毕业设计论文小高层毕业设计计算书

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1、目 录1序言22设计资料 32.1工程概况32.2 设计任务32.3设计依据3 3结构设计过程43.1 构件尺寸选取43.2荷载计算44计算书5 4.1承台布置及预应力薄壁管桩设计54.2楼梯配筋计算11参考文献14致谢14附件一：文献综述141序 言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教与学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。为了使自己所学的知识能够更好的运用在将来的实际工作中，并提高自己的知识面，使自己的能力能够进一步的提高，因此我以机算为主，手算为辅完成自己的毕业设计。我的毕业设计题目为小高层设计。在毕业设计前期，我温习了结

2、构力学、钢筋混凝土、土力学、基础工程等知识，并查阅了混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、建筑结构荷载规范(GB50009-2001)、建筑桩基技术规范(JGJ94-94)、建筑地基基础设计规范(5007-2202)等规范以及建筑结构制图标准(GB/T50105-2001)和现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构(03G101-1)。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计，在毕业设计后期，主要进行设计计算书的输入。在整个设计过程中都得到指导老师的指正和帮助，因此使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月里，在指导老

3、师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、计算书撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行结构计算时，应用了PKPM设计软件，对其有一定的了解，并在绘图时熟练掌握了AutoCAD-Tarch,以上所有这些从不同方面基本达到了毕业设计的目的与要求。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。小高层设计 指导老师：？ 编写：？ 071081246 摘要： 本建筑主体机构为12层，地下1层，地上11层，属于框支剪力墙结构。功能为地下室为设备用房，1、2两层为商场，3层以上为住宅房。建筑绘图采用AUTOCAD软件，

4、计算采用PKPM等软件，通过建立数据人机交互模式，实现结构计算。基础采用某小高层的地质资料，采用桩基础，桩采用预制桩，整个建筑物是适应时代发展需求的小高层建筑。关键字： 小高层建筑 框支剪力墙 桩基础Abstract:This building is designed into 12 stories:underground 1 layer,on the ground 11 layers.Structure part cut the frame shears the dint wall construction. The function is a ground floor to use the

5、 building for the equipments,1 and 2 two layers are markets,3 layers are above for residence building. Building painting adoption AUTOCAD software, calculation adoption PKPM etc. software, pass to establish data persons machine hand over with each other mode, realize construction calculation.Some sm

6、all high geologies data in foundation adoption and the foundation adopts piles foundation.And the piles which are prepared, whole building is to adapts to the ages development demanding and small high buildings.Key words: Small skyscraper The frame shears the dint wall foundation2.设计资料2.1工程概况本次毕业设计课

7、题为小高层设计，该建筑主体结构为12层，地下1层，地上11层，总建筑面积为6924.83平方米，其中地下建筑面积为791.84平方米。地面以上11层高37.2米，地下一层深3.6米。建筑结构类型：框支剪力墙结构。设计使用年限：50年。抗震设防烈度为：6度。 建筑耐火等级为为地上1级。2.2设计任务（1）综合应用所学的知识，通过参考资料的查询，能对其建筑单体进行基本的建筑设计；（2）综合应用所学的混凝土结构设计和其他相关知识进行结构设计；（3）应用PKPM结构设计软件进行结构建模，之后对梁、板、柱进行结构配筋；（4）运用混凝土结构设计的相关知识进行小构件如楼梯的手算配筋，以及用土力学和基础工程的

8、相关知识进行承台和桩基的设计，以巩固所以的知识；（5）完成整套的建筑施工图和结构施工图。2.3设计依据（1） 毕业设计任务书。（2） 国家现行有关建筑及规划设计规范标准和规定：建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）建筑结构制图标准 （GB/T50105-2002）建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)建筑抗震设防分类标准 （GB50223-2004）建筑抗震设计规范 （GB50011-2201）砌体结构设计规范 （GB50003-2001）建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002）建筑桩基技术规范 （JGJ94-9

9、4）高层民用建筑设计防火规范 （GB50045-95）（2001年版）住宅设计规范 （GB50096-99）商店建筑设计规范 （JGJ48-88 ） 民用建筑设计通则 （JGJ37-87 ）建筑设计防火规范 （GBJ16-87）（2001年版）3结构设计过程3.1构件尺寸选取由于本建筑是框支剪力墙结构，3层为转换层，受力比较复杂，因此梁尺寸比较大，板厚也比较厚，住宅房的板厚为120mm, 厨房、卫生间、阳台和其他小构件板厚均为100mm。3.2 荷载计算3.2.1屋面恒载（上人屋面）面层（防水层、隔热层、保温层、找平层） 1.5找坡层：1：8水泥膨胀珍珠岩2%找坡，最薄处不小于30； 0.03

10、7=0.21结构层：120厚现浇钢筋混凝土屋面 0.1225=3顶棚抹灰：20厚1：2水泥砂浆 0.0220=0.4 合计 5.113.2.2楼面恒载 （板100厚）面层：30厚细石混凝土楼面（用于除厨房、卫生间所有房间） 0.0324=0.72结构层：100厚钢筋混凝土楼面 0.1025=2.5顶棚抹灰： 0.0220=0.4二次装修荷载： 0.6 合计 4.223.2.3活载非上人屋面活载为:0.5，上人屋面活载为:2.0；住宅楼面活载为:2.0，悬挑阳台为:2.5，商场为3.5。4计算书4.1承台布置及预应力薄壁管桩设计4.1.1 计算参数信息各柱子轴力标准组合值分布如下图柱子截面尺寸和

11、，以相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为：竖向力标准力，竖向力标准力产生的为例计算。采用预应力薄壁管桩，桩外径,设计桩长为43m，承台混凝土强度等级取C45,配置HRB335级钢筋。4.1.2地质报告 根据地质勘测报告列各土层的桩端端阻力和桩侧侧阻的特征值及土层厚度如下序号 土厚度（m）土侧侧阻力特征值（kPa）土端端阻力特征值（kPa）土名称116.312.60粘土27.633.30粉质粘土316.4330粘土4346.22970粘土 4.1.3计算参数信息:柱传至承台的竖向力标准值: F=6324kN 柱传至承台底面X方向的弯矩标准值: Mx=0.00kN.m 混凝土强度等级: C4

12、5 钢筋级别:HRB335 承台以上土的厚度: Hd=1m 混凝土保护层的厚度: H=30.00mm 桩的入土深度: d=43m 承台以上土的重度: 0=20.00kN/m3 矩形承台边长: L=3.5m 承台的箍筋间距: S=0.00mm4.1.4. 承台弯矩设计值计算: 计算简图如下： 1. 桩顶竖向力的计算(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.1.1条) 其中 F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.26324.00=7588.80kN； G桩基承台的自重，G=1.2（25.012.251.2+2012.251)=735.00kN； Mx,My作用于承台底面通过桩群桩形心的x,

13、y轴的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi第i复合基桩或基桩x,y轴的距离(m)； Ni基桩的竖向力设计值(kN)。 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值: 最大压力： N=(7588.80+735.00)/4+0.00(2.10/ 2)/4.41+0.00(2.1/ 2)/4.41=2080.95kN 没有拔力! 2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.6.1条) 其中 Mx1,My1垂直X轴和Y轴方向计算截面处的弯矩设计值； xi,yi垂直Y轴和X轴方向自桩轴线至相应计算截面的距离； Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n。 经过计算得

14、到弯矩设计值： Mx1=2(2080.95-735.00/4)(2.10/2-0.80)=948.60kN.m My1=2(2080.95-735.00/4)(2.10/2-0.80)=948.60kN.m4.1.5. 承台截面主筋的计算: 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算 式中 1系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时， 1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。 X方向配筋，计算得: s=948.60106/(1.

15、0021.103.5010001170.002)=0.0094 =1-(1-20.0094)0.5=0.0094 s=1-0.0094/2=0.9953 Asx=948.600106/(0.99531170.00300.00)=2715.36mm2。 承台截面主筋，X方向选用:1814150(As=2769.48mm2)。 Y方向配筋，计算得: s=948.60106/(1.0021.103.5010001170.002)=0.0094 =1-(1-20.0094)0.5=0.0094 s=1-0.0094/2=0.9953 Asy=948.600106/(0.99531170.00300.0

16、0)=2715.36mm2。 承台截面主筋，Y方向选用:1814150(As=2769.48mm2)。4.1.6. 承台受冲切验算: 依据建筑桩基础技术规范(JGJ 94-94) 1, 对四桩承台可按下列公式计算受冲切承载力： 式中 Fl作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值，取 7588.80kN bx,by矩形截面柱或局部荷载作用面积的边长 ax,ay冲跨，冲切破坏锥体侧面顶边与底边间的水平距离； x,y分别与冲跨比x,y对应的冲切承载力系数，按下式计算 h0承台外边缘的有效高度 柱对承台冲切验算: 取： ax=0.37m,ay=0.37m x=0.32,y=0.32 x=1.39,y=1.3

17、9 bx=0.80m,by=0.80m 0=1.20,ft=1.80N/mm2 h0=1.170m 计算得： F=21.39(0.80+0.37)+1.39(0.80+0.37)1800.001.17=13746.29kN 经过计算,由于抗冲切力 F=13746.29kN = 7588.801.20=9106.56kN，所以满足要求! 2, 四桩承台受角桩冲切按下式验算： 式中 N作用于角桩顶的竖向压力设计值，取 2080.95kN bx,by承台边缘至桩内边缘的水平距离 ax,ay冲跨，为桩边缘至柱边或承台变阶处的水平距离，当大于h0时，取h0； x,y分别与冲跨比x,y对应的冲切承载力系数

18、，按下式计算 角桩对承台的冲切验算(与柱边形成的破坏锥体) 取： ax=0.37m,ay=0.37m x=0.32,y=0.32 x=0.93,y=0.93 bx=0.98m,by=0.98m 0=1.20,ft=1.80N/mm2 h0=1.170m 计算得：N=0.930(0.98+0.18)+0.930(0.98+0.18)1800.001.17=4562.52kN 经过计算,由于抗冲切力 N=4562.52kN = 2080.951.20=2497.14kN，所以满足要求!4.1.7. 承台截面抗剪切计算: 依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。 根

19、据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力 记为V=(2080.95-183.75)2=3794.40kN 我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式： 其中 0建筑桩基重要性系数，取 1.20； 剪切系数，XY方向分别为:0.20，0.20； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=21.10N/mm2； b0承台计算截面处的计算宽度，XY方向分别为:3500.00mm，3500.00mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1170mm； fy箍筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2。 柱边处的斜截面受剪承载力计算： X方向: 验算是否按计算配置箍筋 fcb

20、0h0=0.2021.1035001170=17280900.00N0V=4553280.00N 已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋! Y方向: 验算是否按计算配置箍筋 fcb0h0=0.2021.1035001170=17280900.00N0V=4553280.00N 已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋!4.1.8. 承台的局部受压承载力验算: 当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。 承台的局部受压承载力就按下式计算： 其中 F1局部荷载设计值 A1混凝土局部受压面积 柱对承台的局部受压验算： Ab局部受压时的计算底面积：

21、bx,by局部受压面积的边长，取0.80m,0.80m c局部受压面积的边至相应的计算底面积的边距离0.70m 取 F1=7588.80kN A1=0.64m2 Sc=0.70m Ab=5.76m 0.95(5.76/0.64)0.521.100.641000=38486.40kN=9106.56kN 满足局部受压承载力要求 角桩对承台的局部受压验算： Ab局部受压时的计算底面积： c桩的外边至承台边缘的距离；当大于bp时，取为bp 取 F1=2080.95kN A1=0.49m2 c=0.70m Ab=4.41m2 0.95(4.41/0.49)0.521.100.491000=29466.

22、15kN=2497.14kN 满足局部受压承载力要求4.1.9. 桩承载力验算: 桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第4.1.1条 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=2080.95kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 0建筑桩基重要性系数，取1.20； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=21.10N/mm2； A桩的截面面积，A=0.385m2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!4.1.10. 桩竖向极限承载力验算: 桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-3条 根据第二步的计算方

23、案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=2080.95kN 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力: 其中 R最大极限承载力； Qsk单桩总极限侧阻力标准值: Qpk单桩总极限端阻力标准值: s,p分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数； s,p分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数； qsk桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk极限端阻力标准值，按下表取值； u桩身的周长，u=2.20m； Ap桩端面积,取Ap=0.38m2； li第i层土层的厚度,取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下:序号 土厚度(m

24、) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 0 16.3 12.6 0 粘性土 1 7.6 33.3 0 粉土或砂土 2 16.4 33 0 粘性土 3 3 46.2 2970 粘性土 由于桩的入土深度为43m,所以桩端是在第4层土层。 最大压力验算: R=2.20(16.312.60.8+7.633.31.6+16.4330.8+2.746.20.8)/1.65+1.642970.000.38/1.65=2604.78kN 上式计算的R的值大于最大压力2080.95kN,所以满足要求!. 4.2 楼梯配筋计算4.2.1 底层梯段板设计已知底层层高3.6m，踏步尺寸，采用C

25、25混凝土，板采用HPB235钢筋、梁纵筋采用HPB335钢筋。楼梯上均布活载标准值。(楼梯平面布置见下图) 取板厚度，约为板斜长，板倾斜角，取1m宽板带计算。 荷载计算如下： 梯段板的荷载计算见下表，恒载分项系数；活载分项系数梯 段 板 的 荷 载 荷 载 种 类荷 载 标 准 值恒荷载水磨石面层(0.28+0.165)0.658/0.28=1.05三角形踏步0.50.280.16525/0.28=2.06混凝土斜板0.1225/0.86=3.49板 底 抹灰0.0220/0.86=0.47小 计7.07活 荷 载2.0总荷载设计值 。截面设计如下：板水平计算跨度 ，弯矩设计值 ，查表得，选

26、配（级钢），分布筋。梯段板配筋见下图4.2.2底层平台板设计设平台板厚度，取1m宽板带计算。平台板底荷载计算见下表，恒载分项系数；活载分项系数。总荷载设计值 平 台 梁 的 荷 载 荷 载 种 类荷 载 标 准 值恒荷载水磨石面层0.65100mm厚混凝土板0.125=2.5板 底 抹灰0.0220=0.4小 计3.55活 荷 载2.0截面设计如下：平台板底计算跨度 弯矩设计值 板有效高度 ，查表得，选配, 4.2.3底层平台梁设计设计平台梁截面尺寸为荷载计算见表 平台梁的荷载 荷 载 种 类荷 载 标 准 值(kN/m)恒荷载梁 自 重0.2（0.3-0.1）25=1梁侧粉刷0.02（0.3

27、-0.1）220=0.16平台板传来3.551.48/2=2.63梯段板传来7.072.8/2=9.9小 计13.69活 荷 载2.0（3.38/2+1.54/2）=4.28截面设计如下计算跨度 。弯矩设计值 剪力设计值 截面按T形截面计算 梁的有效高度 经判别属于属于第一类T形截面，查表得 ，选配（级钢），配置 箍筋，则斜截面受剪承载力 （满足要求）平台梁配筋见结构详图。参考文献混凝土结构（上、中）；主编：东南大学 程文禳，同济大学 颜德姮；中国建筑工业出版社混凝土结构设计；主编：沈蒲生；高等教育出版社；建筑结构构造资料集下册；主编：建筑结构构造资料集编委会；中国建筑工业出版社；混凝土结构设

28、计；主编：朱彦鹏；同济大学出版社；混凝土结构设计；主编：周克荣；同济大学出版社；建筑结构荷载规范GB500092001；钢筋混凝土组合楼盖设计与施工规程YB9238-92住宅设计规范GB50096-1999；民用建筑设计通则GB50352-2005；混凝土结构设计规范GB50010-2002；砌体结构设计规范GB50003-2001；建筑桩基技术规范JGJ94-94;工民建专业毕业设计手册；主编：杨志勇；武汉工业大学出版社；简明钢筋混凝土结构设计手册；主编：曾昭豪；中国建筑工业出版社；基础工程；主编：莫海鸿、杨小平；中国建筑工业出版社；房屋建筑学；主编：同济大学、西安建筑科技大学、东南大学和重

29、庆建筑大学编著；中国建建工业出版社；建筑制图由华南理工大学等主编，高等教育出版社出版。致谢：在本次的毕业设计过程中得到了张剑锋老师的悉心指导。通过这次小高层设计，使我进一步加深了对钢筋混凝土与桩基理论方面的认识，同时通过在设计过程中碰到问题解决问题，从而提高了自己的水平，相信对于我今后走出校门，踏上社会，从事专业工作的时候会有莫大的帮助。在此，特别感谢张老师的帮助。同时也要感谢沈翔等同学的帮助。在本次设计过程中，因为有他们所提供的资料文献规范，我的设计才得以顺利完成，在此表示由衷的谢意！附件一：文献综述摘要：本次设计在建筑和结构形式的选定，构件截面的选取，荷载的计算，以及楼梯和基础的设计中参照

30、了各种相关的文献，现将本次设计过程中用到的文献综述如下： 房屋建筑学由同济大学、西安建筑科技大学、东南大学和重庆建筑大学编著，中国建建工业出版社出版。本书分为上下两篇，上篇为民用建筑设计，下篇为工业建筑设计，主要阐述了民用和工业建筑设计构造的基本原理和相关应用知识，其中民用建筑设计内容包括：设计概论，建筑平面、立面、剖面设计，建筑构造概论，墙和基础构造，楼地层构造，楼梯构造，屋顶构造，门窗与遮阳构造，以及变形缝的设置。本次设计主体为住宅，其中平面立面要求，通风和采光，节点构造详图的画法等参考了本书。住宅设计规范（GB50096-1999） 本规范适用于全国所有城市，主要针对新建和扩建的住宅设计

31、。其中住宅按层数划分为：1、一至三层为低层住宅；2、四至六层为多层住宅；3、七至九层为中高层住宅；十层以上为高层住宅。混凝土结构设计规范（GB50010-2002） 本规范适用于房屋和一般构筑物的钢筋混凝土、预应力混凝土以及素混凝土承重结构的设计。本规范不使用于轻骨料混凝土和其他特种混凝土结构的设计。建筑结构荷载规范（GB50009-2001） 本规范的适用范围仅限于工业与民用建筑的结构设计，其中也包括了附属于该类建筑的一般构筑物在内，例如烟囱、水塔等构筑物。在设计其他土木工程结构或特殊工业构筑物时，本规范中规定的风、雪荷载也应作为设计的依据。此外，对建筑结构的地基设计，其上部传来的荷载也应以

32、本规范为依据。这些都是设计人员所必须遵守的。混凝土结构东南大学 程文禳，天津大学 康谷贻主编，中国建筑工业出版社。 本文献分为上、中、下三册，其中上册为混凝土结构设计原理，中册为混凝土建筑结构设计。上册主要讲述了混凝土材料及其物理力学性能，极限状态设计方法，受弯构件正截面受弯承载力，斜截面承载力，受压和受拉构件的截面承载力等。中册主要讲述了楼盖，单层厂房、多层框架、高层建筑结构的设计方法。本次设计主要参考了上册和中册。建筑制图由华南理工大学等主编，高等教育出版社出版。 本文献是根据国家教委于1987年批准印发的高等工业学校画法几何及土木建筑制图教学基本要求和现行的有关国家标准，总结了近几年的教

33、学经验修订而成的。内容主要包括：绪论、制图基本知识、建筑施工图、结构施工图、计算机制图等总共十八章。混凝土结构设计规范算例由中国建筑工业出版社出版 本文献主要根据混凝土结构设计规范（GB50010-2002）编写的算例，以整体结构为计算对象，其内容涉及建筑结构荷载规范（GB50009-2001），建筑结构抗震设计规范（GB50011-2001）等。此外，书中算例还包括了规范中未包括的其他技术问题。本次设计中，有关荷载部分参考了此文献。混凝土结构设计；主编：朱彦鹏；同济大学出版社； 本教材是我国百所高校联合倡议下编写的土木工程系列教材之一，参照土木工程专业本科教学指导委员会的教学大纲，并结合我国

34、新颁布的规范编写。全书主要以建筑结构为主，内容包括：单层工业厂房设计、梁板结构设计和楼梯设计、框架结构设计和高层剪力墙结构设计，本书特点是设计实例多，便于学生参照。本设计结构设计参照了本文献，实用!凝土结构设计主编：周克荣；同济大学出版社；本书是为土木工程专业建筑建筑工程方向的本科生编写的教材，内容是关于混凝土建筑结构的设计和计算，主要是按照混凝土结构设计规范GB50010进行编写的。全书共分六章，内容包括混凝土建筑结构设计概论、梁板结构、单层厂房排架结构、多层框架结构、高层建筑结构、基础。本设计参照了本文献的基础部分。工民建专业毕业设计手册；主编：杨志勇；武汉工业大学出版社；本文献是为土木工

35、程专业进行毕业设计的学生编写的，同时考虑了在职技术人员报考注册建筑师和结构师的需要。本书包括建筑设计、结构设计、施工概预算与施工组织设计及建筑设备与建筑环境四部分，内容包括设计原理、方法、规范、规程、设计技术要求和计算表格。本设计参考了该文献的建筑设计与结构设计两个部分。简明钢筋混凝土结构设计手册；主编：曾昭豪；中国建筑工业出版社； 基础工程；主编：莫海鸿、杨小平；中国建筑工业出版社；该书是土力学的后续课程。本书内容包括浅基础、连续基础、桩基础、地基处理、土工合成材料、挡土墙、基坑工程等。本教材在编写时力图考虑学科发展的新水平，反应基础工程的成熟成果与观点。本教材可以作为土木工程专业本科教材，也可供工程设计和施工人员在工作中参考、学习。该书是我们土木工程专业的教材，是我们基础工程学习的主要文本。一直认为它是本不错的教材，所以本次设计的基础部分，主要参照了该书。