结构工程专业知识学习经验谈.doc

结构设计学（适用：初学者）内部资料湖南视点建筑建筑设计有限公司 2011.7前辈们关于结构工程专业知识学习经验谈 【引言】 这篇文章将要探讨的问题主要针对土木工程（包括结构工程）的学科知识系统问题，主要是两个方面的内容：1、大学时代的如何合理规划专业知识；2、工作以后如何加强专业知识的学习。 以前曾经认为，土木工程属于传统学科，通俗地说就是“越老越吃香”；但工作后，才渐渐体会到，这个观点是不正确的。因为，现在这个专业系统高度发展的时代，技术正发生着日新月异的巨变，特别是软件时代的全面到来，对结构工程技术人员的理论功底要求不是削弱而恰恰是更加高了。例如，结构弹塑性时程分析，这种分析在30年前的结构工程领域几乎不可能涉及到，还处于研究阶段；而如今结构弹塑性时程分析在地震区的高层建筑特别是超限高层建筑中已经可以说是家常便饭。再比如，基于性能的抗震设计和结构抗连续倒塌设计，这些全新的内容，在10年前国内的规范根本没有影子，而明年将要颁布的新规范这些内容全部被提上议程。随着研究的逐步成熟和学科的高速发展，这些内容对结构工程人员的理论要求越来越高！设想，如果没有接触过结构动力学、混凝土非线性理论、结构有限元等课程，理解这些内容必然是困难的。而对于性能的抗震设计、结构抗连续倒塌设计，这些内容国内的主流教科书都比较少涉及，只知道在美国规范和英国的规范中应用较多，对于这次我国规范变更引入的全新内容，结构工程人员还能墨守成规、循规蹈矩吗？【大学时期的专业知识系统】相对工作来讲，在学校的对专业知识的学习时间还是短暂的，土木工程专业从大学二年级开始接触专业基础课到大四毕业设计，对专业知识的接触一般仅两年多时间。当然，这个时期主要还是打基础，为将来工作的专业知识做准备。大学时期对专业知识课程学习进行适当的规划还是比较重要的，这里谈谈自己的几点肤浅经验：（一）本科阶段力学是土木工程的基石。力学专业基础课程的学习是十分必要且重要的。三大力学，理论力学、材料力学、结构力学，是重点。理论力学主要研究刚体在静力状态和动力状态下的平衡问题；材料力学主要研究杆系构件的平衡以及变形、应力内力、稳定等问题，与理论力学最大的区别就在于考虑了弹性体的变形问题；结构力学研究静定和超静定杆系结构的静力和动力平衡问题。有这样有一个感觉，理论力学的知识在后续专业课中用得比较少而逐渐流失退化了，材料力学和结构力学用得比较多，逐渐得到加深。但我认为，作为经典力学理论基础的理论力学实际上是十分重要的，还是很有用处的，例如在工作后接触到抗震设计规范中的“考虑扭转偶联的振型分解反应谱法”（现在的设计软件基本默认采用这种方法计算地震作用），其中对于楼层系统的转动平衡问题，实际上就涉及到理论力学中的刚体转动平衡方程，而这个方程在结构力学以及后续专业课中经常被忽视了。 三大力学之外，还综合考虑学习如下几门力学课程：土力学、岩石力学（地基基础课程的必修课）、流体力学（暖通给排水专业的必修课）、弹性力学。这里特别要强调的是弹性力学，因为是选修课，很多人都不太重视，其实弹性力学完全可以说是结构工程师的力学必修课。弹性力学将平衡问题从杆系结构深入到微元体的平衡问题，具有更为广泛的适用性和普遍性。特别是工作后涉及到的平面类型构件（楼板、剪力墙等），如果没有弹性力学弹性板理论的相关知识，对于软件给出的内力结果（例如应力方向等）甚至就不知道是什么含义。可以说，弹性力学是整个弹性力学体系的根基，材料力学、结构力学都是基于这个根基引深出来的。可能有人会问：材料力学不是也学过应力的概念吗？但那只是在很多假定条件下得到的杆系构件的截面应力，而弹性力学的应力应变概念更为广泛深入。个人认为，如果条件许可，在本科阶段好好学习弹性力学是大有裨益的。此外，有兴趣可以学学有限单元法的课程，对工作也很有帮助，因为工作中将可能使用有限元结构分析软件，没有有限元的基本概念是比较吃力的。本科阶段，结构设计的几门课程：钢筋混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、砌体结构设计原理（如果有开设的话）是专业课程的重点。工作后，如果从事设计工作，这几门课就是重要的专业基础相当重要。由于在学校时期，对于规范的接触有限，没有规范的概念，而工作后的专业知识则多围绕规范，因此在学校时期选修一些专业课程设计是很必要的。通过做设计，既能巩固设计原理的知识，也能适当接触规范，为以后的学习打下基础。不过，这里要提几点工作后的体会：在学校时候，由于学时有限，教师对一些比较难的设计原理不会做详细介绍往往让学生自己课下看，这点我感觉不好。举几个例子：（1）工作后，PKPM软件参数设置柱构件“双偏压”这个概念，由于在混凝土结构设计原理中教师没讲也没接触过，所以感觉比较陌生，然而工作后又很难有时间再系统翻书学习双偏压的基本设计原理知识，于是只得糊里糊涂地跟着软件走了，对计算结果也不知道如何判断。（2）钢结构稳定理论这块，实际是很难的一块理论，当时教钢结构的老师估计怕大家听得太难听烦，于是干脆就不做介绍；而工作后，涉及到的钢结构稳定承载力验算的相当多概念，当时学校学习时候没有建立，感觉就比较困难，只能很勉强地按规范代公式计算，根本不知道每个参数的含义也经常取错。（3）砌体结构，现在很多高校都不开设这门课了（当然，随着国家经济实力的提高，砌体结构也会逐步退出历史舞台），当年没接触过，而现在从事既有建筑鉴定工作，很多都是砌体结构，于是就发现有太多专业知识根本就不懂，学起来就很费劲了。 本科阶段的专业知识还是以力学理论基础和结构设计原理为重，基本满足了从事结构设计工作要求的基本知识就可以算达标了。例如，能独立把一座框架结构的设计工作做下来，完成结构选型、荷载汇集、内力计算、构件配筋设计、节点设计、施工图绘制等等，那基本就达标了。这里要说的是，本科的毕业设计尽量独立完成，不要过多地使用设计软件；软件方便是很方便，但不利于专业系统知识的锻炼。（二）研究生阶段研究生学习阶段，涉及到的理论知识就比较深了，因为主要是为课题研究工作做准备。我认为，研究生阶段的有如下几门专业课程是必修的：弹塑性力学+有限单元法、结构动力学+工程抗震、高等混凝土理论、高等钢结构理论。这六门课比较重要，虽然都比较难。弹塑性力学是有限单元法的先修课程，结构动力学是工程抗震的先修课程。高等混凝土理论主要针对混凝土规范中的一些条文的研究背景进行介绍，便于将来深入理解规范；高等钢结构相应地对钢结构规范的研究背景进行介绍。这里比较后悔当年没有选修高等钢结构理论这门课程，对钢结构的稳定理论理解很肤浅，例如工作后做课题涉及到的“考虑腹板屈曲后的强度理论”就由于没有相关的课程学习而一头雾水，很难搞懂。这里顺便说明一点，规范的条文都是有明确的研究作为理论依据的，因此适当地了解一些规范条文涉及到的理论知识对于深入理解规范还是有好处的。盲目地套用规范条文，或者照着规范的公式代数据计算，实际上是很头疼而且很容易出错的一种坏习惯，我就深有体会。当然，对规范的理解和把握程度，肯定是需要长期工程经验的积累的。 除了以上六门必修课程外，还可以针对课题研究方向选修一些课程：例如混凝土非线性分析、工程抗风、结构健康监测等。【推荐两本结构书籍】这里推荐两本结构工程的专业书籍：著名结构大师林同炎的结构概念和体系、美国著名工程院院士爱德华威尔逊的结构静力与动力分析。 结构概念和体系本科阶段就可以阅读，强调结构整体思维和设计方法，对于从学校学习的“构件概念”上升到工作后需要培养的结构概念十分有益，完全可以说这本书是结构工程师的必读书籍。结构静力与动力分析比较适合研究生阶段阅读，这本书精辟地阐述了结构工程所涉及到底弹性力学、有限元、非线性分析、动力分析方法、工程结构抗震分析等的基础理论知识，可以说当今结构工程学科的所有常用分析都可以在本书中找到理论依据；当然这本书的理论较深，没有较好的理论功底看起来还是比较吃力的；总体说来，我感觉这本书很大一个特点就是：将基础力学和结构工程实践结合起来，从弹性力学微元体到整个土木工程结构的分析，理论和实践性非常强，实在佩服作者的理论功底和工程实践能力。当然，作者可是国际权威级别结构分析软件的SAP2000、ETABS程序计算内核的最早开发者啊。【工作后专业知识系统】工作后从事专业技术工作，绝不是没东西可学，而是学习的东西还很多。如今专业知识博大精深，任何人都不可能将一个学科的所有知识都掌握。从事技术工作的一个特点就是，专业知识技术性强，外专业的人员可能就无法胜任具有很强专业性质的工作，因此专业知识理论和技术能力对于工程技术人员来讲重要性毋庸置疑。工作后学习的一个重要特点就是“实践性强”。这时候就不再停留在是学校时期的理论知识层面上了，就要涉及到具体的工程实践中去，解决实际工程问题。因此，这时候的学习往往是在实践中边做边学，从实践中发现问题，分析问题，最后解决问题。这里要提的一点是，作为结构工程专业来讲，工作后要培养“结构思维”，而不应该仅仅停留在学校时期的“构件思维”层次上。工作后学习的另一个重要特点就是围绕规范。规范是基本依据，对规范的理解和把握程度实际上决定了工程技术人员的水平。但是，又不应当把规范当做“圣经”盲目照搬；正如林同炎大师说的：“工程师应当只把建筑规范作为一种指南，作为参考，而不应当将规范当成圣经盲目照搬。” “规范是最低要求”，这点曾经在08年厦门的一次学术会议上听一位台湾的专家讲到，当时难以理解，怎么规范就成了最低要求了呢？当时还以为，只有达到专家的程度才能说这样的话。但在后来工作实践中，才逐渐地认识到这句话是不无道理的。首先，满足规范要求的结构不一定就是一定安全的，而不满足规范要求的结构又不一定是一定不安全的（可能有些绕口）；汶川地震震害就说明了，满足规范要求的结构仍然大量出现了我们所不希望看到的“强梁弱柱、柱铰破坏”。之所以满足规范要求的结构不一定是安全的，我的理解，是因为规范还是基于研究工作并简化而来，而实际工程问题的复杂性以及研究的必要简化假定，都可能给研究的结果带来误差，有时甚至是颠覆性的，例如我们对于楼梯斜撑效应、填充墙对结构整体刚度分布的影响等问题，就几乎是完全出现了相悖的情况。所以我很赞同导师曾经对我说的“规范总是落后研究的”，规范以研究作为基础，一旦研究出现了问题或是不完善的地方，规范自然就跟着错误或是误差了。“规范是最低要求”的第二个原因，就是规范的要求程度是一种最低要求，例如规范中“宜”、“应”、“必须”的字眼其程度就不同。而我们在实际工作中，对“宜”的字眼往往就疏忽了，认为它可满足可不满足；再举个例子，现行的建筑抗震设计规范中对“强柱弱梁”验算通过柱端弯矩放大系数实现，其中要求对一级框架及抗震设防烈度九度地区才要求对节点的梁按实配钢筋反算抗弯承载力进行柱端弯矩计算。但由于实际工程中，大陆地区的大城市没有处于九度地区，而高层建筑又很少采用纯框架结构，因此不少设计人员为了回避复杂繁琐的实配钢筋承载力验算，按规范的“最低要求”偷懒掉了；而如果将规范看作“最低要求”，甚至可以对于6度区的框架结构就可以按实配钢筋反算承载力，这样更有利于实现“强柱弱梁”。这个例子，就充分说明了规范最低要求。此外，对于一些大设计院，其结构设计的水平要求也高，除了上述实配钢筋反算的例子外，还例如北京建筑设计院对于楼板设计就要求采用“塑性设计方法”，而其它多数设计院则采用“弹性板设计方法”。实力较强的设计院更注重结构概念设计，超前于现行规范，引入了结构性能设计方法等，这都说明了规范是最低要求这个观点。规范的学习，必然是一个长期的过程。我认为，对规范不应该只停留在照搬条款，会代数据计算公式的程度上；而应该尽量深入地理解和把握规范。当然，某些规范条文涉及到的理论背景还是很深的，想很深入地理解也不太可能而且没有必要。例如，对于钢结构稳定理论这块，涉及到的计算长度系数的得来，就要涉及到弹性压杆稳定理论，再深入又要涉及到弹性力学微分方程的求解，再深入又要涉及到微积分数值求解方法等等，这些理论对于普通工程师来讲确实太费精力也没有必要理解得那么深入，我觉得对这个问题只要明确两个概念基本就行了：（1）什么是柱子的计算长度，它反映了什么力学本质问题？（2）计算长度与哪些因素有关？有哪些基本假定？基本达到这个层次，就OK了，再深入就是科学研究的工作了。此外，工作后往往时间紧，很忙，没有时间看书充电；这点我认为还是要靠个人毅力和恒心。毕竟工作了，生活、家庭的压力和事情都会加入进来，不比学生时代主要以学习为主时间也比较充裕。适当地买些专业书籍来补充自己的理论知识，适当地了解些专业前沿的内容还是有必要的。结构设计过程一、建筑施工图1，看懂建筑施工图结构设计第一步就是看懂建筑施工图，建筑专业是整个建筑物设计的龙头，没有建筑设计其他专业也就谈不上设计了，所以看懂建筑施工图就显得格外重要。大体上建筑施工图包括以下部分：图纸目录，门窗表，建筑设计总说明，一层屋顶的平面图，正立面图，背立面图，东立面图，西立面图，剖面图（视情况，有多个），节点大样图及门窗大样图，楼梯大样图（视功能可能有多个楼梯及电梯）。作为一个结构设计师必须认真严谨的把建筑图理一遍，不懂的地方需要向建筑及建筑图上涉及的其他专业请建，要做到绝对明了建筑的设计构思和意图。2图纸目录及门窗表图纸目录是了解整个建筑设计整体情况的目录，从其中可以明了图纸数量及出图大小和工程号还有建筑单位及整个建筑物的主要功能，如果图纸目录与实际图纸有出入，必须与建筑核对情况。门窗表相信大家不会陌生，就是门窗编号以及门窗尺寸及做法，这对大家在结构中计算荷载是必不可少的。3建筑设计总说明建筑设计总说明对结构设计是非常重要的，因为建筑设计总说明中会提到很多做法及许多结构设计中要使用的数据，比如：建筑物所处位置（结构中用以确定设防列度及风载雪载），黄海标高（用以计算基础大小及埋深桩顶标高等，没有黄海标高，施工中根本无法施工），墙体做法地面做法楼面做法.等等做法（用以确定各部分荷载），总之看建筑设计说明时不能草率，这是结构设计正确与否非常重要的一个环节。4建筑平面图建筑平面图就比较直观了，主要信息就是柱网布置及每层房间功能墙体布置门窗布置楼梯位置等。而一层平面图在进行上部结构建模中是不需要的（有架空层及地下室等除外），一层平面图是在做基础时使用，至于如何真正的做结构设计本文不详述，这里只讲如何看建筑施工图。作为结构设计师在看平面图的同时，需要考虑建筑的柱网布置是否合理，不当之处应该讲出理由说服建筑修改，通常不影响建筑功能及使用效果上的修改，建筑也是会同意修改的，如果建筑不改那就只有哭哭再看图(人家是老大，没办法的.），看建筑平面图，了解了各部分建筑功能，基本上结构上的活荷载取值心中就大致有值了，了解了柱网及墙体门窗的布置，柱截面大小梁高以及梁的布置也差不多有数了，反正有墙的下面一定有梁，除非是甲方自理的隔断，轻质墙也最好是立在梁上.值得一提的是，注意看屋面平面图，通常现代建筑为了外立面的效果，都有层面构架，通常都比较复杂，需要仔细的理解建筑的构思必要的时候咨询建筑或索要效果图，力求使自己明白整个构架的三维形成是什么样子的，这样才不会出错.另外，层面是结构找坡还是建筑找坡也需要了解清楚.5建筑立面图建筑立面图，是对建筑立面的描述，主要是外观上的效果，提供给结构师的信息，主要就是门窗在立面上的标高布置及立面布置以及立面装饰材料及凹凸变化。通常有线的地方就是有面的变化，再就是层高等等信息，这也是对结构荷载的取定起作用的数据。6建筑剖面图建筑部面图的作用是对无法在平面图及立面图表述清楚的局部剖切以表述清建筑设计师对建筑物内部的处理，结构工程师能够在剖面图中得到更为准确的层高信息及局部地方的高低变化，剖面信息直接决定了剖切处梁相对于楼面标高的下沉或抬起，又或是错层梁，或有夹层梁，短柱等。同时对窗顶是框架梁充当过梁还是需要另设过梁有一个清晰的概念。7节点大样图及门窗大样建筑师为了更为清晰的表述建筑物的各部分做法，以便于施工人员了解自己的设计意图，需要对构造复杂的结点绘制大样以说明详细做法，不仅要通过结点图更一步了解建筑师的构思，更要分析结点画法是否合理，能否在结构上实现，然后通过计算验算各构件尺寸是否足够，配出钢筋。当然，有些结点是不需要结构师配筋的但结构师也需要确定该结点能否在整个结构中实现。门窗大样对于结构师作用不是太大，但个别特别的门窗，结构师须绘制立面上的过梁布置图，以便于施工人员对此种造形特殊的门窗过梁有一个确定的做法，避免发生施工人员理解上的错误。8楼梯大样图楼梯是每一个多层建筑必不可少的部分，也是非常重要的一个部分，楼梯大样又分为楼梯各层平面及楼梯剖面图，结构师也需要仔细分析楼梯各部分的构成，是否能够构成一个整体，在进行楼梯计算的时候，楼梯大样图就是唯一的依据，所有的计算数据都是取得之楼梯大样图，所以在看楼梯大样图时也必须将梯梁，梯板厚度及楼梯结构形式考虑清晰。楼梯可是要写计算书的哦，怎么写看看教科书吧.基本上将建筑图看懂了以后，荷载的取定也就不会出错了，梁高也不会出现大问题（当年我就是经常没看清建筑图，把梁做高了，结果和窗子打架，出了好多联系单啊。）整体构思也就出来了，轻轻松松建好模调调柱子就可以计算然后画施工图了.如果不看懂建筑图也许只是一两个小地方，严重的后果也是所有的工作全部重做，白白浪费很多的精力和时间二、结构建模(以框架结构为例)当结构师对整个建筑有了一定的了解后，可以考虑建模了，建模就是利用软件，把心中对建筑物的构思在电脑上再现出来，然后再利用软件的计算功能进行适当的调整，使之符合现行规范以及满足各方面的需要.现在进行结构设计的软件很多，常用的有PKPM，广厦，TBSA等，大致都差不多。这里不对软件的具体*作做过多的描述，有兴趣的可以看看，每个软件的*作说明书。每个软件都差不多，首先要建轴网，这个简单，反正建筑已经把轴网定好了，输进去就行了，然后就是定柱截面及布置柱子。柱截面的大小的确定需要一定的经验，作为新手，刚开始无法确定也没什么，随便定一个，慢慢再调整也行。柱子布置也需要结构师对整个建筑的受力合理性有一定的结构理念，柱子布置的合理性对整个建筑的安全与否以及造价的高低起决定性作用.不过建筑师在建筑图中基本已经布好了柱网，作为结构师只需要对布好的柱网进行研究其是否合理.适当的时候需要建议建筑更改柱网.当布好了柱网以后就是梁截面以及主次梁的布置.梁截面相对容易确定一点，主梁按1/81/12跨度考虑，次梁可以相对取大一点主次梁的高度要有一定的差别，这个规范上都有要求。而主次梁的布置就是一门学问，这也是一个涉及安全及造价的一个大的方面.总的原则的要求传力明确,次梁传到主梁，主梁传到柱.力求使各部分受力均匀。还有，根据建筑物各部分功能的不同，考虑梁布置及梁高的确定。梁布完后，基本上板也就被划分出来了，当然悬挑板什么的现在还没有，需要以后再加上.,梁板柱布置完后就要输入基本的参数啦，比如混凝土强度啊，每一标准层的层高啊，板厚啊，保护层啊，这个每个软件设置的都不同，但输入原则是严格按规范执行.当整个三维线框构架完成，就需要加入荷载及设置各种参数了，比如板厚啊，板的受力方式啊，悬挑板的位置及荷载啊什么的，这时候模形也可以讲基本完成了，生成三维线框看看效果吧，可以很形象的表现出原来在结构师脑中那个虚构的框架.三、结构计算当然，软件导出的图纸是不能够指导施工的,需要结构师根据现行制图标准进行修改，这就看每个人的绘图功底了，施工图是工程师的语言，要想让别人了解自己的设计，就需要更为详细的说明，出图前结构师要确定，别人根据施工图能够完整的将整个建筑物再现于实际中，这是个复杂的过程，需要仔细再仔细，认真再认真。结构师在绘图时算过程就是软件对结构师所建模型进行导荷及配筋的过程，在计算的时候我们需要根据实际情况调整软件的各种参数，以符合实际情况及安全保证,如果先前所建模型不满足要求，就可以通过计算出的各种图形看出，结构师可以通过对计算出的受力图，内力图，弯矩图等等对电算结果进行分析，找出模型中的不足并加以调整，反复至电算结果满足要求为止，这时模型也就完全的确定了.然后再根据电算结果生成施工图，导出到CAD中修改就行了，通常电算的只是上部结构，也就是梁板柱的施工图，基础通常需要手算，手工画图,现在通常采用平面法出图了，也大大简化了图纸有利于施工.四、结构绘图还需要针对电算的配筋及截面大小进一步的确定，适当加强薄弱环节，使施工图更符合实际情况，毕竟模型不能完完全全与实际相符.最后还需要根据现行各种规范对施工图的每一个细节进行核对，宗旨就是完全符合规范，结构设计本就是一个规范化的事情.我们的设计依据就是那几十本规范，如果施工图中有不符合规范要求的地方，那发生事故，设计者要负完全责任的.总的来讲，结构施工图包括设计总说明，基础平面布置及基础大样图，如果是桩基础就还有桩位图，柱网布置及柱平面法大样图，每层的梁平法配筋图，每层板配筋图，层面梁板的配筋图，楼梯大样图等，其中根据建筑复杂程度，有几个到几十个结点大样图. 五、校对审核出图当然，一个人做如此复杂的事情往往还是会出错，也对安全不利，所以结构师在完成施工图后，需要一个校对人对整个施工图进行仔细的校对工作，校对通常比较仔细资格也比较老，水平也比较高，设计中的问题多是校对发现的，校对出了问题后返回设计者修改。修改完毕交总工审核，总工进一步发现问题返回设计者修改，通常修改完毕后的施工图，有错误的可能性就很低了，就是有错误，也对整个结构不会产生灾难性的后果.然后签完字，盖完出图章和注册章，拿去晒图吧. 六、联系单或设计变更在建筑物的施工过程中，有时候实际情况与设计考虑的情况不符或，设计的施工难度过大，施工无法满足就需要设计变更，由甲方或施工队提出问题，返回设计修改，在施工过程中，设计也需要多次到工地现场进行检查，看施工是否是按照自己的设计意图来做的，不对的地方及时指出修改结构施工图主要画什么 1 结构设计说明； 2 基础平面图及详图：基础尺寸定位、暖沟图及基础留洞图； 3 结构平面图及详图:主要包括模板图、现浇板的配筋（预制板的布置）、特殊节点详图、过梁布置、雨蓬、阳台、挑檐布置和其剖面详图、楼梯布置、板顶标高、梁布置及其编号、板上开洞洞口尺寸及其附加筋、屋面上人孔、通气孔位置及详图； 4柱配筋及详图； 5梁平面配筋图及详图； 6 楼梯详图； 7 墙、暗柱详图及构造； 8 圈梁、构造柱布置及其剖面详图； 9 非结构构件详图及构造。7.计算书内容主要有什么-一、 设计依据 1.执行的国家标准、部颁标准与地方标准； 2.资料：地质勘察报告、试桩报告、动测报告等； 3.应用的计算分析软件名称、开发单位。 二、 结构的安全等级: 砼结构、钢结构、桩基、天然地基等安全等级。 三、荷载取值 1墙自重取值： (1)砼墙 (2) 围护外墙 (3) 内隔墙 (4) 活动隔断等效荷载 2侧压力、水浮力计算、人防等效静载、底层施工堆载、支挡结构的地面堆载。 四、楼面（含地下室）、屋面荷载计算（推荐格式，括号中数值为推荐值） 1 底层楼面 静载： (1) 砼板厚 mm，自重标准值 (kN/m2)； (2) 面层厚度 mm，自重标准值 (kN/m2)； (3) 底粉或吊顶(含吊挂灯具风管重) ，标准值(kN/m2)；分项系数。 静载合计 标准值 (kN/m2) 活载： 施工活载标准值(kN/m2)，分项系数。 2 楼面荷载计算：按荷载标准层分别写。 一般楼面： 静载： (1) 砼板厚 mm，自重标准值 (kN/m2)； (2) 面层厚度 mm，自重标准值 (kN/m2)； (3) 底粉或吊顶(含吊挂灯具风管重) ，标准值(kN/m2)；分项系数。 静载合计 标准值 (kN/m2) 活载： (1) 活载标准值 kN/m2，分项系数。 (2) 等效隔断 kN/m2，分项系数。 特殊楼面：机房、贮藏、库房等活载大的 逐项写出。 (3) 隔墙计算：q= kN/m2，hioxqi= kN/m 其中hio(净高) 不上人屋面： 静载： (1) 防水层，标准值 kg/m2，分项系数 (2) 保温层，标准值 kN/m2，分项系数 (3) 找平隔气层，标准值 kN/m2，分项系数 (4)屋面板，标准值 kN/m2，分项系数 静载合计： kN/m2 检修活载：标准值0.7kN/m2，分项系数 注：不上人的屋面活载平屋面建议标准值1.0kN/m2，斜屋面为0.5kN/m2。 上人屋面： 静载： 饰面，标准值 kN/m2，分项系数。 刚性面层(50厚)，标准值 kN/m2，分项系数。 找平层，标准值 kN/m2，分项系数。 防水层，标准值 kN/m2，分项系数。 保温层，标准值 kN/m2，分项系数。 找平、隔气层，标准值 kN/m2，分项系数。 屋面板，标准值 kN/m2，分项系数。 吊顶或底粉，标准值 kN/m2，分项系数。 合 计： kN/m2 楼梯荷载计算： 静载： (1) 楼板自重标准值，分项系数。 (2) 饰面自重标准值，分项系数。 (3) 底粉自重标准值0.5kN/m2。 合 计： kN/m2 五、地基基础计算书 1 天然地基 (1) 持力层选择，基础底面标高。 (2) 地基承载力设计值计算。 (3) 底层柱下端内力组合设计值(可以用平面图代替)。 (4) 基础底面积计算、地基变形计算 应归纳总底面积，总垂直荷载设计值，供校对用。 (5) 基础计算书：冲切、抗剪、抗弯计算。 2 复合地基 (1) 静载试验值。 (2) 承载力设计值计算与选用值。 (3) (4)、(5)同天然地基。 3 桩基 (1) 结构计算，取出柱底内力； (2)单桩承载力极限标准值计算(分别按钻孔计算) (3) 桩数计算 ;总桩数，总荷载设计值。 (4) 静载试验分析，桩位调整。 (5) 承台设计计算（冲切、剪切、抗弯） 六、地下室计算 1 荷载计算 2 内力分析：侧板、底板。 3 配筋原则 (1) 强度控制顶板。 (2) 裂缝控制，结构自防水底板、周边墙板。 七、 电算部分 1 结构设计总信息 2 周期、振型、地震力 3 结构位移 4 轴压比与有效计算长度系数简图 5各层楼面及墙、梁荷载 6各层平面简图 7各层配筋简图 8层超筋超限输出信息框架结构设计的要点和过程 1. 结构设计说明 主要是设计依据，抗震等级，人防等级，地基情况及承载力，防潮抗渗做法，活荷载值，材料等级，施工中的注意事项，选用详图，通用详图或节点，以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息。如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3等等。 2. 各层的结构布置图，包括: (1).预制板的布置(板的选用、板缝尺寸及配筋)。标注预制板的块数和类型时, 不要采用对角线的形式。因为此种方法易造成线的交叉, 宜采用水平线或垂直线的方法, 相同类型的房间直接标房间类型号。应全楼统一编号，可减少设计工作量，也方便施工人员看图。板缝尽量为40, 此种板缝可不配筋或加一根筋。布板时从房间里面往外布板, 尽量采用宽板, 现浇板带留在靠窗处, 现浇板带宽最好200(考虑水暖的立管穿板)。如果构造上要求有整浇层时, 板缝应大于60。整浇层厚50, 配双向6250, 混凝土C20。纯框架结构一般不需要加整浇层。构造柱处不得布预制板。地下车库由于防火要求不可用预制板。框架结构不宜使用长向板，否则长向板与框架梁平行相接处易出现裂缝。建议使用PMCAD的人工布板功能布预制板，自动布板可能不能满足用户的施工图要求，仅能满足定义荷载传递路线的要求。对楼层净高很敏感、跨度超过6.9米或不符合模数时可采用SP板，SP板120厚可做到7.2米跨。 (2).现浇板的配筋(板上、下钢筋，板厚尺寸)。板厚一般取120、140、160、180四种尺寸或120、150、180三种尺寸。尽量用二级钢包括直径10（目前供货较少）的二级钢，直径12的受力钢筋，除吊钩外，不得采用一级钢。钢筋宜大直径大间距，但间距不大于200，间距尽量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂缝均可满足要求)。跨度小于2米的板上部钢筋不必断开，钢筋也可不画，仅说明钢筋为双向双排8200。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。顶层及考虑抗裂时板上筋可不断，或50%连通，较大处附加钢筋，拉通筋均应按受拉搭接钢筋。板配筋相同时，仅标出板号即可。一般可将板的下部筋相同和部分上部筋相同的板编为一个板号，将不相同的上部筋画在图上。当板的形状不同但配筋相同时也可编为一个板号。应全楼统一编号。当考虑穿电线管时，板厚120，不采用薄板加垫层的做法。电的管井电线引出处的板，因电线管过多有可能要加大板厚至180（考虑四层32的钢管叠加）。宜尽量用大跨度板，不在房间内(尤其是住宅)加次梁。说明分布筋为6250，温度影响较大处可为8200。板顶标高不同时，板的上筋应分开或倾斜通过。现浇挑板阳角加辐射状附加筋(包括内墙上的阳角)。现浇挑板阴角的板下宜加斜筋。顶层应建议甲方采用现浇楼板，以利防水，并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。外露的挑沿、雨罩、挑廊应每隔1015米设一10mm的缝，钢筋不断。尽量采用现浇板，不采用予制板加整浇层方案。卫生间做法可为70厚+10高差(取消垫层)。8米以下的板均可以采用非预应力板。L、T或十字形建筑平面的阴角处附近的板应现浇并加厚，双向双排配筋，并附加45度的4根16的抗拉筋。现浇板的配筋建议采用PMCAD软件自动生成，一可加快速度，二来尽量减小笔误。自动生成楼板配筋时建议不对钢筋编号，因工程较大时可能编出上百个钢筋号，查找困难，如果要编号，编号不应出房间。配筋计算时，可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以0.80.9的折减系数，将板下筋乘以1.11.2的放大系数。值得注意的是，按弹性计算的双向板钢筋是板某几处的最大值，按此配筋是偏于保守的，不必再人为放大。支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大，否则将对梁产生过大的附加扭距。一般：板厚150时采用10200；否则用8200。PMCAD生成的板配筋图应注意以下几点：1.单向板是按塑性计算的，而双向板按弹性计算，宜改成一种计算方法。2.当厚板与薄板相接时，薄板支座按固定端考虑是适当的，但厚板就不合适，宜减小厚板支座配筋，增大跨中配筋。3.非矩形板宜减小支座配筋，增大跨中配筋。4.房间边数过多或凹形板应采用有限元程序验算其配筋。PMCAD生成的板配筋图为PM?.T。板一般可按塑性计算，尤其是基础底板和人防结构。但结构自防水、不允许出现裂缝和对防水要求严格的建筑, 如坡、平屋顶、橱厕、配电间等应采用弹性计算。室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋，一是轻隔墙有可能移位，二是板整体受力，应整体提高板的配筋。只有垂直单向板长边的不可能移位的隔墙，如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋。坡屋顶板为偏拉构件，应双向双排配筋。 (3).关于过梁布置及轻隔墙。现在框架填充墙一般为轻墙，过梁一般不采用预制混凝土过梁，而是现浇梁带。应注明采用的轻墙的做法及图集。当过梁与柱或构造柱相接时，柱应甩筋，过梁现浇。不建议采用加气混凝土做围护墙，装修难做并不能用在厕所处。 (4).雨蓬、阳台、挑檐布置和其剖面详图。注意：雨棚和阳台的竖板现浇时，最小厚度应为80，否则难以施工。竖筋应放在板中部。当做双排筋时，高度900时，最小板厚120。阳台的竖板应尽量现浇，预制挡板的相交处极易裂缝。雨棚和阳台上有斜的装饰板时，板的钢筋放斜板的上面，并通过水平挑板的下部锚入墙体圈梁(即挑板双层布筋)。两侧的封板可采用泰柏板封堵，钢筋与泰柏板的钢丝焊接，不必采用混凝土结构。挑板挑出长度大于2米时宜配置板下构造筋，较长外露挑板（包括竖板）宜配温度筋。挑板内跨板上筋长度应大于等于挑板出挑长度，尤其是挑板端部有集中荷载时。内挑板端部宜加小竖沿，防止清扫时灰尘落下。当顶层阳台的雨搭为无组织排水时，雨搭出挑长度应大于其下阳台出挑长度100，顶层阳台必须设雨搭。挑板配筋应有余地，并应采用大直径大间距钢筋，给工人以下脚的地方，防止踩弯。挑板内跨板跨度较小，跨中可能出现负弯距，应将挑板支座的负筋伸过全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上，但当钢筋直径大于等于12时是难以施工的，应另加筋。 (5).楼梯布置。采用X型斜线表示楼梯间，并注明楼梯间另详。尽量用板式楼梯，方便设计及施工，也较美观。 (6).板顶标高。可在图名下说明大多数的板厚及板顶标高，厨厕及其它特殊处在其房间上另外标明。 (7).梁布置及其编号，应按层编号，如L-1-XX，1指1层，XX为梁的编号。柱布置及编号。 (8).板上开洞(厨、厕、电气及设备)洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定锚入板支座，从洞边锚入La即可。板上开洞的附加筋，如果洞口处板仅有正弯距，可只在板下加筋；否则应在板上下均加附加筋。留筋后浇的板宜用虚线表示其范围，并注明用提高一级的膨胀混凝土浇筑。未浇筑前应采取有效支承措施。住宅跃层楼梯在楼板上所开大洞，周边不宜加梁，应采用有限元程序计算板的内力和配筋。板适当加厚, 洞边加暗梁。 (9)屋面上人孔、通气孔位置及详图。 (10).在平面图上不能表达清楚的细节要加剖面，可在建筑墙体剖面做法的基础上，对应画结构详图。3.基础平面图及详图: (1).在柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。 (2).当基础下有防空洞或枯井等时，可做一大厚板将其跨过。 (3).混凝土基础下应做垫层。当有防水层时，应考虑防水层厚度。 (4).建筑地段较好，基础埋深大于3米时，应建议甲方做地下室。地下室底板，当地基承载力满足设计要求时，可不再外伸以利于防水。每隔3040米设一后浇带，并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力，提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用)，减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。可在筏板区格中间挖空垫聚苯来调整高低层的不均匀沉降。 (5).地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。 (6).抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝，连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。 (7).新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础，其基础间的净距应不少于基础之间的高差的1.5至2倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时，应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。 (8).独立基础偏心不能过大，必要时可与相近的柱做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大，必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底板的形心宜重合，基础底板可做成梯形或台阶形，或调整挑梁两端的出挑长度。 (9).采用独立柱基时，独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率要求，除非此基础非常重要，但配筋也不得过小。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之间的结构。面积不大的独立基础宜采用锥型基础，方便施工。 (10).独立基础的拉梁宜通长配筋，其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高，否则底层墙体过高。 (11).底层内隔墙一般不用做基础，可将地面的混凝土垫层局部加厚。 (12).考虑到一般建筑沉降为锅底形、结构的整体弯曲和上部结构和基础的协同作用，顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断1/2或1/3)，且纵向基础梁的底筋也拉通。 (13).基础平面图上应加指北针。 (14).基础底板混凝土不宜大于C30，一是没用，二是容易出现裂缝。 (15).可用JCCAD软件自动生成基础布置和基础详图。生成的基础平面图名为JCPM.T，生成的基础详图名为JCXT?.T。 (16).基础底面积不应因地震附加力而过分加大，否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异较大，本末倒置。请参照建筑地基基础设计规范GBJ7-89和各地方的地基基础规程。 4. 暖沟图及基础留洞图: (1).沟盖板在遇到电线管时下降(500)，室外暖沟上一般有400厚的覆土。 (2).注明暖沟两侧墙体的厚度及材料作法。暖沟较深时应验算强度。 (3).洞口大于400时应加过梁，暖沟应加通气孔。 (4).基础埋深较浅时暖沟入口底及基础留洞有可能比基础还低，此时基础应局部降低。 (5).湿陷性黄土地区或膨胀土地区暖沟做法不同于一般地区。应按湿陷性黄土地区或膨胀土地区的特殊要求设计。 (6).暖沟一般做成1200宽，1000的在维修时偏小。 5. 楼梯详图: (1).应注意：梯梁至下面的梯板高度是否够（楼梯平台的结构下缘至人行通道的垂直高度不应低于2.0m），以免碰头，尤其是建筑入口处。 楼梯平台净宽不得小于楼梯梯段净宽，且不应小于1.2m。 (2).踏步高度不宜大于0.2m，以免易摔跤 (3).两倍的踏步高度加踏步宽度约等于600。幼儿园楼梯踏步宜120高。 (4).楼梯折板、折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，折梁还应加附加箍筋 (5).楼梯的建筑做法一般与楼面做法不同，注意楼梯板标高与楼面板的衔接。 (6).楼梯梯段板计算方法：当休息平台板厚为80100，梯段板厚100130，梯段板跨度小于4米时，应采用1/10的计算系数，并上下配筋相同；当休息平台板厚为80100，梯段板厚160200，梯段板跨度约6米左右时，应采用1/8的计算系数，板上配筋可取跨中的1/31/4，并且不得过大。此两种计算方法是偏于保守的。任何时候休息平台与梯段板平行方向的上筋均应拉通，并应与梯段板的配筋相应。梯段板板厚一般取1/251/30跨度。 (7).注意当板式楼梯跨度大于5米时，挠度不容易满足。应注明加大反拱或增大配筋。 (8).当休息平台板为悬挑板时，其内部的楼梯梯段板负筋应大于休息平台板的板上筋，长度也应大于平台板筋。 (9).楼层处的休息平台板的配筋应与楼层板统一考虑配筋，主要是板的负筋。 6.梁详图: (1).梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。可在结构设计总说明处画一节点，有次梁处两侧各加三根主梁箍筋，荷载较大处详施工图。 (2).当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮齐平。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽，并宜小于1/3柱宽。 (3).折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，还应加附加箍筋 (4).梁上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。（此条是从弹性计算角度出发）。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。 (5).原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下部纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。 (6).端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。 (7).考虑抗扭的梁，纵筋间距不应大于300和梁宽，即要求加腰筋，并且纵筋和腰筋锚入支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。 (8).反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋承受，或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。 (9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留余地。 (10).梁上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。 (11).梁净高大于500时，宜加腰筋，间距200，否则易出现垂直裂缝。 (12).挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。 (13).尽量避免长高比小于4的短梁，采用时箍筋应全梁加密，梁上筋通长，梁纵筋不宜过大。 (14).扁梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时，梁宽对刚度影响不大，加宽一倍，挠度减小20%左右。相对来讲，增大钢筋更经济，钢筋加大一倍，挠度减小60%左右，同时梁的上筋应大部分通长布置，以减小混凝土徐变对挠度的增大，如果上筋不小于下筋，挠度减小20%。 (15).框架梁高取1/101/15跨度，扁梁宽可取到柱宽的两倍。扁梁的箍筋应延伸至另一方向的梁边。(16).当一宽框架梁托两排间距较小的柱时，可加一刚性挑梁，两个柱支承在刚性挑梁的端头。 (17).梁宽大于350时，应采用四肢箍。 7. 柱详图： (1).地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍，并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。 (2).原则上柱的纵筋宜大直径大间距，但间距不宜大于200。 (3).柱内埋管，由于梁的纵筋锚入柱内，一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时，可不必验算。(4).柱断面不宜小于450X450，混凝土不宜小于C25，否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足0.45La的要求，不满足时应加横筋。异型柱结构，梁纵筋一排根数不宜过多，柱端部纵筋不宜过密，否则节点混凝土浇筑困难。当部分矩形柱部分异型柱时，应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近，不要相差太大。 (5).柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，减小断面尺寸。 (6).尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋