房屋建築與結構課程設計
指導書（工程管理2011級）
工程管理系
2023年6月
1 設計目的和任務
通過課程設計，幫助學生消化和鞏固課堂所學，加深對建築設計、結構設計的理解，通過理論聯絡實際達到提高分析問題、解決問題的能力，培養學生良好的工作作風和嚴謹認真的工作態度。
本課程設計包括建築設計和結構構件設計兩部分的內容。
建築設計部分：通過課程設計使學生能夠運用已學過的建築設計的基本理論和構造方法進行一般的建築工程設計，掌握建築空間設計和構造設計的基本理論和方法；提高手工繪圖和計算機繪圖的技能。
結構設計部分：理解建築結構設計的基本原理，設計步驟和方法。掌握荷載規範應用，熟悉典型結構設計方法，掌握結構構件設計原理和方法。
培養正確、熟練運用建築、結構設計規範、手冊、各種標準圖集及參考書的能力；
通過實際工程訓練,初步建立設計、施工、經濟全面協調統一的思想；
通過課程設計,進一步了解建築師和結構工程師的工作過程和責任意識。
設計任務，包括：
（1）依據設計任務書的要求，運用所學的建築設計理論和方法，進行一般建築的方案設計和擴大初步設計，了解建築設計的步驟和方法，並獨立完成初步設計所要求的建築平、立、剖面圖；
（2）運用所學的建築構造基本理論和方法，進行一般建築的構造設計，完成擴初設計所要求的部分構造詳圖；
（3）運用所學的建築結構基本理論和方法，進行一般建築的結構（構件）設計，完成擴初設計所要求的部分結構詳圖。
2 設計內容和基本要求
設計選題可任菜單元式住宅或12班小學教學樓等，詳見建築設計任務及指導書（一）、（二）。
結構型別：鋼筋混凝土結構；
設計條件：見任務及指導書。
設計階段：方案設計和擴大初步設計，含部分施工圖設計；
主要設計內容應包括建築方案設計、建築施工圖（/擴大初步設計）；結構選型設計，結構構件施工圖。具體要求如下：
2.1 方案設計（手工繪製）
第一階段，主要完成：
1．建築功能分析圖（氣泡圖），1~2張，a4以上的圖幅；
2．方案構思（按比例，草圖）2~3張，a4以上的圖幅；
3．手繪製方案圖
按比例繪製各層建築平面圖、主要剖面圖、主要立面圖，比例：1:100或1:200；要求用製圖紙繪製鉛筆圖。
4．附必要的相關方案說明、建築設計說明和建築面積、體形係數等建築指標及有關技術經濟指標計算等。
時間安排：認識實習期間完成（16~17教學周）。
2.2 建築施工圖設計（擴大初步設計）
圖紙採用cad或手工繪製，可利用天正建築設計軟體或其他設計軟體完成。主要包括：
1．方案和選型設計（概念設計，文字論述）；
2．建築平面圖
包括底層、標準層（頂層）、屋頂排水等，比例：1:100。
根據建築功能要求和家具布置及人的活動空間要求確定使用房間的平面尺寸。根據使用人數確定輔助房間平面尺寸。根據消防要求確定垂直交通的數量及位置。
內容包括：使用房間平面布置圖、衛生間布置圖、底層建築平面圖、標準層建築平面圖、頂層建築平面圖、屋頂排水平面圖。根據建築性質進行功能分析及平面組合。
3．剖面設計圖
根據建築功能及使用性質確定建築物各部分的淨高，進而確定建築層高和空間組合。根據圖紙的表達情況繪製典型部位1~2個剖面圖，要求至少有乙個剖面要剖到樓梯間。比例：1:100。
4．立面圖
根據建築物的性質，運用建築美學的原理及處理手法確定建築立面造型，根據建築所處位置及城市規劃部門的要求繪製主立面、側立面或背立面圖。四個投影方向可任選2個。比例：
1:100。
5．總平面設計
根據城市設計和場地設計的知識,進行總平面布置，繪製總平面布置圖。確定場地的主次入口的位置。場地道路布置及綠化布置。
確定建築物的位置及消防間距、日照間距等其它安全距離的確定。**、車流的組織。比例：
1:500。
6．構造設計及節點詳圖（大樣圖）
根據建築方案的特點、準確表達設計構思，將相關構造繪製建築詳圖。如：樓梯、牆身、牆、地面、屋面等大樣圖。比例：1:0.5~1:10。
建築設計圖紙數不少於6張a2；
時間安排：正式設計，第18~19教學周。
2.3 結構構件施工圖設計
圖紙採用cad繪製，可利用天正結構設計軟體或其他結構設計軟體完成。
主要應完成：
1．結構方案和選型設計（文字論述和手工草圖，方案比較並說明理由）
2．計算說明書
要求有相應結構主要構件的計算說明書，可從以下型別中任選乙個進行計算。
混凝土結構的樓板
4．主要結構構件施工圖（牆或柱、梁、板布置圖）和梁或板的配筋圖。
結構設計圖紙數不少於3張a2圖紙；
具體設計內容詳見「3 建築結構設計任務書與指導書」。
3 教學形式和安排
結合認識實習前布置課程設計任務書，在認識實習期間收集必要的設計資料，完成設計準備和建築方案的初步設計（手工草圖）。需經指導老師確認後方可繪製正式圖紙。
課程設計時間安排：
第18周，應完成建築設計方案說明書和技術經濟指標，繪製完成建築設計圖和結構設計方案；
第19周，完成結構設計計算部分和結構設計圖紙。
4 成績評定
平時成績=設計態度+出勤率+獨立分析問題+方案設計成果
設計成果=設計圖紙+計算書+文字說明
答辯成績：綜合評定對知識理解
總成績=平時成績+設計成果+答辯成績
5 其他說明
1．注意設計的完整性，課程設計的出圖質量、標準、要求應按照施工圖的標準執行，防止片面性。
2．學會使用規範、標準、手冊及圖集。
3．避免設計過程中的重複，能採用標準和圖集表達節點構造。
4．加強獨立創新能力的培養，要求學生自方案構思到施工圖設計獨立完成，方案階段學生可分組討論，對每個方案進行修改，指導教師在滿足規定要求的基礎上應尊重學生的設計思路，確定其方案。
5．設計期間不統一安排教室，上機時間另行通知。
6．每2人為一設計小組。自由組合，本週末把名單報給老師。
6 結構設計指導書
6．1 樓蓋的結構布置
（1）柱網布置
柱網布置將影響房屋的適用性和造價，進行柱網布置應遵循以下原則：
1）使用要求：公共建築的大廳，般要求有較大的柱網尺寸，居住建築主要取決於居室標準，工業廠房主要按生產工藝要求確定柱網尺寸。
2）經濟性：柱網大則樓蓋剛度大，樓蓋的材料用量增加。柱子相對較少，建築面積利用率高；柱網過小則柱子增多，梁板結構由於跨度小而按構造要求設計經濟性稍差。
柱網的經濟尺寸一般為5～8m。
（2）梁格布置
梁格布置的原則是：
1）單向板的經濟跨度一般為1．5～3m，雙向板的經濟跨度一般為4～6m，次梁的經濟跨度一般為4．0～6．0m，主梁的經濟跨度一般為5．0～8．om．同時宜為板跨的3倍(即設定二道次梁。這樣主梁的受力均勻，彎矩變化較為平緩，有利於主梁的受力。
2）較大孔洞的四周、非輕質隔牆下、較重裝置下應設梁。
6．2 梁、板截面尺寸的確定
梁、板截面尺寸的確定可參見表6.1估算。
表6．1 鋼筋混凝土梁、板截面尺寸
6．3 單向板和雙向板的區分
參見《房屋建築學》或《建築結構》教材有關內容。
6．4 單向板肋梁樓蓋設計步驟
1．結構布置和梁板截向尺寸的確定
(1)根據房屋平面尺寸確定柱網布置；
(2)確定單向板跨度，通常取1．5～3m；
(3)板厚、次梁、主梁截面尺寸的確定參見表6．1。
2．確定材料的強度等級。
3．多跨連續單向板的設計(按塑性方法計算)
(1)取l m板寬為計算單元；
(2)荷載計算。
根據樓面構造作法及房間用途查《建築結構荷載規範》確定永久茼載、可變荷載的標準值和設計值；
(3)確定各跨計算跨度。各跨跨度相差小於10%時，可按等跨連續板計算；
(4)計算各跨跨中和支座彎矩；
(5)對四邊有樑的中間區格板，考慮拱作用，跨中和支座彎矩可乘折減係數0.8；
(6)按正截面受彎承載力計算配筋並選筋。
4．多跨連續次梁的計算——按塑性方法汁算（選做）
(1)荷載計算，次梁荷載=板荷載*次梁間距+次梁自重；
(2)確定各跨計算跨度，各跨跨度相差小於10％時，可按等跨連續梁計算；
(3)計算符跨跨qt和支座彎矩及支座截面的剪力；
(4)正截面受彎承載力計算：跨中按t形截面計算，支座按矩形截面計算；
(5)斜截面受剪承載力計算：選配鋼筋時應注意符合最大箍筋間距和最小箍筋直徑和最小配箍率的要求。
5．主梁設計——按彈性理論計算（選做）
(1)荷載計算：次梁傳給主梁的集中荷載，對多跨次梁可不考慮次梁的連續性，按簡支梁的反力作用在主梁上。
(2)按彈性理論確定計算跨度；
(3)計算並繪製彎矩和剪力包絡圖；
(4)正截面受彎承載力計算；
(5)斜截面受剪承載力汁算；
(6)次梁與主梁相交處附加箍筋或吊筋計算；
(7)繪製抵抗彎矩圖，進行主梁鋼筋布置。
6．5 鋼筋混凝土連續單向板(連續梁)內力計算
1．板麵荷載
作用於板上的荷載有兩種：水久荷載(恆荷載)及可變荷載(活荷載)。永久荷載包括板自重、地面及吊頂等建築做法的重量，可變荷載包括雪載、積灰、人群及裝置的重量，其值應視樓蓋屋蓋的用途，查《建築結構荷載規範》(gb50009—2012)確定。
荷載的傳力途徑為板——>次梁——>主粱——>柱或牆——>基礎——>地基。
2.負荷範圍
板、次梁及主梁所承受的荷載，應根據實際情況確定。設計時可參照圖6.1確定板、次梁及主梁的計算負荷範圍。
3．計算簡圖
在設計計算時，首先要確定計算簡圖，這樣可以使設計計算得到簡化。確定計算簡圖時應盡量反應結構的實際受力情況，忽略一些次要因素。
圖6．1 板、次梁及主梁負荷範圍
(1)支座的簡化
板或梁支承在磚牆上時，由於嵌固作用很小，可簡化為鉸支座，由此引起的誤差可通過構造措施加以彌補。板支承在次梁上、次梁支承在主梁上也可簡化成鉸支座；主粱支承在柱上，支座的簡化按主梁和柱的線剛度比值來確定，當梁和柱的線剛度比≤5時，可將主粱視為鉸接在柱上的連續梁，否則應按框架樑來考慮。
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