综合教学楼建筑部分

1建筑设计

1.1文献综述

本设计为土木工程专业建筑工程方向本科生毕业设计的一部分，是本科培养方案的一个环节，目的是培养学生综合运用所学建筑设计知识，根据具体资料和环境，初步分析解决工程实际问题的能力。

本建筑的设计题目是：某高校规模扩大，已有教学楼已不能满足日常教学的要求，因此拟建一综合教学楼，并设置必要的办公、生活和会议等辅助用房。学校位于风光秀丽的珠山脚下，东临前湾港海滨，环山依势而就。拟建建筑物要考虑与校区建筑风格相协调，同时也要突出自身的建筑特点，提倡新的创意。

建筑设计本着“适用、安全、经济、美观”的设计原则，以及对教学楼的柱网尺寸、面积、层高以及荷载等设计应有较大适用性和使用的灵活性，符合现代化的教学要求为广大师生提供一个良好的学习环境，并且适当考虑在今后发展过程中具有调整和改造的可能性的设计要求，经综合所学知识和查阅大量文献以及工程实例，根据规范、防火疏散、防震等方面的具体要求，考虑了各房间的面积、形状、平面尺寸、门窗布置及房间在建筑平面中的位置、确定了走廊、门厅、楼梯间等交通联系部位的布置，并根据统一与变化、均衡与稳定、韵律、对比与尺度等建筑构图的基本原则绘制了平、立、剖面图。

本毕业设计任务是综合教学楼类设计，设计任务包括建筑设计和结构设计两部分。根据设计任务我查阅了大量国内外文献和工程实例。以下为我摘录的部分主要资料：

美国洛杉矶西南政法大学：其教学楼采用了钢筋混凝土结构。大楼采用了中间对称的布局方式，建筑形象挺拔、高耸，建筑体块由底到高的组合给建筑一种向上生长的活力，大理石贴面的柱状体粗细交叉相交替的组合以及参差不齐的排列更加丰富了建筑的形象。建筑物的柱子暴露在外面做装饰效果。

青岛市某教学楼：建筑面积约为5800m2，功能包括：教学、办公、会议和接待等。建筑造型突出基本体块的呼应与联系，强调结构构造的逻辑

性与秩序感。建筑色彩以灰白为基本色调，蓝灰色调为深基色，局部采用横竖向纹理的材质，体现教育建筑的内涵。

青岛第53中学教学楼：青岛第53中学教学楼总用地面积20273m2,总建筑面积684815m2,,普通教室：6300×9000mm, 实验室：7500×10200mm，阶梯教室：11400×19200mm。教学楼采用体部组合将各功能区组织在一个组合体的设计手法。教学楼分初中部、高中部、办公区、实验及公共教室区，以及餐厅、厨房等，根据功能关系，交通联系关系，使用及管理关系等进行分区、分栋组合。为解决采光、通风及隔离的需要，设置若干庭院，既满足功能分区，又可为师生创造良好的休息交往环境，丰富了室外空间。它们的组合方式，既满足可功能使用要求，节省了建筑用地，又创造了个组成部分的交通联系方便，但也回带来一定的干扰及增加消防的难度。

厦门旅游学校教学楼：总建筑面积：4031m2，主要教学用房规格及面积：普通教室：6900×9000mm, 实验室：6900×18000mm。该教学楼包括教学、实验、办公等。教学楼半环形平面和山上的“望高石”、“休息厅”相互烘托构成完整的空间。教学楼单体设计，采用双廊式及单廊式相结合的形式，为学生提供了尽可能多的与自然交融的条件，也提供了相互交往的场所。教学楼从两端退台处理，中部为高体部，上设观察天体的穹窿圆顶形成高潮，此绿色圆顶和鼓浪屿的八卦楼红色球顶隔海遥遥相对，增加了城市景观也形成与自然和谐，蓬勃向上的效果。但中部球顶似觉稍大，不甚理想。

青岛理工大学：其教学楼采用矩形结构，单外廊，多功能大教室为12×14m，普通教室为9×14m，楼梯台阶踏步高度150mm，宽度300mm；未设防震缝；设有两个出入口，主要出入口门厅为12m，门厅两侧设为传达室，辅助出入口楼梯设在阳面。室内采光效果不好，楼梯处窗户设置不太恰当。

总图制图标准（GBJ/T 50103-2001）有关标高的要求：

1)应以含有±0.00标高的平面图作为总平面图；

2)总图中标注的标高应为绝对标高，如标注相对标高，则应注明相对标高与绝对标高关系；

3)建筑物、构筑物、道路、管沟等应按以下规定标注有关部位的标高：

①建筑物室内地坪，标注建筑图中±0.00处的标高，对不同高度的地

坪，分别标注其标高；

②建筑物室外散水，标注建筑物四周转角或两对角的散水坡角处的标高。

建筑设计防火规范（GBJ 16-87）有关防火和安全疏散的要求主要有：学校耐火等级为三级时，最多允许层数为五层，防火分区间最大允许长度100m ,最大允许建筑面积1200m2,。建筑物的长度，系指建筑物各分段中线长度的总和。如遇有不规则的平面而有各种不同量法时，应采用较大值。建筑内设置自动灭火系统时，每层最大允许建筑面积可增加一倍。局部设置时，增加建筑面积可按该局部面积一倍计算。防火分区间应采用防火墙分隔，如有困难时，可采用防火卷帘和水幕分隔。

混凝土结构设计规范（GB/T 50010-2002）有关材料选择的要求：

钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400级和RRB400级钢筋以及承重重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20，预应力混凝土强度等级不应低于C30。

钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定选用：

1)普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；

2)预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。

高层建筑结构设计：

框架结构的柱距，可以是4~5m的小柱距，也可以是7~8m的大柱距，采用钢梁—混凝土的组合结构时，柱距可更大。框架结构的填充墙易选用轻质墙体，以减轻结构自重。抗震设计时，若采用砌体填充墙，填充墙的布置应避免形成上、下层刚度变化过大，避免形成短柱，尽可能对称布置，减小偏心造成的扭转；不应采用部分框架承重，部分由砌体墙承重的混合承重形式。

抗震结构设计有关建筑的平、立面布置及变形缝的有关规定：

建筑的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。建筑的竖向体形宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。

对于平面形状、局部尺寸或者立面形状不符合规范的有关规定，而又未在计算和构造上采取相应措施；现浇框架结构房屋长度超过55m，又无条件采用特殊措施而必须设置伸缩缝；地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降量相差过大，必须设置沉降缝；房屋各部分的质量或结构抗侧移刚度大小悬殊时,必须设置伸缩缝。

本设计地震基本烈度为7度，设计地震分为一组;场地类别Ⅱ类。只考虑横向水平地震作用，选用横向承重框架体系。结构形式采用L形，考虑长度超过55m，根据抗震规范有关规定，设置90mm的伸缩缝。普通教室平面尺寸采用7.5×12m；多功能大教室取12×15m；设有三个出入口，主要出入口门厅为12m；雨蓬悬挑。混凝土除柱和基础采用C30外，其余均采用C20；梁纵向受力筋、柱钢筋和基础钢筋采用HRB335级钢筋，其余均采用HPB235级。采用现浇双向板，按塑性铰线法进行设计。楼盖的结构平面主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。次梁按考虑内力重分布设计，不考虑次梁从属面积的折减。

通过对该具体工程的建筑设计，增强了学生的思考、分析和解决工程实际问题的能力，提高了学生综合运用各种所学知识的能力。

1.2总平面设计

总平面图反映了建筑的平面形状、位置、朝向和与周围环境的关系，是新建筑的施工定位、土方施工及作施工平面图的重要依据。

本设计是教学楼，应根据建筑使用性质建筑规模与标准的不同确定各类用房。本建筑的组成有：教室、实验室、实验准备室、行政用房对内部分和公用部分。各种房间的具体设置、层次和位置，应根据使用要求和具体条件确定。办公建筑应根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深，并为今后改造和灵活分隔创造条件。

建筑物的间距应符合下列规定：

1)教学用房应有良好的自然通风。

2)两排教室的长边相对时，其间距不应小于25m。

拟建场地面积为长100m, 宽40m,建筑整体为座北朝南，位于学校主次干道十字路口交界处，场地程中中轴对称布置，主干道对面为学校主楼，次干道对面为图书馆，基地形状均为长窄矩形。

建筑规模：总建筑面积5000~7000m2。

层数：4~5层。层高：首层4.2~4.5m，标准层3.6~3.9m。

总平面图示意图见图1.1

图1.1 总平面图示意图

建筑的组成：

(1)与周围环境的融合与协调

1)建筑的组成

①教室：普通教室、多功能大教室、电教器材储存室等；

②实验室、实验准备室；

③行政用房：传达值班室、教师办公室、党支部办公室、会议室、档案室等；

④对内部分：服务、休息、管理、仓库等；

⑤公用部分：休息、卫生等。

2)设计内容

①空间组织：房间的动静分区；

②人流组织：上下课时的人流疏散；

③放火疏散组织：防火分区、疏散距离、疏散楼梯等。

本设计层数：4层；层高：首层4.2m，标准层3.9m。

总平面图见图1.2。

图1.2总平面图

1.3建筑平面设计

建筑平面设计是关键，它集中反映了建筑平面各部分的特征及其相互关系、是否经济合理。除此之外，建筑平面与周围环境的关系、建筑是否满足建筑平面设计的要求，同时还不同程度的反映建筑空间艺术构思及结构布置关系等。

从组成平面各部分的使用性质来分析，各类型的民用建筑均可归纳为使用部分和交通联系部分。使用部分是指各类建筑物中的主要使用房间和辅助使用房间。主要使用房间是建筑物的核心，在教学楼中主要是指教室、办公室；辅助使用房间是为保证建筑物主要使用要求而设置的，属于建筑物的次要部分，如卫生间、储藏室及其它服务性房间。交通联系部分是建筑物中各房间之间、楼层之间和室内与室外之间的空间，如各类建筑物中的门厅、走道、楼梯间等。

对使用房间平面设计的要求主要有：

1)房间的面积、形状和尺寸要满足室内使用活动和设备合理布置的要求；

2)门窗的大小和位置，应考率房间的出入方便，疏散安全，采光通风良好；

3)房间的构成应使结构布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料要符合相应的建筑标准；

4)是内空间、以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，要考虑人们的使用和审美的要求。

1.3.1房间形状、使用面积、大小的确定

（1）教室

根据教室所容纳的学生人数≧60人及规范中规定的高校普通教室使用面积指标1.2m2/人，可确定教室所需要最小面积为72m2。教室平面尺寸的确定取决于黑板及可桌椅的排列与布置，其布置原则如下：教室第一排课桌前沿与黑板的水平距离a≧2000mm,教室最后一排课桌后沿与黑板的水平距离d≦8500mm,教室后部宽c≧600mm的横向走道；课桌椅的排b≧900mm,纵向走道宽f≧550mm,课桌端部与墙面的净距平距离e≧120mm；黑板宽度g≧4000mm,讲台宽度不应小于650mm,讲台两端与黑板边缘的水平距离h≧200mm；前排边座的学生与黑板边端形成的水平视角 ≧30°。

根据上述原则，首先确定柱网尺寸，根据课桌椅排距，同时为保证所需最小尺寸及符合模数的要求，开间尺寸定为6m；进深尺寸定为7.5m。

（2）教师休息室

根据每层教师上课人数所需要的基本休息及活动空间，其进深尺寸有般与相邻房间相同，开间尺寸的确定应使房间长宽之比不大于1.5 ,且使教师休息室的使用面积不小于12m2。

（3）教师办公室

教师办公室的平面布置宜有利于备课及教学活动，每个教师的使用面积不宜小于3.5m2，开间及进深尺寸的确定方法与教师休息室相同。

（4）卫生间

包括厕所和盥洗间两部分，厕所与盥洗间应分开设置，设前室或有遮

挡措施，其面积及尺寸的确定，应考率所需卫生器具的数量及平面布置，本设计应按如下原则考虑：

①卫生器具数量的确定。女生厕所按每25人设一个大便器，男生厕所则按每50人设一个大便器及1000mm长小便槽；男女卫生间均按每90人设一个洗手盆。

②卫生器具的平面布置。各大便器之间应设置隔断，其高度为

1.5m~1.8m；隔间尺寸：设外开门厕所0.9m×1.2m。单厕所隔间至对面墙面的净距离及单间厕所隔间至对面小便器或槽外沿的净距离＞1.5m，第一具洗脸盆水龙头与墙面净距不应小于0.55m，并列洗脸盆水龙头中心距不应小于0.7m，双侧并列洗脸盆水龙头中心距不应小于1.8m；厕所均应设置污水池和地漏，应采用水冲式厕所，并应设置排气管道。

（5）门厅

门厅是教学楼的主要出入口，是联系走道、楼梯，接纳及疏导人流的交通枢纽，其面积根据出入学生人数确定，一般为0.06~0.08 m2/人，其开间及进深尺寸根据所需面积及相邻房间尺寸进行调整确定。

（6）休息厅

休息厅是学生课间时休息与活动的场所，其大小能放下1 ~2张乒乓球桌为宜。

（7）走廊

走廊是水平交通空间，它联系着各个房间，其宽度应考虑人流通行、安全疏散和空间感受，其净宽度：内廊不应小于2100mm、外廊不应小1800mm，且根据所要求耐火等级及疏散要求，其净宽度不应小于1.00m／100人，两者取大值。

（8）楼梯间

楼梯是用语联系上下层空间及人流疏散的，其数量、形式、宽度、长度及坡度的确定，决定可楼梯间的使用面积和平面尺寸，其确定原则如下：楼梯数量应根据疏散要求确定。一般情况下应设置两部楼梯。楼梯净段宽度应满足方便及安全疏散要求，其最小宽度不应小于1.10m,一般每股人流所需宽度不应小于700mm，至少应考虑两股人流，且总宽度按疏散人数最多的一层人数计算，不应小于1.00m／100人，两者取大值。梯段的净宽度大于300mm时宜设中间扶手。楼梯总踏步数根据楼梯层高及踏步高

度确定，踏步高度一般取150mm。楼梯段长度根据楼梯踏步数及踏步宽度确定，踏步宽度不得小于260mm，一般取300mm。每段楼梯的踏步不得多于18级，并不应小于3级。按上述原则确定的楼梯踏步应满足楼梯坡度的要求，不应大于30°。楼梯休息平台的净宽度不应小于相应的梯段净宽度，楼提井的宽度不应大于200mm。

1.3.2主要房间的采光、通风和朝向

（1）教室

教室应设有良好的朝向、足够的采光面积、均匀的光线并避免直射阳光。教室需要要有良好的声学环境，应隔绝外部噪声干扰及保证室内良好的音质条件。教室内必须有足够的空气质量和良好的采暖、隔热、通风条件。因此，教室尽量布置在建筑物的南面，且可直接采光和通风，在可能的条件下尽量远离嘈杂的房间及区域。

（2）教师休息室、办公室

教师休息室、办公室应尽量集中布置并与教室互不干扰，其朝向尽量在南面。

（3）卫生间

卫生间一般以位置隐蔽、使用方便、隔绝气味为原则，宜设于楼的尽端、建筑物的转角处和平面中朝阳较差的位置，应采用天然采光和不向邻室对流的直接自然通风，避免气味直接进入走道及室内。

（4）门厅

门厅要考虑疏散要求且处于明显而突出的位置上，使其具有较强的醒目性，与交通主干线有明确的流线关系，人流出入方便，但同时还要考虑它与教室等主要房间之间相互位置的协调。除门厅外，还应设置次要入口作为教学楼直接对外的安全疏散口，门厅的位置还应考虑它们之间的距离，即满足下列要求：一层所有出位于两列出入口之间的房间，其房门至出口的最大距离为35m。

（5）休息厅

休息厅应考虑学生活动及休息方便。

（6）走廊、楼梯间

走廊、楼梯间的位置应考虑疏散要求，并使其具有较强的导向作用，一般将一部楼梯作为主要楼梯设置在门厅最明显的位置，或靠近门厅处，

另外一部楼梯作为次要楼梯设置在次要出入口附近，它们作为房间的疏散口，共同起着疏散人流的作用，因此，它们的具体位置还应满足下列要求：所有位于两楼梯间之间的房间，其房门至楼梯间的最大距离，封闭楼梯间为35m，非封闭楼梯间为30m，且楼梯间在各层的位置不应改变。

1.3.3门窗布置

（1）门的宽度、数量、位置与开启方式

教室的门洞宽度不应小于1000mm，普通教室、办公室等的门应考虑一人正在通行，另一人侧身通行，常采用1000mm。当房间面积较大，使用人数较多是，可采用双扇们，宽度可为1200~1800mm。根据疏散要求，教室门的数量不应小于2个，应分散布置在房间两端，其最近距离不应小于5m,其开启方式一般采用内开平开门。

（2）窗的尺寸、数量、位置与开启方式

根据采光要求，即房间的玻地比（窗玻璃有效透光面积与室内使用面积之比），可确定所需要的窗洞口最小面积。各类房间的玻地比要求是：教室、教师休息室及办公室不应小于1/6，门厅、休息厅、卫生间不应小于1/10，走廊、楼梯间不应小于1/14。

教室光线应自学生座位的左侧射入，因此，教室的采光窗应设置在学生的左侧，为保证教室光线均匀，窗间墙宽度不应大于1200mm，黑板处窗间墙的尺寸，应考虑避免黑板产生眩光，一般为1000mm，考虑通风要求，教室可在走廊一侧距地2.0m处设置高窗。

走廊、楼梯间应直接采光，走廊可采用门厅、休息厅、开敞式楼梯间直接采光；走廊长度不超过20m时至少一端应有采光口，超过20m时两端应有采光口，超过40m时应增加中间采光口。

1.3.4其他要求

室内楼梯栏杆的高度不应小于900mm, 室外楼梯栏杆的高度不应小于1100mm,楼梯平台上部及下部过道处的净高不应小于2m；建筑入口处应根据室内外高差设置台阶，台阶踏步宽度不宜小于300mm，台阶踏步高度不宜大于150mm，台阶平台尺寸应考虑门开启所占尺寸及人站立所需尺寸，一般除门所需尺寸外不宜小于300mm。

1.3.5柱网布置

根据各房间所确定的基本尺寸及位置进行平面组合并调整其尺寸，使