择与平面布置

1) 设计原则

建筑是供人使用的有功能作用的空间，同一功能要求和使用目的的建筑可以有多种空间形式，建筑体型一般综合反映内部空间，又在一定程度上反映建筑的性格、历史时期和民族地域特点。运用《房屋建筑学》等学科中的知识，首先进行建筑设计建筑设计,主要解决一下问题：环境，场地，地形:与人的活动有关的空间组织:建筑技术可行性:建筑艺术

2）平面布置

本设计在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避免结构在水平力作用下扭转。

3）、立面设计

立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一，相邻立面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最后对入口、门廊等进一步进行处理。

节奏韵律和虚实对比，是使建筑立面高于表现力的重要设计手法，在建筑立面上，相同构件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律的效果。立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。

4）、剖面设计

剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑层数、建筑空间的组合利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系，建筑物的平面和剖面是紧密联系的。

b、防火设计

1）耐火等级

本工程属二类建筑，其耐火等级不能低于二级。

2）防火设计要点

（1）总平面布局中的消防问题

选址应在交通便捷处，根据城市规划确定的场地位置应有方便的道路通过，要求既靠近干道，便于多层建筑中人群的集散，又便于消防时交通组织和疏散。

(2）疏散设计

发生火灾时，人员往往还在远离地面的多层，将他们全部迅速地疏散到安全地带是防火的重要环节，疏散设计的原则是路线简单明了，便于人们在紧急时进行判断，同时供以室内任何位置向两个方向疏散的可能性。

a.疏散所需时间

从火灾现场退出的时间不应超过2分30秒为宜。通道宽度：按通过人数每100人不少于1m计算。

b.疏散楼、电梯的位置

疏散楼梯是发生火灾时电梯停用的情况下最主要的竖向交通途径，其位置应首先符合安全疏散距离的规定，也应符合人在火灾发生后可能的疏导方向。

本设计中楼梯设置于建筑的两端，可双向疏散。

(3)疏散楼梯间的防火防烟设计

疏散楼梯若只防火不排烟，遇烟气袭人，容易使人窒息。疏散楼梯的避难前室是疏散路线中从水平到竖向的交通枢纽，可缓冲人们的混乱聚集，疏散楼梯的排烟设施要布置于此，其面积不应小于6，如与消防电梯合用则不应小于10。

2、结构部分

确定本工程的结构方案和构件选型,进行结构布置,选择构件截面尺寸和使用材料

a．结构计算的步骤

结构计算，一般应首先验算控制性尺寸是否满足要求，在有抗震要求的地区，地震时的侧移刚度往往是主要控制因素。计算时一般是先整体，后局部。

（1） 结构布置及结构计算简图的确定

1）确定结构平面布置，选取计算单元；

2）估算梁柱截面尺寸；

3）确定结构计算简图，跨度的取值，梁的线刚度（考虑楼板的作用）。

（2） 荷载的计算（前三种荷载计算单元同上，第四种另取）

1）恒载：①荷载统计计算；②画出在恒载作用下的计算简图；

2）楼（屋）面活荷载：①荷载统计计算；②画出在楼（屋）面活载作用下计算简图；

3）风荷载（水平荷载）：①荷载计算；②画出在风荷载作用下的计算简图；③风荷载作用下的侧移验算；

4）水平地震作用：①选取计算单元；②确定各楼层重力荷载代表值；③确定梁、柱线刚度；④确定框架柱的侧移刚度D值；⑤确定框架的自振周期T值；⑥计算水平地震作用下的标准值；⑦画出水平地震作用下的计算简图；⑧进行水平地震作用下的侧移验算。

（3） 结构内力计算

1）恒载：①计算方法：分层法，弯矩二次分配法；②画出弯矩图，剪力图和柱子的轴力图；③进行弯矩调幅；

2）楼（屋）面活荷载；

3）风荷载：D值法；

（4）结构内力组合

1）选择内力组合方式；

2）确定最不利内力类型及控制截面。

（5）截面设计和配筋计算

1）框架梁：①正截面受弯承载力计算；②斜截面受剪承载力计算；③裂缝宽度验算；

2）框架柱：①正截面偏心（或轴心）受压承载力计算；②斜截面受剪承载力计算；③裂缝宽度验算；④确定框架梁、柱的配筋并满足构造要求。

b. 抗震设计

根据抗震设计规范，框架结构7度设防，高度9m，小于等于35 m，抗震等级为三级。

主体承重结构按规范要求进行承载力和变形计算，并按规范要求在填充墙中放置构造柱，对框架梁柱端进行箍筋加密。

五、工作进度

第1-3周（2.25-3.17）	建筑方案及建筑施工图
第3周结束时上交全部建筑施工图，建筑指导教师作初步批改。
第4周（3.18-3.24）	结构选型与布置及布置图的绘制
第5周（3.25-3.31）	计算简图及荷载计算
第6-7周（4.1-4.14）	框架内力计算及内力组合 上机计算
第8周（4.15-4.21）	框架梁、柱截面设计，上机计算
第9周上半周（4.22-4.24）	现浇楼面板设计、上机计算