普通高等教育“十二五”规划教材 中国科学院教材建设专家委员会“十二五”规划教材

混凝土结构设计

孙跃东 主编 周新刚 主审

编 委 王秀海 王庭瑛 郑克敏 韩建华

北 京

科

学出版社

职教技术出版中心

www.abook.cn

内 容 简 介

本书根据国家颁发的《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）、《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）、《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）等规范编写而成。

全书的内容包括：概论（包括结构设计的步骤和方法、建筑工程结构设

计文件的编制要求、结构承受的荷载和结构极限状态的设计表达式）；混凝

土梁板结构（包括单向板、双向板、无梁楼盖、密肋楼盖和井字楼盖、装配

式楼盖以及不规则板等）；楼梯和悬挑构件（包括板式楼梯、梁式楼梯、悬

挑楼梯螺旋楼梯和装配式楼梯，雨篷和阳台等悬挑构件）；混凝土排架结构；

混凝土多层框架结构；混凝土结构抗震设计（包括结构抗震设计的基本知识、

单层厂房抗震设计、框架结构抗震设计和框架结构设计例题）。每章有适量

的例题、本章提要、小结、思考题，2～5 章有习题，以帮助读者理解和掌握基本概念和基本设计方法。

本书可作为高等院校土木工程专业的教材，同时也可作为土建类科研、

设计、施工和管理人员的参考书。 图书在版编目(CIP)数据

混凝土结构设计/孙跃东主编. —北京：科学出版社，2015

（普通高等教育“十二五”规划教材·中国科学院教材建设专家委员会

“十二五”规划教材） ISBN 978-7-03-045113-2

Ⅰ. ①混… Ⅱ. ①孙… Ⅲ. ①混凝土结构–结构设计–高等学校–教材 Ⅳ. ①TU370.4

中国版本图书馆 CIP 数据核字（2015）第 132949 号

责任编辑：童安齐 王杰琼 / 责任校对：刘玉靖 责任印制：吕春珉 / 封面设计：耕者设计工作室

出版 北京东黄城根北街 16 号

邮政编码：100717

http://www.sciencep.com

北京双清印刷厂印刷 科学出版社发行 各地新华书店经销

* 2015 年 7 月第 一 版 2015 年 7 月第一次印刷

开本：787×1092 1/16 印张：30 3/4

字数：710 000

定价：59.00 元

(如有印装质量问题，我社负责调换〈路通〉)

销售部电话 010-62136131 编辑部电话 010-62135235（VP04）

版权所有，侵权必究 举报电话：010-64030229；010-64034315；13501151303

前 言

“混凝土结构设计”作为“混凝土结构设计原理”的后续课程，是土木

工程专业重要的专业课程。本书根据国家颁发的《工程结构可靠性设计统

一标准》（GB 50153—2008）、《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）、

《建筑结构荷载规范》（ GB 50009—2012 ）、《建筑抗震设计规范》

（GB50011—2010）等编写而成。在编写中力求贯彻全国高等学校土木工

程学科专业指导委员会审批的“土木工程专业指导规范”和“卓越工程师

教育培养计划”精神。

本书遵循“概念明确、思路清晰、结合实际、方便应用”进行编写，

重点放在结构方案和结构体系的选择、结构的荷载计算、结构计算简图、

结构的荷载组合、结构构件的截面设计和构造要求等方面。书中每章有内

容提要、小结、适量的例题、思考题和习题，以帮助读者理解和掌握基本

概念和基本设计方法。

本书由孙跃东任主编，并进行修改定稿工作；谢群、赵永生任副主编；

周新刚任主审。

本书共分为 6 章，其中，第 1 章，第 2 章第 2.1、2.4、2.5、2.7 节，

第 3 章，第 4 章第 4.5、4.6、4.7 节由孙跃东编写；第 5 章第 5.1、5.2、

5.6、5.8 节由孙跃东、高秋梅、刘锋编写；第 4 章第 4.8 节由李柏栋、黄

一杰编写；第 2 章第 2.2、2.3 节，第 4 章第 4.1、4.2、4.3、4.4 节由谢群

编写；第 5 章第 5.3、5.4、5.5 节由孟丹编写；第 2 章第 2.6 节，第 5 章

第 5.7 节由赵永生编写；第 6 章由孙黄胜、孙跃东编写。赵相虎、王康等

对本书进行了文字和插图的整理工作。

对本书编写过程中给予指导和帮助的各位教授、同事以及学生表示衷

心的感谢。

由于编者的水平和经验有限，书中不足之处在所难免，恳请广大读者

批评指正。 编 者

2015 年 4 月

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目 录

前言

第 1 章 概论 ............................................................................................................................................... 1

1.1 结构设计的一般程序 .............................................................................................................. 2 1.1.1 建筑工程的设计阶段 ........................................................................................................ 2

1.1.2 结构设计的基本内容 ........................................................................................................ 2

1.1.3 结构分析的基本原则 ........................................................................................................ 4

1.1.4 结构分析方法 .................................................................................................................... 4

1.1.5 间接作用分析 .................................................................................................................... 7

1.1.6 结构设计软件 .................................................................................................................... 8

1.2 建筑工程结构设计文件的编制要求 ................................................................................... 9 1.2.1 方案设计阶段 .................................................................................................................... 9

1.2.2 初步设计阶段 .................................................................................................................. 10

1.2.3 施工图设计阶段 .............................................................................................................. 10

1.3 结构承受的荷载 ..................................................................................................................... 15 1.3.1 荷载的分类 ...................................................................................................................... 15

1.3.2 永久荷载的计算 .............................................................................................................. 15

1.3.3 屋面和楼面活荷载 .......................................................................................................... 16

1.3.4 雪荷载 .............................................................................................................................. 17

1.3.5 风荷载 .............................................................................................................................. 18

1.3.6 温度作用 .......................................................................................................................... 20

1.3.7 偶然荷载 .......................................................................................................................... 21

1.4 结构极限状态的设计表达式 .............................................................................................. 21 1.4.1 承载能力极限状态 .......................................................................................................... 21

1.4.2 正常使用极限状态 .......................................................................................................... 22

1.4.3 抗震组合 .......................................................................................................................... 23

1.5 本课程的基本内容、特点和学习要求 ............................................................................ 24 1.5.1 本课程的基本内容 .......................................................................................................... 24

1.5.2 本课程的特点和学习要求 .............................................................................................. 25

小结 ....................................................................................................................................................... 26

思考题 .................................................................................................................................................. 26

第 2 章 混凝土梁板结构 ...................................................................................................................... 28

2.1 概述............................................................................................................................................. 28 2.1.1 楼盖结构的类型 .............................................................................................................. 29

2.1.2 梁、板截面尺寸 .............................................................................................................. 30

混凝土结构设计

·iv·

2.1.3 肋梁楼盖的荷载传递 ...................................................................................................... 30

2.2 现浇单向板肋梁楼盖 ............................................................................................................ 33 2.2.1 结构平面布置 .................................................................................................................. 33

2.2.2 计算简图的确定 .............................................................................................................. 35

2.2.3 单向板肋梁楼盖按弹性理论的分析方法 ....................................................................... 38

2.2.4 单向板肋梁楼盖按塑性理论的分析方法 ....................................................................... 42

2.2.5 连续梁（板）考虑塑性内力重分布的内力计算方法——弯矩调幅法 ....................... 47

2.2.6 单向板肋梁楼盖的截面设计与构造要求 ....................................................................... 52

2.2.7 现浇单向板肋梁楼盖设计例题 ...................................................................................... 59

2.3 现浇双向板肋梁楼盖 ............................................................................................................ 69 2.3.1 双向板肋梁楼盖按弹性理论计算法 .............................................................................. 69

2.3.2 双向板肋梁楼盖按塑性理论计算法——塑性铰线法 ................................................... 71

2.3.3 双向板支承梁的设计 ...................................................................................................... 78

2.3.4 双向板楼盖的截面设计与构造 ...................................................................................... 80

2.3.5 双向板肋梁楼盖设计例题 .............................................................................................. 81

2.4 无梁楼盖 ................................................................................................................................... 87 2.4.1 无梁楼盖的受力性能 ...................................................................................................... 88

2.4.2 无梁楼盖按弹性理论计算方法 ...................................................................................... 89

2.4.3 柱帽设计 .......................................................................................................................... 93

2.4.4 截面设计与配筋构造 ...................................................................................................... 95

2.4.5 无梁楼盖实例 .................................................................................................................. 96

2.5 密肋楼盖和井字梁楼盖 ...................................................................................................... 102 2.5.1 密肋楼盖 ........................................................................................................................ 102

2.5.2 井字梁楼盖 .................................................................................................................... 105

2.5.3 井字梁楼盖设计实例 .................................................................................................... 107

2.6 装配式混凝土楼盖 ............................................................................................................... 109 2.6.1 装配式楼盖的平面布置方案 ........................................................................................ 109

2.6.2 预制混凝土铺板 ............................................................................................................ 110

2.6.3 楼盖梁形式 .................................................................................................................... 112

2.6.4 装配式构件的计算要点 ................................................................................................ 112

2.6.5 装配式楼盖的连接构造 ................................................................................................ 113

2.7 不规则板的计算 ................................................................................................................... 115 2.7.1 三角形板 ........................................................................................................................ 115

2.7.2 梯形板 ............................................................................................................................ 121

2.7.3 圆形板 ............................................................................................................................ 122

2.7.4 扇形板 ............................................................................................................................ 126

2.7.5 板上开洞的配筋构造 .................................................................................................... 128

小结 ..................................................................................................................................................... 130

思考题 ................................................................................................................................................ 132 习题 ..................................................................................................................................................... 133

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目 录

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第 3 章 楼梯和悬挑构件 .................................................................................................................... 135

3.1 楼梯........................................................................................................................................... 135 3.1.1 板式楼梯 ........................................................................................................................ 135

3.1.2 梁式楼梯 ........................................................................................................................ 144

3.1.3 悬挑楼梯 ........................................................................................................................ 154

3.1.4 螺旋楼梯 ........................................................................................................................ 158

3.1.5 装配式楼梯 .................................................................................................................... 159

3.2 悬挑构件 ................................................................................................................................. 161 3.2.1 雨篷 ................................................................................................................................ 161

3.2.2 阳台 ................................................................................................................................ 168

3.2.3 其他悬挑构件 ................................................................................................................ 174

小结 ..................................................................................................................................................... 177

思考题 ................................................................................................................................................ 177

习题 ..................................................................................................................................................... 178

第 4 章 单层工业厂房 ......................................................................................................................... 179

4.1 单层厂房的分类 ................................................................................................................... 179 4.1.1 单层工业厂房按承重结构的材料分类......................................................................... 179

4.1.2 按承重结构的形式分类 ................................................................................................ 179

4.2 装配式钢筋混凝土排架厂房的组成和布置 ................................................................. 181 4.2.1 结构组成 ........................................................................................................................ 181

4.2.2 结构布置 ........................................................................................................................ 183

4.2.3 厂房高度的确定 ............................................................................................................ 187

4.2.4 支撑的布置 .................................................................................................................... 188

4.2.5 围护结构布置 ................................................................................................................ 193

4.3 单层厂房结构主要构件选型 ............................................................................................ 195 4.3.1 国家建筑标准设计图集介绍 ........................................................................................ 195

4.3.2 屋面主要构件选型 ........................................................................................................ 196

4.3.3 屋架（屋面梁）的选型 ................................................................................................ 198

4.3.4 吊车梁的选型 ................................................................................................................ 199

4.4 排架结构的内力分析 .......................................................................................................... 200 4.4.1 计算简图的确定 ............................................................................................................ 200

4.4.2 荷载的计算 .................................................................................................................... 202

4.4.3 排架内力分析 ................................................................................................................ 211

4.4.4 排架结构的内力组合 .................................................................................................... 216

4.4.5 厂房的空间作用 ............................................................................................................ 218

4.4.6 排架的水平位移验算 .................................................................................................... 221

4.5 柱的设计 ................................................................................................................................. 223 4.5.1 柱的结构形式与截面尺寸 ............................................................................................ 223

4.5.2 柱的配筋计算 ................................................................................................................ 224

混凝土结构设计

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4.5.3 牛腿设计 ........................................................................................................................ 226

4.5.4 矩形截面和Ⅰ形截面柱的构造要求 ............................................................................ 231

4.5.5 抗风柱的设计 ................................................................................................................ 232

4.5.6 柱的吊装验算 ................................................................................................................ 233

4.6 柱下独立基础设计 ............................................................................................................... 234 4.6.1 基础底面尺寸的确定 .................................................................................................... 234

4.6.2 基础高度的确定 ............................................................................................................ 237

4.6.3 底板配筋计算 ................................................................................................................ 238

4.6.4 构造要求 ........................................................................................................................ 240

4.7 连接构造及预埋件设计 ...................................................................................................... 243 4.7.1 屋架系统连接构造 ........................................................................................................ 243

4.7.2 吊车梁系统连接 ............................................................................................................ 247

4.7.3 柱间支撑与柱的连接 .................................................................................................... 248

4.7.4 预埋件设计 .................................................................................................................... 248

4.7.5 吊环设计 ........................................................................................................................ 252

4.8 单层钢筋混凝土工业厂房设计示例 ............................................................................... 253 4.8.1 工程概况 ........................................................................................................................ 253

4.8.2 主要结构构件选型 ........................................................................................................ 256

4.8.3 排架的荷载计算 ............................................................................................................ 261

4.8.4 排架的内力分析 ............................................................................................................ 266

4.8.5 内力组合 ........................................................................................................................ 270

4.8.6 排架柱设计 .................................................................................................................... 273

4.8.7 抗风柱设计 .................................................................................................................... 282

4.8.8 基础设计 ........................................................................................................................ 284

小结 ..................................................................................................................................................... 291

思考题 ................................................................................................................................................ 291

习题 ..................................................................................................................................................... 292

第 5 章 多层框架结构 ......................................................................................................................... 295

5.1 框架结构的组成和结构布置 ............................................................................................ 295 5.1.1 框架结构的组成 ............................................................................................................ 295

5.1.2 框架结构的分类 ............................................................................................................ 296

5.1.3 框架结构的布置 ............................................................................................................ 296

5.2 框架结构的计算简图 .......................................................................................................... 301 5.2.1 框架梁、柱截面尺寸 .................................................................................................... 301

5.2.2 框架结构的计算简图 .................................................................................................... 303

5.2.3 框架结构上的荷载 ........................................................................................................ 307

5.3 竖向荷载作用下框架结构内力的分层法计算 ............................................................ 307 5.3.1 基本假定 ........................................................................................................................ 307

5.3.2 计算步骤 ........................................................................................................................ 308

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目 录

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5.4 水平荷载作用下框架结构内力和侧移的计算 ............................................................ 311 5.4.1 水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点 ............................................................. 311

5.4.2 反弯点法 ........................................................................................................................ 312

5.4.3 D 值法 ............................................................................................................................ 317

5.4.4 框架结构侧移的近似计算 ............................................................................................ 322

5.4.5 框梁结构侧移考虑二阶效应的近似计算 ..................................................................... 323

5.5 荷载效应组合及构件设计 ................................................................................................. 324 5.5.1 荷载效应组合 ................................................................................................................ 324

5.5.2 构件设计 ........................................................................................................................ 328

5.6 非抗震设计框架结构的配筋构造要求 .......................................................................... 329 5.6.1 框架梁 ............................................................................................................................ 329

5.6.2 非框架梁的纵筋配筋构造要求 .................................................................................... 332

5.6.3 框架柱 ............................................................................................................................ 333

5.7 装配整体式框架连接节点与叠合构件 .......................................................................... 337 5.7.1 装配整体式框架结构 .................................................................................................... 337

5.7.2 装配整体式框架结构的预制构件 ................................................................................ 338

5.7.3 预制构件之间的后浇混凝土连接 ................................................................................ 341

5.7.4 装配整体式框架承载力计算 ........................................................................................ 347

5.8 框架结构基础 ........................................................................................................................ 349 5.8.1 基础类型及其选择 ........................................................................................................ 349

5.8.2 双柱联合基础设计 ........................................................................................................ 351

5.8.3 柱下条形基础设计 ........................................................................................................ 353

5.8.4 柱下十字交叉条形基础设计 ........................................................................................ 355

小结 ..................................................................................................................................................... 359

思考题 ................................................................................................................................................ 361

习题 ..................................................................................................................................................... 362

第 6 章 混凝土结构抗震设计 ........................................................................................................... 363

6.1 建筑抗震概念设计 ............................................................................................................... 363 6.2 单层厂房抗震设计 ............................................................................................................... 369

6.2.1 单层工业厂房震害 ........................................................................................................ 369

6.2.2 单层工业厂房结构布置 ................................................................................................ 371

6.2.3 单层工业厂房抗震计算 ................................................................................................ 372

6.2.4 单层工业厂房抗震措施 ................................................................................................ 382

6.3 框架结构抗震设计 ............................................................................................................... 386 6.3.1 框架结构的震害 ............................................................................................................ 386

6.3.2 框架结构抗震设计计算 ................................................................................................ 388

6.3.3 框架梁的抗震设计 ........................................................................................................ 391

6.3.4 框架柱的抗震设计 ........................................................................................................ 396

6.3.5 框架节点核芯区的抗震设计 ........................................................................................ 402

混凝土结构设计

·viii·

6.4 框架结构设计例题 ............................................................................................................... 405 6.4.1 工程概况和设计资料 .................................................................................................... 405

6.4.2 框架梁柱截面尺寸的确定和结构布置......................................................................... 407

6.4.3 结构竖向荷载及内力计算 ............................................................................................ 409

6.4.4 风荷载作用下的内力 .................................................................................................... 417

6.4.5 地震作用计算 ................................................................................................................ 420

6.4.6 重力荷载代表值作用下的内力 .................................................................................... 425

6.4.7 内力组合 ........................................................................................................................ 427

6.4.8 框架梁柱的截面设计及配筋 ........................................................................................ 433

6.4.9 框架梁柱正常使用极限状态（裂缝和变形）、框架侧移验算 ................................... 440

6.4.10 基础计算及配筋 .......................................................................................................... 442

小结 ..................................................................................................................................................... 443 思考题 ................................................................................................................................................ 444

附录 1 常用材料和构件的自重 ........................................................................................................ 445

附录 2 荷载计算常用参数 ................................................................................................................. 449

附录 3 等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表 ................................................ 456

附录 4 双向板按弹性分析的计算系数表 ..................................................................................... 465

附录 5 圆形板的弯矩系数和挠度系数 .......................................................................................... 470

附录 6 5～50/5t 一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸系列（ZQ1-62） .............. 472

附录 7 单阶变截面柱的柱顶位移系数 C0和反力系数 C1～C11 ........................................... 473

附录 8 规则框架承受均布及倒三角形分布水平荷载作用时反弯点的高度比 ................ 475

主要参考文献 ............................................................................................................................................ 480

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第 1章 概 论

本章提要 1）结构设计的一般步骤和方法； 2）结构承受的荷载、主要荷载的取值和计算； 3）结构极限状态的设计表达式； 4）结构设计文件的编制要求； 5）本课程的基本内容、特点和学习要求。 建筑结构是房屋建筑的骨架，该骨架是由若干基本构件（梁、板、柱、墙、杆、壳

等）通过一定连接方式构成的整体，能安全可靠地承受自重及其在使用中（或施工过程

中）可能出现的各种作用，并能将这些作用传递给地基。建筑结构的作用：①形成人们

活动所需要的、功能良好和舒适美观的空间；②能够抵御自然和人为的各种作用，使建

筑物安全、适用、耐久，并在突发偶然事件时能保持整体稳定；③能充分发挥所使用材

料的效能。 建筑结构按其用途可分为工业建筑结构和民用建筑结构；按其材料可分为混凝土结

构、钢结构、砌体结构、木结构、混合结构等；按其体型和高度可划分为单层结构（如

单层工业厂房等）、多层结构、高层结构和大跨结构等；按其主要承重结构体系可划分

为排架结构、框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构等。 建筑结构由竖向承重结构体系、水平承重结构体系和下部结构三部分组成。竖向承

重结构由墙和柱等构件组成，承受竖向荷载和水平荷载的作用，如墙体结构、框架结构、

框架-剪力墙结构和筒体结构等。水平承重结构由楼盖、屋盖、楼梯等组成，它将竖向荷载传递至竖向承重结构上。下部结构包括地下室和基础，无地下室的建筑结构只包括基

础。混凝土基础主要形式有柱下独立基础、条形基础、梁板基础（也称为倒梁板基础、

片筏基础）等；地下室还可以做成兼有水平和竖向结构的箱形基础。 混凝土结构是目前采用最多的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力

混凝土结构及纤维混凝土结构等。常见的结构形式有混凝土基础、挡土墙和支墩、混凝

土排架结构、框架结构、剪力墙结构和框架-剪力墙结构等。在高层特别是超高层建筑结构中，其结构形式常采用组合结构或混合结构，但主要的承重结构体系仍然为混凝土结

构，如建筑总高度为 828m 的迪拜哈利法塔（目前世界最高建筑），-30～601m 为钢筋混凝土剪力墙结构，601～828m 为钢结构。建筑总高度为 632m 的上海中心（结构高度为 580m，2013 年 8 月 3 日结构封顶，目前为我国最高建筑），结构形式为钢筋混凝土核心筒-外框架结构。在各类多高层建筑结构中，楼盖或屋盖水平承重结构体系基本上采用混凝土结构。

混凝土结构设计

·2·

1.1 结构设计的一般程序

1.1.1 建筑工程的设计阶段

工程项目建设程序是指从策划、评估、决策、勘察、设计、施工到竣工验收、投入

生产或交付使用的整个建设过程，其主导线为工程勘察、设计和施工三个环节。 大型建筑工程设计可分为三个阶段进行，即初步设计阶段、技术设计阶段和施工图

设计阶段。对一般的建筑工程，可按初步设计和施工图设计两阶段进行。

1. 初步设计阶段

初步设计阶段主要是确定工程的基本规模、重要工艺、设备以及概算总投资等原则

问题，提出工程项目的方案设计。该阶段需完成的设计文件有设计说明书、必要的设计

图纸、主要设备和材料清单、投资估算及效果透视图等，应在调查研究和设计基础资料

的基础上分专业编制。 结构设计工程师的主要任务是编制结构设计说明。结构设计说明的主要内容包括：

①选定主要结构材料；②阐述建筑所在地域、地界、有关自然条件、抗震设防烈度、工

程地质概况等；③设计采用的主要规范、标准以及构件标准图等；④上部结构选型、基

础选型、人防结构及抗震设计初步方案等；⑤结构平面布置（如应标出柱网、剪力墙、

结构缝等）；⑥需要说明的其他问题，如工艺的特殊要求、与相邻建筑物的关系、基坑

特征及防护等。

2. 技术设计阶段

技术设计是针对技术上复杂或有特殊要求而又缺乏设计经验的建设项目而增设的

一个设计阶段，是在初步设计基础上对初步设计方案的具体化、调整和深化，其目的是

进一步解决初步设计阶段一时无法解决的一些重大问题。

3. 施工图设计阶段

施工图设计主要通过图纸把设计者的意图和全部设计结果表达出来，施工图作为施

工的依据，是设计和施工的桥梁。施工图按专业内容可分为建筑、结构、水、暖、电等

部分。 结构专业施工图设计的主要任务是根据建筑方案进行结构选型和结构布置，确定有

关结构构件尺寸，进行结构内力分析、荷载效应组合和构件截面设计，并绘制结构施工

图。在施工过程中，还要根据新出现的情况，对设计做必要的修改和变更。

1.1.2 结构设计的基本内容

结构设计的基本内容包括结构方案设计、结构分析、荷载效应组合、构件设计、连

接及其构造设计和绘制结构施工图等。

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第 1 章 概 论

·3·

1. 结构方案设计

结构方案设计主要是配合建筑设计的功能和造型要求，结合所选结构材料的特性，

从结构受力、安全性和经济性等方面综合考虑，确定合理的结构形式。结构方案应符合

受力合理、技术可行和尽可能经济的原则。 结构方案对建筑物的安全有重要影响，其设计主要包括结构选型、结构布置和主要

构件的截面尺寸估算等内容。 1）结构选型。就是根据建筑的用途及功能、建筑高度、荷载情况和所具备的物质

与施工技术条件等因素选用合理的结构体系，主要包括承重结构、楼盖结构、基础形式

的确定等内容。在初步设计阶段，一般应进行方案比较，选择最优的方案。 2）结构布置。就是在结构选型的基础上，选用构件形式，确定各结构构件之间的

相互关系和传力路径，主要包括定位轴线、构件布置和结构缝的设置等内容。 结构布置应遵循的主要原则：①结构的平、立面布置宜规则，各部分的质量和刚度

宜均匀、连续；②结构的传力途径应简捷、明确，竖向构件宜连贯、对齐；③宜采用超

静定结构，重要构件和关键传力部位应增加冗余约束或有多条传力途径；④合理设置结

构缝（包括伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、防连续倒塌的分割缝等），应根据结构

受力特点及建筑尺度、形状、使用功能等要求，合理确定结构缝的位置和构造形式，尽

量做到“一缝多能”。 3）构件截面尺寸的估算。截面尺寸一般根据刚度和稳定条件，参考类似工程凭经

验确定。如根据跨高比确定梁的截面高度，高宽比确定梁的截面宽度；根据轴压比限制

来估算柱的截面尺寸等。

2. 结构分析和荷载效应组合

结构分析前要确定结构上的作用（荷载）。我国现行《建筑结构荷载规范》（GB 50009）（以下简称《荷载规范》）将结构上的荷载分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载三类。有

抗震设防要求的还要考虑地震荷载作用。荷载的计算参见 1.3 节。 结构分析是指结构在各种荷载作用下的内力和变形等作用效应计算，其核心问题是

确定结构计算模型，包括确定结构力学模型、计算简图和采用的计算方法。计算简图的

选取既要反映结构的实际工作性能，又要便于计算，因此要抓住本质和主流，略去不重

要的细节。 荷载效应组合是指按照结构可靠度理论把各种荷载效应按一定规律加以组合，以求

得在各种可能同时出现的荷载作用下结构构件控制截面的最不利内力，参见 1.4 节。

3. 结构构件设计

根据结构荷载效应组合结果，选取对配筋起控制作用的截面最不利组合内力，按承

载能力极限状态进行截面的配筋计算，按正常使用极限状态进行裂缝宽度和变形验算，

计算结果尚应满足相应的构造要求。

4. 连接及构造设计

构件之间的连接构造设计就是保证连接节点处被连接构件之间的传力性能符合设

混凝土结构设计

·4·

计要求，保证不同材料结构构件之间的良好结合，因此选择可靠的连接方式以及保证可

靠传力的措施是连接构造设计的关键。

5. 施工图绘制

施工图是全部设计工作的最后成果，是进行施工的主要依据，是设计意图最准确、

最完整的体现，是保证工程质量的重要环节。结构施工图编号前一般冠以“结施”字样，

其绘制应遵守一般的制图规定和要求，参见 1.2 节。

1.1.3 结构分析的基本原则

结构分析是指根据已确定的结构计算简图，进行作用（荷载）统计，采用适当的分

析方法，求出结构内力和变形，以便根据计算结果进行构件设计。 对混凝土结构进行结构分析时，应遵守以下基本原则： 1）混凝土结构应进行整体作用（荷载）效应分析，必要时还应对结构中受力状况

特殊部位进行更详细的分析，如较大孔洞周围、节点、支座和集中荷载作用点附近等。 2）当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时，应分别进行结构分析，

并确定其最不利的作用效应组合，如结构的施工期、检修期和使用期，预制构件的制作、

运输和安装阶段等。当结构可能遭遇火灾、飓风、爆炸、撞击等偶然作用时，尚应按国

家现行有关标准的要求进行相应的结构分析。 3）结构分析的模型应符合下列要求：①分析采用的计算简图、几何尺寸、计算参

数、边界条件、结构材料性能指标、构造措施等应符合实际工作状况；②结构上可能的

作用（荷载）及其组合、初始应力和变形状况等也应符合结构的实际工作状况；③结构

分析中所采用的各种近似假定和简化，应有理论或试验依据，或经工程实践验证；④计

算结果的精度应符合工程设计的要求。

4）结构分析应符合下列要求：①满足力的平衡条件；②在不同程度上符合变形协调条件，包括节点和边界的约束条件等；③采用合理的材料本构关系（应力-应变关系）或构件单元的力-变形关系。

1.1.4 结构分析方法

对混凝土结构进行分析时，应根据结构类型、材料性能和受力特点等选择合理的分

析方法。目前，按力学原理和受力阶段不同，混凝土结构常用的计算方法主要有线弹性

分析方法、塑性内力重分布分析方法、弹塑性分析方法、塑性极限分析方法、试验分析

方法等。

1. 线弹性分析方法

线弹性分析方法假定结构材料为理想的弹性体，混凝土结构弹性分析宜采用结构力

学或弹性力学等分析方法，是最基本和最成熟的结构分析方法，也是其他分析方法的基

础和特例，可用于混凝土结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态作用效应的分析。 按照所分析结构构件的体型不同，可分为杆系结构（一维）、板结构（二维）和实

体结构（三维）。 杆系结构（指长度大于 3 倍截面高度的杆件组成的结构，如连续梁、框架等），通

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第 1 章 概 论

·5·

常采用结构力学的方法计算内力和变形。对规则的空间杆系结构，可分解为不同方向的

平面结构进行分析，但宜考虑平面结构的空间协同工作。如钢筋混凝土单层排架结构可

简化为平面排架来计算，也要考虑单层厂房的空间整体作用（具体参见第 4 章）；再如由梁、柱等杆件组成的空间框架结构，可简化为横向和纵向的平面框架来计算（具体参

见第 5 章）。 杆系结构构件的刚度可按下列原则确定： 1）混凝土的弹性模量可按《混凝土结构设计规范》（GB 50010）（以下简称《规范》）

采用。 2）截面惯性矩按均质的混凝土全截面计算，既不计钢筋的换算面积，也不扣除预

应力孔道的面积。 3）端部加腋的杆件，应考虑其截面变化对结构分析的影响。 4）不同受力状态下构件的截面刚度，宜考虑混凝土开裂、徐变等因素的影响予以

折减。 杆系结构的弹性分析方法可采用解析法、有限元法和差分法等精确计算方法，对体

型规则的结构可采用简化计算方法，如力矩分配法、分层法、反弯点法、D 值法和迭代法等。

非杆系的二维或三维结构，通常假定结构为完全均质材料，不考虑钢筋的存在和混

凝土开裂（即塑性变形）的影响，利用材料各向同性的本构关系，只考虑材料的弹性模

量和泊松比两个物理参数，采用弹性力学方法进行内力分析。经分析得到弹性正应力和

剪应力的分布，经转换可求得主应力，根据主应力确定所需的配筋量及布置，并按复合

受力状态验算混凝土的强度。 当结构的二阶效应可能使作用效应显著增加时，在结构分析中应考虑二阶效应的不

利影响。结构的二阶效应指作用在结构上的重力或构件中的轴压力在变形后的结构或者

构件中引起的附加内力和附加变形。建筑结构的二阶效应包括重力二阶效应（P-效应）和受压构件的挠曲效应（P- 效应）两部分。严格讲，考虑 P-效应和 P- 效应进行结构分析时，应考虑材料的非线性和裂缝、构件的曲率和层间侧移、荷载的持续作用、混

凝土的收缩和徐变等因素。但要实现这样的分析，目前还有困难，分析中一般采用简化

的分析方法。重力二阶效应的计算属于结构整体层面的问题，一般在结构整体分析中考

虑，分析方法包括有限元法和增大系数法。受压构件的挠曲效应属于构件层面的问题，

一般在构件设计时考虑（具体可参见偏心受压构件设计）。 线弹性分析法简易可行，按此方法计算的结构承载力偏于安全。通常在下列情况下

应按弹性理论计算方法进行设计： 1）直接承受动荷载或重复荷载作用的构件。 2）裂缝控制等级为一级或二级的构件。 3）采用无明显屈服台阶钢材配筋的构件。 4）要求有较高安全储备的结构。 在一般梁板结构中的板、次梁多按塑性理论进行设计，而主梁多按弹性理论进行设

计。地下室顶板、底板，屋面由于有防水要求，且荷载较大，建议采用弹性理论计

算方法。

混凝土结构设计

·6·

此外，结构内力计算按弹性分析方法，结构配筋按极限状态法，逻辑上两者似乎矛

盾。但是，从理论分析和试验表明，虽然混凝土结构在使用阶段和塑性内力重分布阶段

的内力都与线弹性分析法的计算结果有出入，而在实现塑性内力充分重分布、形成破坏

机构时，其最终的内力分布取决于各截面的极限弯矩值，故仍与线弹性分析结果一致。

因此，线弹性分析法的计算结果适用于结构承载能力极限状态的设计。该方法的可靠性

和安全性已有无数工程实例来证实，当然，其条件是构件（截面）有足够的塑性转动能

力，能够保证结构的内力重分布，同时还要满足正常使用极限状态要求。

2. 考虑塑性内力重分布的分析方法

超静定混凝土结构在出现塑性铰的情况下，会在结构中引起钢筋和混凝土之间的内

力重分布。可利用这一特点进行构件截面之间的内力调整，充分发挥混凝土结构的潜力，

以达到简化设计、节约配筋和方便施工的目的。塑性内力重分布分析方法主要有极限平

衡法、塑性铰法、变刚度法、弯矩调幅法以及弹塑性分析方法等，应用最多的是弯矩调

幅法。弯矩调幅法首先用线弹性方法分析各种作用状况下的结构内力，得到各控制截面

的最不利内力后，对构件的支座截面弯矩进行调幅处理，并确定相应的跨中弯矩。房屋

建筑中的钢筋混凝土连续单向板、连续梁和框架等宜采用弯矩调幅法计算。其他类似结

构，如双向板、框架-剪力墙等也可用同样的原理进行内力调幅处理。这种方法其实只是在线弹性分析结果上的一种内力调整，结构承载力的可靠度低于按弹性理论设计的结

构，结构的变形及塑性铰处的混凝土裂缝宽度随弯矩调整幅度增加而增大。对不允许出

现裂缝的构件，直接承受动荷载或重复荷载作用的构件，或直接处于侵蚀环境的构件，

为保证结构安全，不宜采用此类方法分析。

3. 弹塑性分析方法

弹塑性分析方法通过建立结构构件的平衡条件、变形协调条件和弹塑性本构关系，

借助于计算分析软件来分析结构受力的全过程。该方法适用于任意形式和受力复杂的结

构分析，特别是能较好地解决各种体型和受力复杂结构的分析问题，是一种较为先进的

结构分析方法，已在国内外一些重要结构的设计中采用。但由于这种分析方法比较复杂，

计算工作量大，各种材料的非线性本构关系尚不够完善和统一，至今其应用范围仍然有

限，主要用于重要、复杂结构工程和罕遇地震作用下的结构分析。 弹塑性分析方法分为静力弹塑性分析方法和动力弹塑性分析方法。我国抗震规范规

定对结构弹塑性变形分析，可根据结构特点采用静力或动力弹塑性分析方法。这里的静

力弹塑性分析方法，主要指 push-over 分析方法，是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种简化方法，从本质上说它是一种静力分析方法。具体地说，就是在结

构分析模型上施加按某种规定的分布方式模拟地震水平作用惯性力的侧向力，单调加载

并逐级加大，一旦构件开裂或屈服即修改其刚度，直到结构达到预定的状态（成为机构、

位移超限或达到目标位移），从而判断结构分析模型是否满足相应的抗震能力要求。 动力弹塑性分析能准确而完整地得出结构在罕遇地震下的反应全过程，但数值计算

过程中需要反复迭代，数据量大，分析工作烦琐，且数值结果受到所选用地震波的影响

较大，一般只在设计重要结构或高层建筑结构时采用。

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第 1 章 概 论

·7·

4. 塑性极限分析方法

结构的塑性极限分析方法是指结构在承载能力极限状态下，找出其满足塑性变形规

律和结构机动条件的破坏机构，进而求出结构的塑性极限荷载。对于超静定结构，结构

中的某一个截面（或某几个截面）达到屈服，整个结构可能并没有达到其最大承载能力，

随着外荷载的继续增加，直至有足够数量的截面达到屈服，使结构体系即将形成几何可

变机构，结构才达到最大承载能力。对可预测结构破坏机制的情况，可采用塑性极限分

析方法进行分析。对承受均布荷载的周边支承的双向矩形板，可采用塑性铰线法（上限

法，我国规范采用）或条带法（下限法）等塑性极限分析方法进行设计。我国按照塑性

极限分析方法设计双向板已有几十年的工程经验，计算方便、构造简单，已证明为安全

可靠的设计方法。用此方法设计的双向板，要满足结构在使用阶段的性能要求，即不要

发生过大的裂缝和变形。对于布置规则，竖向活荷载不大的板柱结构体系，用塑性极限

分析方法设计时，可采用经验系数法直接计算两个方向柱上板带和跨中板带控制截面的

弯矩设计值（参见第 2 章 2.4 节无梁楼盖）。

5. 试验分析方法

对体型和受力都很复杂的结构，如不规则框架和大跨度桁架的主要节点、结构或构

件开洞的周围、不规则的空间结构、构件的疲劳和冲击破坏、受力复杂的堤坝等，或采

用新型材料和构造，又没有成熟的简化分析方法或对现有的结构分析方法的计算结果没

有充分的把握时，可采用试验分析方法对结构进行分析或复核。 试验分析法要用按一定比例制作出结构整体模型或部分模型，进行荷载或其他作用

的试验，测定结构不同部位的应力（应变）分布、变形和裂缝的发展，确定其破坏形态、

开裂荷载、屈服荷载、极限荷载等。然后根据试验结果，判别结构或构件的安全性和使

用阶段的性能，验证或修正计算方法、测定或修正计算所需的参数、修正或改进初步设

计及构造措施等，完成结构分析需要解决的问题。混凝土结构模型设计、制作和试验是

一个复杂的工程，需要进行专门和专业的设计。试验分析法对结构承载能力极限状态分

析和正常使用极限状态的验算均可适用。 上述分析方法中，又各有多种具体的计算方法，如解析法、数值解法、精确解法和

近似解法等。结构设计时，应根据结构的重要性和使用要求、结构体系的特点、作用状

况、要求的精度等加以选择。另外，计算方法的选择还取决于设计者对计算方法的熟悉

程度，已有的分析手段，如计算程序、手册、图表等。

1.1.5 间接作用分析

当混凝土的收缩、徐变以及温度变化等间接作用在结构中产生的作用效应可能危及

结构的安全性或正常使用时，宜进行间接作用效应的分析，并采取相应的构造措施和施

工措施。如对大体积混凝土结构、超长混凝土结构等。混凝土结构进行间接作用效应的

分析，可采用简化的弹性分析方法，但计算时应考虑混凝土的徐变及混凝土的开裂引起

的应力松弛和重分布。 此外，对体型复杂或者受力特殊的结构可采用试验分析方法对结构的承载能力极限

混凝土结构设计

·8·

状态和正常使用极限状态进行分析或复核。

1.1.6 结构设计软件

结构设计软件是工程设计人员进行复杂结构设计时所必须应用的设计计算工具，也

是确保设计质量和提高设计效率的重要手段。 当前国内常用的建筑结构分析与设计软件主要包括以下几大类。

1. 通用性的有限元分析软件

通用性的有限元分析软件的适用范围较广，其分析能力较强、单元类型较多、功能

强大，使用者需要较强的有限元功底，某些通用性有限元分析软件已经将国家相应规范纳

入其中，可以进行相应的结构设计工作。常用的软件有 SAP2000 中文版[由美国 Edwards Wilson 创始的 SAP（Structure Analysis Program）系列程序发展而来，至今已经有许多版本面世]、ANSYS[美国 ANSYS 公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件]、ADINA（Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis，美国 ADINA 公司开发）等。

2. 建筑结构分析与设计软件

建筑结构分析与设计软件针对建筑结构的特点，结合现行的国家规范，进行结构内

力分析，然后进行结构和构件设计与校核，有些软件可以同时对混凝土结构、钢结构和

混合结构进行分析与设计。常用的软件有 PKPM 系列（中国建筑科学研究院开发）、ETABS 中文版（美国 Berkeley 地震工程研究中心开发）、TUS（Tsinghua University Structure，是由清华大学建筑设计研究院工程软件所开发的多高层空间结构设计系统）、3D3S（钢结构—空间结构设计软件，是同济大学独立开发的 CAD 软件系列）等，其中PKPM 系列软件在我国应用比较普遍。

3. 施工图绘制软件

施工图绘制软件读取其他（或自身）结构分析与设计软件的结果，来进行相应的施

工图绘制，有些结构设计软件常带有施工绘图功能。常用的软件有天正系列、广厦结构

设计 CAD、探索者系列等。 此外，基本构件设计软件比较简单，是针对特定的常用构件来设计的，包括承载力

计算、挠度验算和构件配筋等，常用的软件有理正工具箱等。设计者也可以自己编写设

计程序，方便使用。对从事土木工程设计的人员，应掌握一种通用性的有限元分析软件

和建筑结构分析与设计软件。 目前普遍采用的计算机作为手段进行的结构分析，大大提高了计算效率，减轻了设

计者的工作强度，是结构分析与设计的发展方向。为了确保计算结果的正确性，结构分

析所采用的计算程序应经过考核和验证，其技术条件应符合所在国家的规范和标准。设

计人员在选定计算程序进行计算之前，应认真阅读程序说明书，全面、准确地理解程序

中采用的分析方法、基本假定和适用条件等，计算结果应经过判断和校核，在确认其准

确无误后方可应用于工程设计。但是，计算程序的大量应用也带来一些负面影响，有些

设计人员缺乏基本的力学概念，丧失了手算能力，对电算结果缺乏一定的判断能力。

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第 1 章 概 论

·9·

1.2 建筑工程结构设计文件的编制要求

民用建筑工程的方案设计文件用于办理工程建设的有关手续，施工图设计文件用于

施工，都是必不可少的。为进一步贯彻《建设工程质量管理条例》和《建设工程勘察设

计管理条例》，确保建筑工程设计质量，我国住房和城乡建设部组织编制了《建筑工程

设计文件编制深度规定》，对建筑工程在方案设计、初步设计和施工图设计阶段不同专

业的设计文件的编制提出要求，其涉及的专业有建筑、结构、建筑电气、给水排水、采

暖通风与空气调节、热能动力和概算等。现就与结构专业有关的规定简述如下。

1.2.1 方案设计阶段

方案设计阶段主要工作是编制方案设计文件，包括各专业设计说明及投资估算等内

容；给出总平面图以及建筑设计图纸，设计委托或者合同规定的透视图、鸟瞰图、模型

等。对于结构专业主要完成的工作为编写结构设计说明，其主要包括以下内容。

1. 工程概况

工程概况包括工程地点、工程分区、主要功能，各单体（或分区）建筑的长、宽、

高，地上与地下层数，各层层高，主要结构跨度，特殊结构及造型，工业厂房的吊车吨

位等。

2. 设计依据

1）主体结构设计使用年限。 2）自然条件：风荷载、雪荷载、抗震设防烈度等，有条件时简述工程地质概况。 3）建设单位提出的与结构有关的符合有关法规、标准的书面要求。 4）本专业设计所执行的主要法规和所采用的主要标准（包括标准的名称、编号、

年号和版本号）。

3. 建筑分类等级

建筑结构安全等级、建筑抗震设防类别、钢筋混凝土结构的抗震等级、地下室防水

等级、人防地下室的抗力等级，有条件时说明地基基础的设计等级。

4. 上部结构及地下室结构方案

1）结构缝（伸缩缝、沉降缝和防震缝）的设置。 2）上部及地下室结构选型概述，上部及地下室结构布置说明（必要时附简图或结

构方案比选）。 3）阐述设计中拟采用的新结构、新材料及新工艺等。 4）特殊结构宜进行方案可行性论述。

5. 基础方案

有条件时阐述基础选型及持力层特性，必要时说明对相邻既有建筑物的影响等。

混凝土结构设计

·10·

6. 主要结构材料

主要结构材料包括混凝土强度等级、钢筋种类、钢绞线或高强钢丝种类、钢材牌号、

砌体材料、其他特殊材料或产品（如成品拉索、铸钢件、成品支座、阻尼器等）的说明等。

7. 需要特别说明的其他问题

需要特别说明的其他问题，如是否需进行风洞试验、振动台试验、节点试验等。对

需要进行抗震设防专项审查或其他需要进行专项论证的项目应明确说明。

1.2.2 初步设计阶段

初步设计文件用于审批（包括政府主管部门和/或建设单位对于初步设计文件的审批），若无审批需求，初步设计文件也无出图的必要。因此，对于无审批需求的建设工

程，经有关主管部门同意，且合同中有不作初步设计的约定，可在方案设计审批后直接

进入施工图设计。 在初步设计阶段，结构专业设计文件应包括设计说明书、设计图纸和计算书（具体

内容略，可参见施工图设计阶段）。

1.2.3 施工图设计阶段

在施工图设计阶段，结构专业设计文件应包括图纸目录、设计说明、设计图纸、计

算书等。

1. 图纸目录

应按图纸序号排列，排列顺序为新绘图纸、重复利用图纸和标准图。

2. 结构设计总说明

每一单项工程应编写一份结构设计总说明，对多子项工程应编写统一的结构总说

明。当工程较简单时，也可将总说明的内容分散写在相关部分的图纸中。 结构设计总说明应包括以下内容： （1）工程概况 （略，参见方案设计阶段） （2）设计依据 1）主体结构设计使用年限。 2）自然条件，如基本风压、基本雪压、气温（必要时提供）、抗震设防烈度等。 3）工程地质勘察报告。 4）场地地震安全性评价报告（必要时提供）。 5）风洞试验报告（必要时提供）。 6）建设单位提出的与结构有关的符合有关法规、标准的书面要求。 7）初步设计的审查、批复文件。 8）对于超限高层建筑，应有超限高层建筑工程抗震设防专项审查意见。 9）采用桩基础时，应有试桩报告或深层平板载荷试验报告或基岩载荷板试验报告

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第 1 章 概 论

·11·

（若试桩或试验尚未完成，应注明桩基础图不得用于实际施工）。 10）本专业设计所执行的主要法规和所采用的主要标准（包括标准的名称、编号、

年号和版本号）。 （3）图纸说明 1）图纸中标高、尺寸的单位。 2）设计±0.000 标高所对应的绝对标高值。 3）当图纸按工程分区编号时，应有图纸编号说明。 4）常用构件代码及构件编号说明。 5）各类钢筋代码说明，型钢代码及截面尺寸标记说明。 6）混凝土结构采用平面整体表示方法时，应注明所采用的标准图名称及编号或提

供标准图。 （4）建筑分类等级 1）建筑结构安全等级。 2）地基基础设计等级。 3）建筑抗震设防类别。 4）钢筋混凝土结构抗震等级。 5）地下室防水等级。 6）人防地下室的设计类别、防常规武器抗力级别和防核武器抗力级别。 7）建筑防火分类等级和耐火等级。 8）混凝土构件的环境类别。 （5）主要荷载（作用） 1）楼（屋）面面层荷载、吊挂（含吊顶）荷载。 2）墙体荷载、特殊设备荷载。 3）楼（屋）面活荷载。 4）风荷载（包括地面粗糙度、体型系数、风振系数等）。 5）雪荷载（包括积雪分布系数等）。 6）地震作用（包括设计基本地震加速度、设计地震分组、场地类别、场地特征周

期、结构阻尼比、地震影响系数等）。 7）温度作用及地下室水浮力的有关设计参数。 （6）设计计算程序 1）结构整体计算及其他计算所采用的程序名称、版本号、编制单位。 2）结构分析所采用的计算模型、高层建筑整体计算嵌固部位等。 （7）主要结构材料 1）砌体的种类及其强度等级、干容重，砌筑砂浆的种类及等级，砌体结构施工质

量控制等级等。 2）混凝土强度等级、防水混凝土的抗渗等级、轻骨料混凝土的密度等级，混凝土

耐久性的基本要求等； 3）钢筋种类、钢绞线或高强钢丝种类及对应的产品标准及其他特殊要求（如强屈

比等）。

混凝土结构设计

·12·

4）成品拉索、预应力结构的锚具、成品支座（如各类橡胶支座、钢支座、隔震支座等）、阻尼器等特殊产品的参考型号、主要参数及所对应的产品标准。

5）钢结构所用的材料。 （8）基础及地下室工程 1）工程地质及水文地质概况，各主要土层的压缩模量及承载力特征值等；对不良

地基的处理措施及技术要求，抗液化措施及要求，地基土的冰冻深度等。 2）基础形式和基础持力层，采用桩基时应简述桩型、桩径、桩长、桩端持力层及

桩进入持力层的深浅要求，设计所采用的单桩承载力特征值（必要时尚应包括竖向抗拔

承载力和水平承载力）等。 3）地下室抗浮（防水）设计水位及抗浮措施，施工期间的降水要求及终止降水的

条件等。 4）基坑、承台坑回填要求。 5）基础大体积混凝土的施工要求。 6）当有人防地下室时，应图示人防部分与非人防部分的分界范围。 （9）钢筋混凝土工程 1）各类混凝土构件的环境类别及其受力钢筋的保护层最小厚度。 2）钢筋锚固长度、搭接长度、连接方式及要求，各类构件的钢筋锚固要求。 3）预应力构件采用后张法时的孔道做法及布置要求等，预应力构件张拉端、固定

端构造要求及做法，锚具防护要求等。 4）预应力结构的张拉控制应力、张拉顺序、张拉条件（如张拉时的混凝土强度等）、

必要的张拉测试要求等。 5）梁、板的起拱要求及拆模条件。 6）后浇带的施工要求。 7）特殊构件施工缝的位置及处理要求。 8）预留孔洞的统一要求（如补强加固要求），各类预埋件的统一要求。 9）防雷接地要求。

3. 基础平面图

1）绘出定位轴线、基础构件（包括承台、基础梁等）的位置、尺寸、底标高、构件编号；基础底标高不同时，应绘出放坡示意图；标示施工后浇带的位置及宽度。

2）标明砌体结构墙与墙垛、柱的位置与尺寸、编号；混凝土结构可另绘结构墙、柱平面定位图，并注明截面变化关系尺寸。

3）标明地沟、地坑和已定设备基础的平面位置、尺寸、标高，预留孔与预埋件的位置、尺寸及标高。

4）需进行沉降观测时注明观测点位置（宜附测点构造详图）。 5）基础设计说明应包括基础持力层及基础进入持力层的深度、地基的承载力特征

值、持力层验槽要求、地基及基槽回填土的处理措施与要求，以及对施工的有关要求等。 6）采用桩基时，应绘出桩位平面位置、定位尺寸及桩编号；先做试桩时，应单独

绘制试桩定位平面图。

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第 1 章 概 论

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7）当采用人工复合地基时，应绘出复合地基的处理范围和深度，置换桩的平面布置及其材料和性能要求、构造详图；注明复合地基的承载力特征值及变形控制值等有关

参数的检测要求。 当复合地基另由有设计资质的单位设计时，基础设计方应对经处理的地基提出承载

力特征值和变形控制值的要求及相应的检测要求。

4. 基础详图

1）砌体结构无筋扩展基础应绘制剖面、基础圈梁、防潮层位置，并标注总尺寸、分尺寸、标高及定位尺寸。

2）扩展基础应绘出平、剖面及配筋、基础垫层，标注总尺寸、分尺寸、标高及定位尺寸等。

3）桩基应绘出桩详图、承台详图及桩与承台的连接构造详图。桩详图包括桩顶标高、桩长、桩身截面尺寸、配筋、预制桩的接头详图，并说明地质概况、桩持力层及桩

端进入持力层的深度、成桩的施工要求、桩基的检测要求，注明单桩的承载力特征值（必

要时尚应包括竖向抗拔承载力及水平承载力）。先做试桩时，应单独绘制桩详图并提出

试桩要求。承台详图包括平面、剖面、垫层、配筋，标注总尺寸、分尺寸、标高及定位

尺寸。 4）筏基、箱基应绘出承重墙、柱的位置。当要求设后浇带时，应标示其平面位置

并绘制构造详图。对箱基和地下室基础，应绘出钢筋混凝土墙的平面、剖面及其配筋图。

当预留孔洞、预埋件较多或复杂时，可另绘墙的模板图。 5）基础梁可参照现浇楼面梁详图方法标示。

5. 结构平面图

（1）一般建筑的结构平面图 一般建筑的结构平面图，均应有各层结构平面图及屋面结构平面图，具体内容为： 1）绘出定位轴线及梁、柱、承重墙、抗震构造柱位置及必要的定位尺寸，并注明

其编号和楼面结构标高。 2）采用预制板时注明预制板的跨度方向、板号、数量及板底标高，标出预留洞大

小及位置；预制梁、洞口过梁的位置和型号、梁底标高。 3）现浇板应注明板厚、板面标高、配筋（也可另绘放大的配筋图，必要时应将现

浇楼面模板图和配筋图分别绘制），标高或板厚变化处绘局部剖面，有预留孔、埋件、

已定设备基础时应示出规格与位置，洞边加强措施，当预留孔、埋件、设备基础复杂时

也可另绘详图；必要时尚应在平面图中标示施工后浇带的位置及宽度；电梯间机房尚应

标示吊钩平面位置与详图。 4）砌体结构有圈梁时应注意位置、编号、标高，可用小比例绘制单线平面示意图。 5）楼梯间可绘斜线注明编号与所在详图号。 6）屋面结构平面布置图内容与楼板平面基本相同，当结构找坡时应标注屋面板的

坡度、坡向、坡向起终点处的板面标高；当屋面上有预留洞或其他设施时应绘出其位置、

尺寸与详图，绘出女儿墙或女儿墙构造柱的位置、编号及详图。

混凝土结构设计

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7）当选用标准图集中节点或另绘节点构造详图时，应在平面图中注明详图索引号。 （2）单层空旷房屋 应绘制构件布置图及屋面结构布置图，应有以下内容： 1）构件布置应标示定位轴线，墙、柱、天桥、过梁、门樘、雨篷、柱间支撑、连

系梁等的布置、编号、构件标高及详图索引号，并加注有关说明等；必要时应绘制剖面、

立面结构布置图。 2）屋面结构布置图应标示定位轴线，屋面结构构件的位置及编号，支撑系统布置

及编号，预留孔洞的位置、尺寸，节点详图索引号，有关说明等。

6. 钢筋混凝土构件详图

（1）现浇构件 1）纵剖面、长度、定位尺寸、标高及配筋，梁和板的支座（可利用标准图中的纵

剖面图），现浇预应力混凝土构件尚应绘出预应力筋定位图，并提出锚固及张拉要求。 2）横剖面、定位尺寸、断面尺寸、配筋（可利用标准图中的横剖面图）。 3）必要时绘制墙体立面图。 4）若钢筋较复杂不易标示清楚时，宜将钢筋分离绘出。 5）对构件受力有影响的预留洞、预埋件，应注明其位置、尺寸、标高、洞边配筋

及预埋件编号等。 6）曲梁或平面折线梁宜绘制放大平面图，必要时可绘展开详图。 7）一般的现浇结构的梁、柱、墙可采用“平面整体表示法”绘制，标注文字较密

时，纵、横向梁宜分两幅平面绘制。 8）除总说明已叙述外需特别说明的附加内容，尤其是与所选用标准图不同的要求

（如钢筋锚固要求、构造要求等）。 9）对建筑非结构构件及建筑附属机电设备与结构主体的连接，应绘制连接或锚固

详图。 （2）预制构件 1）构件模板图。应标注模板尺寸、预留洞及预埋件位置、尺寸、预埋件编号、必

要时的标高等；后张预应力构件尚需标注预留孔道的定位尺寸、张拉端、锚固端等。 2）构件配筋图。纵剖面标注钢筋形式、箍筋直径与间距，配筋复杂时宜将非预应

力筋分离绘出；横剖面注明断面尺寸、钢筋规格、位置、数量等。 3）需作补充说明的内容，如构件的吊装等。

7. 混凝土结构节点构造详图

1）对于现浇钢筋混凝土结构应绘制节点构造详图（可引用标准设计、通用图集中的详图）。

2）预制装配式结构的节点，梁、柱与墙体锚拉等详图应绘出平、剖面图，注明相互定位关系、构件代号、连接材料，附加钢筋（或埋件）的规格、型号、性能、数量，

并注明连接方法以及对施工安装、后浇混凝土的有关要求等。

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第 1 章 概 论

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8. 其他图纸

（1）楼梯图 楼梯图应绘出每层楼梯结构平面布置及剖面图、楼梯和梯板详图，注明尺寸、构件

代号和标高等。 （2）预埋件 预埋件应绘出其平面、侧面或剖面图，注明尺寸，钢材和锚筋的规格、型号、性

能及焊接要求。

9. 计算书

1）采用手算的结构计算书，应给出构件平面布置简图和计算简图、载荷取值的计算或说明；结构计算书内容宜完整、清楚，计算步骤要条理分明，引用数据要有可靠依

据，采用计算图表及不常用的计算公式，应注明其来源出处，构件编号、计算结果应与

图纸一致。 2）当采用计算机程序计算时，应在计算书中注明所采用的计算程序名称、代号、

版本及编制单位，计算程序必须经过有效审定（或鉴定），电算结果应经分析认可；总

体输入信息、计算模型、几何简图、荷载简图和输出结果应整理成册。 3）采用结构标准图或重复利用图时，宜根据图集的说明，结合工程进行必要的核

算工作，且应作为结构计算书的内容。 4）所有计算书应校审，并由设计、校对、审核人（必要时包括审定人）在计算书

封面上签字，作为技术文件归档。

1.3 结构承受的荷载

1.3.1 荷载的分类

建筑结构的荷载分为下列三类： 1）永久荷载，包括结构自重、土压力、预应力等。 2）可变荷载，包括楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪

荷载、温度作用等。 3）偶然荷载，包括爆炸力、撞击力等。

1.3.2 永久荷载的计算

永久荷载应包括结构构件、围护构件、面层及装饰、固定设备、长期储物的自重，

土压力、水压力，以及其他需要按永久荷载考虑的荷载。结构自重的标准值可按结构构

件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。一般材料和构件的单位自重可取其平均

值，对于自重变异较大的材料和构件，自重的标准值应根据对结构的不利或有利状态，

分别取上限值或下限值。常用材料和构件的自重参见附录 1（或《荷载规范》附录 A）。固定隔墙的自重可按永久荷载考虑，位置可灵活布置的隔墙自重应按可变荷载考虑。

混凝土结构设计

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1.3.3 屋面和楼面活荷载

1. 民用建筑楼面均布活荷载

民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数的

取值，不应小于附录 2 中附表 2.1 的规定。 设计楼面梁、墙、柱及基础时，附表 2.1 中楼面活荷载的标准值应乘以折减系数，

折减系数的取值不应小于下列规定： （1）设计楼面梁时 1）第 1（1）项当楼面梁从属面积超过 25m²时，应取 0.9。 2）第 1（2）～7 项当楼面梁从属面积超过 50m²时，应取 0.9。 3）第 8 项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取 0.8，对单向板楼盖的主梁应取

0.6，对双向板楼盖的梁应取 0.8。 4）第 9～13 项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。 楼面梁的从属面积应按梁两侧各延伸二分之一梁间距范围内的实际面积确定。 （2）设计墙、柱和基础时 1）第 1（1）项应按表 1.1 规定采用。 2）第 1（2）～7 项应采用与其楼面梁相同的折减系数。 3）第 8 项的客车，对单向板楼盖应取 0.5，对双向板楼盖和无梁楼盖应取 0.8。 4）第 9～13 项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。

表 1.1 活荷载按楼层的折减系数

墙、柱、基础计算截面以上的层数 1 2～3 4～5 6～8 9～20 ＞20

计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数 1.00（0.90） 0.85 0.70 0.65 0.60 0.55

注：当楼面梁的从属面积超过 25m²时，应采用括号内的系数。

2. 工业建筑楼面活荷载

工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管道、运输工具及可能拆移的隔

墙产生的局部荷载，均应按实际情况考虑，可采用等效均布活荷载代替。对设备位置固

定的情况，可直接按固定位置对结构进行计算，但应考虑因设备安装和维修过程中的位

置变化可能出现的最不利效应。工业建筑楼面堆放原料或成品较多、较重的区域，应按

实际情况考虑；一般的堆放情况可按均布活荷载或等效均布活荷载考虑。 工业建筑楼面（包括工作平台）上无设备区域的操作荷载，包括操作人员、一般工

具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷载 2.0kN/m2 考虑。在设备所占区域内可不考虑操作荷载和堆料荷载。生产车间的楼梯活荷载，可按实际情况采用，但不宜小于

3.5kN/m2。生产车间的参观走廊活荷载，可采用 3.5kN/m2。 工业建筑楼面活荷载的组合值系数、频遇值系数和准永久值系数除《荷载规范》附

录 D 中给出的以外，应按实际情况采用；但在任何情况下，组合值和频遇值系数不应小于 0.7，准永久值系数不应小于 0.6。

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第 1 章 概 论

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3. 屋面活荷载

房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷载的标准值及其组合值系数、频

遇值系数和准永久值系数的取值，不应小于表 1.2 的规定。

表 1.2 屋面均布活荷载标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数

项次 类别 标准值/（kN/m2） 组合值系数 c 频遇值系数 f 准永久值系数 q

1 不上人的屋面 0.5 0.7 0.5 0.0

2 上人的屋面 2.0 0.7 0.5 0.4

3 屋顶花园 3.0 0.7 0.6 0.5

4 屋顶运动场地 3.0 0.7 0.6 0.4

注：1）不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用；对不同类型的结构应按有关设计规范的规定采用，但不得低于 0.3kN/m2；

2）当上人的屋面兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用； 3）对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载，应采取构造措施加以防止；必要时，应按积水的可能深度确

定屋面活荷载； 4）屋顶花园活荷载不应包括花圃土石等材料自重。

不上人的屋面均布活荷载，可不与雪荷载和风荷载同时组合。

4. 屋面积灰荷载

设计生产中有大量排灰的厂房及其邻近建筑时，对于具有一定除尘设施和保证清灰

制度的机械、冶金、水泥等的厂房屋面，其水平投影面上的屋面积灰荷载标准值及其组

合值系数、频遇值系数和准永久值系数，可参见《荷载规范》中的表 5.4.1-1 和表 5.4.1-2，此略。

5. 施工和检修荷载及栏杆荷载

设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、悬挑雨篷和预制小梁时，施工或检修集中荷

载标准值不应小于 1.0kN，并应在最不利位置处进行验算；对于轻型构件或较宽的构件，应按实际情况验算，或应加垫板、支撑等临时设施；计算挑檐、悬挑雨篷的承载力时，

应沿板宽每隔 1.0m 取一个集中荷载；在验算挑檐、悬挑雨篷的倾覆时，应沿板宽每隔2.5～3.0m 取一个集中荷载。

楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆活荷载标准值，住宅、宿舍、办公楼、旅馆、

医院、托儿所、幼儿园的栏杆顶部的水平荷载应取 1.0kN/m；学校、食堂、剧场、电影院、车站�