第一篇 基础篇

第1章 土木工程设计概述

■ 一个建筑物的落成，首先要经过建筑设计，然后是土木工程设计，最后才是施工和验收。土木工程设计的主要任务是确定结构的受力形式、配筋构造、细部构造等。施工时要根据土木工程设计施工图进行施工。因此，绘制明确详细的施工图是十分重要的工作。我国规定了土木工程设计图的具体绘制方法及专业符号。本章将结合相关标准，对土木工程施工图的绘制方法及基本要求做简单的介绍。

1.1 土木工程设计基本知识

本节简要讲述与土木工程设计相关的基础知识，为后面学习具体的土木工程设计进行理论准备。

1.1.1 建筑结构的功能要求

根据我国《建筑结构可靠度设计统一标准》，建筑结构应该满足的功能要求可以概括为以下几个方面。

1.安全性

建筑结构应能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载和变形，在偶然事件（如地震、爆炸等）发生时和发生后保持必需的整体稳定性，不致发生倒塌。

2.适用性

结构在正常使用过程中应具有良好的工作性。例如，不产生影响使用的过大变形或振幅，不发生足以让使用者不安的过宽的裂缝等。

3.耐久性

结构在正常维护条件下应具有足够的耐久性，完好使用到设计规定的年限，即设计使用年限。例如，混凝土不发生严重风化、腐蚀、脱落，钢筋不发生锈蚀等。

良好的土木工程设计应能满足上述要求，这样设计的结构是安全可靠的。

1.1.2 结构功能的极限状态

整个结构或者结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求。这个特定状态称为该功能的极限状态，例如，构件即将开裂、倾覆、滑移、压屈、失稳等。也就是说，能完成预定的各项功能时，结构处于有效状态；反之，则处于失效状态。有效状态和失效状态的分界，称为极限状态，是结构开始失效的标志。

极限状态可以分为以下两类。

1.承载能力极限状态

结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态，称为承载能力极限状态。当结构或构件由于材料强度不够而破坏，或因疲劳而破坏，或产生过大的塑性变形而不能继续承载，结构或构件丧失稳定；结构转变为机动体系时，结构或构件就超过了承载能力极限状态。超过承载能力极限状态后，结构或构件就不能满足安全性的要求。

2.正常使用极限状态

结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。例如，当结构或构件出现影响正常使用的过大变形、裂缝过宽、局部损坏和振动时，可认为结构和构件超过了正常使用极限状态。超过了正常使用极限状态，结构和构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求。

结构和构件按承载能力极限状态进行计算后，还应该按正常使用极限状态进行验算。通常在设计时要保证构造措施满足要求，这些构造措施在后面章节的绘图过程中会详细介绍。

1.1.3 土木工程设计方法的演变

随着结构效应及计算方法的进步，土木工程设计方法也从最初的简单考虑安全系数法发展到考虑各种因素的概率设计方法。

1.容许应力设计方法

对于在弹性阶段工作的构件，容许应力方法有一定的设计可靠性，例如钢结构。尽管材料在受荷后期表现出明显的非线性，但是在当时由于设计人员对线弹性力学更为熟悉，所以在设计具有明显非线性的钢筋混凝土结构时，仍然采用材料力学的方法。

2.破损阶段设计方法

破损阶段设计方法相对于容许应力设计方法的最大贡献就是：通过大量的钢筋混凝土构件试验，建立了钢筋混凝土构件抗力的计算表达式。

3.极限状态设计方法

相对于前两种设计方法，极限状态设计方法的创新点如下。

（1）首次提出两类极限状态：抗力设计值≥荷载效应设计值；裂缝最大值≤裂缝允许值；挠度最大值≤挠度允许值。

（2）提出了不同功能工程的荷载观测值的概念，在观测值的基础上提出了荷载取用值的概念：荷载取用值=大于1的系数×荷载观测值。

（3）提出了材料强度的实测值和取用值的概念：强度取用值=小于1的系数×强度实测值。

（4）提出了裂缝及挠度的计算方法和控制标准。

尽管极限状态设计方法有创新点，但是也存在某些缺点，具体如下。

（1）荷载的离散度未给出。

（2）材料强度的离散度未给出。

（3）荷载及强度系数仍为经验值。

4.半概率半经验设计法

半概率半经验设计方法的本质是极限状态设计法，但是与极限状态设计方法相比，又有一定的改进，如下。

（1）对荷载在观测值的基础上通过统计给出标准值。

（2）对材料强度在观测的基础上通过统计分析给出材料强度标准值。

但是对于荷载及材料系数仍然是人为经验所定。

5.近似概率设计法

近似概率设计法将随机变量R和S的分布只用统计平均值μ和标准值σ来表征，且在运算过程中对极限状态方程进行线性化处理。

但是此设计方法也存在一些缺陷，如下。

（1）根据截面抗力设计出的结构，存在着截面失效不等于构件失效，更不等于结构失效的问题，因此不能很准确地表征结构的抗力效应。

（2）未考虑不可预见的因素的影响。

6.全概率设计方法

全概率设计方法就是全面考虑各种影响因素，并基于概率论的结构优化设计方法。

1.1.4 结构分析方法

结构分析应以结构的实际工作状况和条件为依据，并且在所有的情况下均应对结构的整体进行分析。结构中的重要部分、形状突变部位以及内力和变形有异常变化的部分（例如较大孔洞周围、节点极其附近、支座和集中荷载附近等），必要时应另做更详细的局部分析。结构分析的结果都应有相应的构造措施作保证。

所有的结构分析方法的建立都基于3类基本方程，即力学平衡方程、变形协调（几何）条件和本构（物理）关系。其中，力学平衡条件必须满足；变形协调条件对有些方法不能严格符合，但应在不同程度上予以满足；本构关系则需合理地选用。

现有的结构分析方法可以归纳为5类。各类方法的主要特点和应用范围如下。

1.线弹性分析方法

线弹性分析方法是最基本、最成熟的结构分析方法，也是其他分析方法的基础和特例，适用于分析一切形式的结构和验算结构的两种极限状态。至今，国内外的大部分混凝土结构的设计仍基于此方法。

结构内力的线弹性分析和截面承载力的极限状态设计相结合，实用上简易可行。按此设计的结构，其承载力一般偏于安全。少数结构因混凝土开裂部分的刚度减小而发生内力重分布，可能影响其他部分的开裂和变形状况。

考虑到混凝土结构开裂后刚度减小，应对梁、柱构件分别采取不等的折减刚度值，但各构件（截面）刚度不随荷载大小的变化而变化，而结构的内力和变形仍可采用线弹性方法进行分析。

2.考虑塑性内力重分布的分析方法

考虑塑性内力重分布的分析方法一般用来设计超静定混凝土结构，具有充分发挥结构潜力、节约材料、简化设计和方便施工等优点。

3.塑性极限分析方法

塑性极限分析方法又称塑性分析或极限平衡法。此法在我国主要用于周边有梁或墙等有支承的双向板设计。工程设计和施工实践经验证明，按此法进行计算和构造设计简便易行，可保证安全。

4.非线性分析方法

非线性分析方法以钢筋混凝土的实际力学性能为依据，引入相应的非线性本构关系后，可准确地分析结构受力全过程的各种荷载效应，而且可以解决一切体形和受力复杂的结构分析问题。这是一种先进的分析方法，已经在国内一些重要结构的设计中被采用，并不同程度地纳入国外的一些主要设计规范。但这种分析方法比较复杂，计算工作量大，各种非线性本构关系尚不够完善和统一，至今应用范围仍然有限，主要用于重大结构工程，例如水坝、核电站结构等的分析和地震作用下的结构分析。

5.试验分析方法

结构或其部分的体形不规则和受力状态复杂，又无恰当的简化分析方法时，可采用试验分析方法。例如，剪力墙及其孔洞周围，框架和桁架的主要节点，构件的疲劳，平面应变状态的水坝等。

1.1.5 土木工程设计规范及设计软件

在土木工程设计过程中，为了满足结构的各种功能及安全性的要求，必须遵从土木工程设计规范，主要有以下7种。

（1）《混凝土结构设计规范》GB 50010－2010

本规范是为了在混凝土结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量。此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，但是不适用于轻骨料混凝土及其他特种混凝土结构的设计。

（2）《建筑抗震设计规范（附条文说明）》GB 50011－2010

本规范的制定目的是贯彻执行《中华人民共和国建筑法》和《中华人民共和国抗震减灾法》，并实行以预防为主的方针，使建筑经抗震设防后，减轻建筑的地震破坏，避免人员伤亡，减少经济损失。

按本规范进行抗震设计的建筑，其抗震设防的目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

（3）《建筑结构荷载规范》GB 50009－2012

本规范是为了适应建筑土木工程设计的需要，以符合安全适用、经济合理的要求而制订的。此规范是根据《建筑结构可靠性设计统一标准》规定的原则制定的，适用于建筑工程的土木工程设计，并且设计基准期为50年。建筑土木工程设计中涉及的作用包括直接作用（荷载）和间接作用（如地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化或地震等引起的作用）。本规范仅对有关荷载做出规定。

（4）《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3－2010

本规程适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6～9度抗震设计的高层民用建筑结构，其适用的房屋最大高度和结构类型应符合本规程的有关规定。但是本规程不适用于建造在危险地段场地的高层建筑。

高层建筑的设防烈度必须按照国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震烈度区划图规定的地震基本烈度；对已编制抗震设防区划的地区，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防，并且高层建筑土木工程设计中应注重概念设计，重视结构的选型和平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系，加强构造措施。在抗震设计中，应保证结构的整体抗震性能，使整个结构具有必要的承载能力、刚度和延性。

（5）《钢结构设计规范》GB 50017－2003

本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计，其中，由冷弯成型钢材制作的构件及其连接应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018－2002的规定。

本规范的设计原则是根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068－2001制定的。按本规范设计时，取用的荷载及其组合值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009－2012的规定；在地震区的建筑物和构筑物，尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范（附条文说明）》GB 50011－2010、《中国地震动参数区划图》GB 18306－2001和《构筑物抗震设计规范》GB 50191－2012的规定。

在钢土木工程设计文件中，应注明建筑结构的设计使用年限、钢材牌号、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的力学性能、化学成分及其他的附加保证项目。此外，还应注明所要求的焊缝形式、焊缝质量等级、端面刨平顶紧部位及对施工的要求。

（6）《木结构设计规范》GB 50005－2003

为了贯彻执行国家的技术经济政策，坚持因地制宜，就地取材的原则，本规范要求合理选用结构方案和建筑材料，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。本规范适用于建筑工程中下列砌体的土木工程设计，特殊条件下或有特殊要求的应按专门规定进行设计。

· 砖砌体。包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖无筋和配筋砌体。

· 砌块砌体。包括混凝土、轻骨料混凝土砌块无筋和配筋砌体。

· 石砌体。包括各种料石和毛石砌体。

（7）《无粘结预应力混凝土结构技术规程（附条文说明）》JGJ 92－2004

本规程适用于工业与民用建筑和一般构筑物中采用的无粘结预应力混凝土结构的设计、施工及验收。采用的无粘结预应力筋指埋置在混凝土构件中或者体外束。无粘结预应力混凝土结构应根据建筑功能要求和材料供应与施工条件，确定合理的设计与施工方案，编制施工组织设计，做好技术交底，并应由预应力专业施工队伍进行施工，严格执行质量检查与验收制度。

随着设计方法的演变，一般的设计过程都要对结构进行整体有限元分析，因此要借助计算机软件进行分析计算，国内常用的4种结构分析设计软件如下。

（1）PKPM土木工程设计软件

此软件是一套集建筑设计、土木工程设计、设备设计及概预算、施工软件于一体的大型建筑工程综合CAD 系统，并且采用独特的人机交互输入方式，使用者不必填写烦琐的数据文件。输入方式很直观，可用鼠标或键盘在屏幕勾画出整个建筑物。软件有详细的中文菜单指导用户操作，并提供了丰富的图形输入功能，可有效地帮助输入。实践证明，这种方式对设计人员来说很容易掌握，而且效率比传统方法高十几倍。

其中，结构类包含17个模块，涵盖了土木工程设计中的地基、板、梁、柱、钢结构、预应力等方面。本系统具有先进的结构分析软件包，容纳了国内流行的多种计算方法，例如平面杆系、矩形及异形楼板、高层三维壳元及薄壁杆系、梁板楼梯及异形楼梯、各类基础、砖混及底框抗震、钢结构、预应力混凝土结构分析等。全部结构计算模块均与设计规范同步更新，全面反映了新规范要求的荷载效应组合，设计表达式，抗震设计新概念要求的强柱弱梁、强剪弱弯、节点核心、罕遇地震以及考虑扭转效应的振动耦连计算方面的内容。

同时，本系统有丰富、成熟的结构施工图辅助设计功能，可完成框架、排架、连梁、结构平面、楼板配筋、节点大样、各类基础、楼梯、剪力墙等施工图绘制，并在自动选配钢筋，按全楼或层、跨剖面归并，布置图纸版面，人机交互干预等方面独具特色。在砖混计算中可考虑构造柱共同工作，可计算各种砌块材料，底框上砖房结构CAD适用任意平面的一层或多层底框。可绘制钢结构平面图、梁柱及门式刚架施工详图，桁架施工图。

（2）SAP2000结构分析软件

SAP2000是 CSI 开发的独立的基于有限元的结构分析和设计程序。它提供了功能强大的交互式用户界面，配有多种工具可帮助用户快速且精确地创建模型，同时具有分析复杂工程所需的分析技术。

SAP2000是面向对象的，即用单元创建模型来体现实际情况。一个与很多单元连接的梁用一个对象建立，和现实世界一样，与其他单元相连接所需要的细分由程序内部处理。分析和设计的结果对整个对象产生报告，而不是对构成对象的子单元，信息提供更容易解释并且和实际结构更协调。

（3）ANSYS有限元分析软件

ANSYS软件主要包括3个部分：前处理模块、分析计算模块和后处理模块。

前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线、梯度、矢量、粒子流、立体切片、透明及半透明（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。

ANSYS提供了100多种单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，例如PC、SGI、HP、SUN、DEC、IBM、CRAY等。

（4）TBSA系列程序

TBSA系列程序是由中国建筑科学研究院高层建筑技术开发部研制而成，主要是针对国内高层建筑而开发的分析设计软件。

TBSA、TBWE多层及高层建筑结构三维空间分析软件，分别采用空间杆－薄壁柱模型和空间杆－墙组元模型，完成构件内力分析和截面设计。

TBSA-F 建筑结构地基基础分析软件，可计算独立、桩、条形、交叉梁系、筏板（平板和梁板）、箱形基础，以及桩与各种承台组成的联合基础；按相互作用原理，结合国家规范，采用有限元法分析；考虑不同地基模式和土的塑性性质、深基坑回弹和补偿、上部结构刚度影响、刚性板和弹性板算法、变厚度板计算；输出结果完善，有表格和平面简图表达方式。

1.2 土木工程设计要点

设计一个建筑物，首先要进行建筑方案设计，然后才能进行土木工程设计。土木工程设计不仅要注意安全性，还要同时关注经济合理性，而后者恰恰是投资方看得见摸得着的。因此，土木工程设计必须经过若干方案的计算比较，其结构计算量几乎占土木工程设计总工作量的一半。

1.2.1 土木工程设计的基本过程

为了更加有效地做好建筑土木工程设计工作，进行土木工程设计时要遵循以下步骤。

（1）在建筑方案设计阶段，结构专业应该关注并适时介入，给建筑专业设计人员提供必要的合理化建议，积极主动地改变被动接受不合理建筑方案的局面，只要土木工程设计人员摆正心态，尽心为完成更完美的建筑创作出主意、想办法，建筑师也会认同的。

（2）建筑方案设计阶段的结构配合，应选派有丰富土木工程设计经验的设计人员参与，及时给予指点和提醒，避免不合理的建筑方案直接面对投资方。如果建筑方案新颖且可行，只是造价偏高，就需要结构专业提前进行必要的草算，做出大概的造价分析以供建筑专业和投资方参考。

（3）建筑方案一旦确定，结构专业应及时配备人力，对已确定建筑方案进行结构多方案比较，其中包括竖向及抗侧力体系、楼屋面结构体系以及地基基础的选型等，通过广泛讨论，选择既安全可靠又经济合理的结构方案作为实施方案，必要时应对建筑专业及投资方作全面的汇报。

（4）结构方案确定后，作为结构工种（专业）负责人，应及时起草本工程土木工程设计统一技术条件，其中包括：工程概况、设计依据、自然条件、荷载取值及地震作用参数、结构选型、基础选型、所采用的结构分析软件及版本、计算参数取值以及特殊结构处理等，以此作为土木工程设计组共同遵守的设计条件，提升协调性和统一性。

（5）加强设计组人员的协调和组织，每个设计人员都有其优势和劣势，作为结构工种负责人，应透彻掌握每个设计人员的素质情况，在责任与分工上要以能调动起大家的积极性和主动性为前提，充分发挥出每个设计人员的智慧和能力，集思广益。设计中的难点问题的提出与解决应经大家讨论，群策群力，共同提高。

（6）为了在有限的设计周期内完成繁重的土木工程设计工作量，应注意合理安排时间，结构分析与制图最好同步进行，以便及时发现问题并及时解决，同时可以为其他专业返提资料提前做好准备。在结构布置作为资料提交各专业前，结构工种负责人应进行全面校审，以免给其他专业造成误解和返工。

（7）基础设计在初步设计期间应尽量考虑完善，以满足提前出图要求。

（8）计算与制图的校审工作应尽量提前介入，尤其对计算参数和结构布置草图等，一定经校审后再实施计算和制图工作，保证设计前提的正确才能使后续工作顺利有效地进行，同时避免带来本专业内的不必要返工。

（9）校审系统的建立与实施也是保证设计质量的重要措施，结构计算和图纸的最终成果必须至少有3个不同设计人员经手，即设计人、校对人和审核人，而对每个不同层次的设计人员都应有相应的资质和水平要求。校审记录应有设计人、校审人和修改人签字并注明修改意见，校审记录随设计成果资料归档备查。

（10）建筑土木工程设计过程中，难免存在某个单项的设计分包情况，对此应格外慎重对待。首先要求承担分包任务的设计方必须具有相应的设计资质、设计水平和资源，签订单项分包协议，明确分包任务，提出问题和成果要求，明确责任分工以及设计费用和支付方法等，以免造成设计混乱，出现问题后责任不清的情况，这此问题是土木工程设计中必须避免的。

1.2.2 土木工程设计中需要注意的问题

在对结构进行整体分析后，也要对构件进行验算。验算要根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，分别按下列规定进行计算。

（1）承载力及稳定。所有结构构件均应进行承载力（包括失稳）计算；对混凝土结构失稳的问题不是很严重的，尤其是对钢结构构件，必须进行失稳验算，必要时应进行结构的倾覆、滑移及漂浮验算。

有抗震设防要求的结构还应进行结构构件抗震的承载力验算。

（2）疲劳。直接承受吊车的构件应进行疲劳验算；但直接承受安装或检修用吊车的构件，根据使用情况和设计经验可不做疲劳验算。

（3）变形。对使用上需要控制变形值的结构构件应进行变形验算。例如预应力游泳池，变形过大会导致荷载分布不均匀，荷载不均匀会导致超载，严重的会造成结构的破坏。

（4）抗裂及裂缝宽度。对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算；对叠合式受弯构件，应进行纵向钢筋拉应力验算。

（5）其他。结构及结构构件的承载力（包括失稳）计算和倾覆、滑移及漂浮验算，均应采用荷载设计值；疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度验算，均应采用相应的荷载代表值；直接承受吊车的结构构件，在计算承载力及验算疲劳、抗裂时，应考虑吊车荷载的动力系数。

预制构件还应按制作、运输及安装时相应的荷载值进行施工阶段验算。预制构件吊装的验算，应将构件自重乘以动力系数，动力系数可以取1.5，但可根据构件吊装时的受力情况适当增减。

对现浇结构，必要时应进行施工阶段的验算。结构应具有整体稳定性，结构的局部破坏不应导致大范围倒塌。

1.3 土木工程设计施工图简介

建筑结构施工图是建筑结构施工中的指导依据，决定工程的施工进度和结构细节，指导工程的施工过程和施工方法。

1.3.1 绘图依据

我国建筑业的发展是从20世纪60年代以后开始的。50年代到60年代，我国的结构施工图的编制方法基本上袭用或参照苏联的标准。60年代以后，我国开始制定自己的施工图编制标准。经过对50年代和60年代的建设经验及制图方法的总结，我国编制了第一本建筑制图的国家标准——《建筑制图标准》GBJ 3－73，在规范我国当时施工图的制图和编制方法上起到了应有的指导作用。

20世纪80年代，我国进入了改革开放时期，建筑业飞速发展，原有的建筑制图标准已经不适应当时的需要，因此，经过总结我国的工程实践经验，结合我国国情，对原有的建筑制图标准GBJ 3－73进行了必要的修改和补充，编制发布了《房屋建筑制图统一标准》GBJ 3－86、《建筑制图标准》GBJ 104－87、《建筑结构制图标准》GBJ 105－87等6本标准。这些标准的制定发布，提高了图面质量和制图效率，符合设计、施工和存档等的要求，使房屋建筑制图做到基本统一与清晰简明，更加适应工程建设的需要。

进入21世纪，我国建筑业又上了一个新的台阶，建筑结构形式更加多样化，建筑结构更加复杂。制图方法也由过去的人工手绘转变为计算机制图。因此，制图标准也相应地需要更新和修订。在总结了过去几十年的制图和工程经验的基础上，经过研究总结，对原有规范进行了修订和补充，编制发布了《总图制图标准》GB/T 50103－2010、《建筑制图标准》GB/T 50104－2010、《建筑结构制图标准》GB/T 50105－2010，作为现代制图的依据。

1.3.2 图纸分类

建筑结构施工图没有明确的分类方法，可以按照建筑结构的类型进行分类。如按照建筑结构的结构形式可以分为混凝土结构施工图、钢结构施工图、木结构施工图等；如按照结构的建筑用途可分为住宅建筑施工图、公共建筑施工图等；在某一个特定的结构工程中，可以将建筑结构施工图按照施工部位细分为总图、设备施工图、基础施工图、标准层施工图、大样详图等。

在进行工程设计时，要对设计所需要的图纸进行编排整理、统一规划，列出详细的图纸名称及图纸目录，便于施工人员管理与察看。

1.3.3 名词术语

各个专业都有其专用的术语名词，建筑结构专业也不例外。如果要熟练掌握建筑结构施工图的绘制方法及应用，就要掌握与绘制施工图相关的基本名词术语。

建筑结构施工图中常用的基本名词术语如下。

· 图纸。包括已绘图样与未绘图样的带有图标的绘图用纸。

· 图幅面（图幅）。图纸的大小规格。一般有A0、A1、A2、A3和A4等。

· 图线。图纸上绘制的线条。

· 图样。图纸上按一定规则绘制的、能表示被绘物体的位置、大小、构造、功能、原理、流程的图。

· 图面。一般指绘有图样的图纸的表面。

· 图形。指图样的形状。

· 间隔。指两个图样、文字或两条线之间的距离。

· 间隙。指窄小的间隔。

· 标注。单指在图纸上注出的文字、数字等。

· 尺寸。包括长度、角度。

· 图例。以图形规定出的画法，代表某种特定的实物。

· 例图。作为实例的图样。

1.4 制图基本规定

建筑土木工程设计施工图的绘制必须遵守有关国家标准，包括图纸幅面、比例、标题栏及回签栏、字体、图线、各种基本符号、定位轴线等。下面分别进行简要讲述。

1.4.1 图纸规定

1.标准图纸

绘制结构施工图所用的图纸同建筑绘图图纸是一样的，规定了标准图形的尺寸。标准型图纸幅面有5种，其代号为A0、A1、A2、A3和A4，如图1-1所示。幅面尺寸符合表1-1的规定。在绘图时，可以根据所绘图形种类及图形的大小选择图纸。

2.微缩图纸

工程中有时需要对图纸进行微缩复制，这种图纸有一定的特殊要求。在图纸的一个边上应附有一段准确的米制尺度，4条边上应附有对中标志。米制尺度的总长应为100mm，分格应为10mm。对中标志应画在中点处，线宽应为0.35mm，深入图框内应为5mm。如图1-1中所示各图的相应位置。

3.图纸的加长

图纸的短边一般不得加长，必要时A0～A3可加长长边，但应符合表1-2的规定。

4.图纸的横式和立式

根据工程绘图需要，图纸可以分为横式和立式。划分方法为：图纸以短边作垂直边称为横式，以短边作水平边称为立式。一般A0～A3图纸宜横式使用；必要时，也可立式使用。A4图纸一般立式使用。

5.图纸幅面的选择

一套图纸除目录及表格所采用A4幅面外，其余一般不宜多于两种幅面，且应优先选用A1或A2幅面。当总说明内容较多时，也可采用A4幅面，其页数根据篇幅需要确定。

1.4.2 比例设置

绘图时根据图样的用途及被绘物体的复杂程度，应选用表1-3中的常用比例，特殊情况下也可选用可用比例。

1.4.3 标题栏及会签栏

工程中所用的图纸包含标题栏和会签栏。标题栏包括工程名称、设计单位以及图纸标号、图名区、签字区等，如图1-2所示。标题栏的绘制位置应符合下列规定。

（1）横式使用的图纸，应按图1-1（a）的形式布置。

（2）立式使用的图纸，应按图1-1（b）的形式布置。

（3）立式使用的A4图纸，应按图1-1（c）的形式布置。

图标长边的长度应为180mm；短边长度宜采用40mm、30mm或50mm。

图标内各栏应清楚完整地填写，图名应写出主要图形的名称；设计阶段当为施工图设计时可简写成“施工”；签名字迹应清楚易辨。图号的组成应包括工程代号、项目代号、专业代号（或代字）、卷册顺序号及图纸顺序号。涉外工程图标内，各项主要内容下应附有英文译文，设计单位名称上方（或前面）应加“中华人民共和国”字样。

会签栏的格式绘制如图1-3所示，其尺寸应为75mm×20mm，栏内应填写会签人员所代表的专业、姓名、日期（年、月、日）；一个会签栏不够用时，可另加一个，两个会签栏应并列；不需会签的图纸可不设会签栏。

1.4.4 字体设置

（1）图纸上的文字、数字或符号等，均应清晰、字体端正。用计算机绘图时，汉字一般用仿宋体，大标题、图册封面、地形图等的汉字，也可书写成其他字体，但应易于辨认。

（2）汉字的简化书写，必须符合国务院公布的《汉字简化方案》和有关规定。

（3）数量的数值注写，应采用正体阿拉伯数字。各种计量单位凡前面有量值的，均应采用国家颁布的单位符号注写。单位符号应采用正体字母。

（4）分数、百分数和比例数的注写，应采用阿拉伯数字和数学符号，例如，四分之三、百分之二十五和一比二十应分别写成3/4、25%和1∶20。

（5）当注写的数字小于1时，必须写出个位的“0”，小数点应采用圆点，齐基准线书写，例如0.01。

1.4.5 图线的宽度

图线的宽度b，宜从下列线宽系列中取用：3.0mm、3.4mm、3.0mm、0.7mm、0.5mm和0.35mm。每个图样应根据复杂程度与比例大小，先选定基本线宽b，再选用表1-4和表1-5中相应的线宽组。

② 同一张图纸内，不同线宽中的细线，可统一采用较细的线宽组的细线。

1.4.6 基本符号

绘图中相应的符号应一致，且符合相关规定的要求。如钢筋、螺栓等的编号均应符合相应的规定。

1.4.7 定位轴线

定位轴线应用细点画线绘制。定位轴线一般应编号，且编号应注写在轴线端部的圆内。圆应用细实线绘制，直径为8～10mm。定为轴线圆的圆心，应在定位轴线的延长线上或延长线的折线上。平面图上定位轴线的编号，宜标注在图样的下方与左侧。横向编号应用大写拉丁字母，从下至上顺序编写（如图1-4所示）。拉丁字母 I、O、Z 不得用于轴线编号。如字母数量不够，可增双字母或单字母加数字注脚，如 AA、BA、YA或A1、B1、Y1。

组合较复杂的平面图中定位轴线也可采用分区编号，如图1-5所示。编号的注写形式应为“分区号-该分区编号”。分区号采用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示。

附加定位轴线的编号，应以分数形式表示，并应按下列规定编写。

（1）两根轴线间的附加轴线，应以分母表示前一轴线的编号，分子表示附加轴线的编号，编号宜用阿拉伯数字顺序编写，编写格式如下。

表示2号轴线之后附加的第一根轴线。

表示C号轴线之后附加的第三根轴线。

（2）1号轴线或A号轴线之前的附加轴线的分母应以01或0A表示，编写格式如下。

表示1号轴线之前附加的第一根轴线。

表示A号轴线之前附加的第一根轴线。

一个详图适用于几根轴线时，应同时注明各有关轴线的编号，如图1-6所示。通用详图中的定位轴线，应只画圆，不注写轴线编号。

圆形平面图中的定位轴线的编号，其径向轴线宜用阿拉伯数字表示，从左下角开始，按逆时针顺序编写；其圆周轴线宜用大写拉丁字母表示，从外向内顺序编写，如图1-7所示。折线形平面图中定位轴线的编号可按图1-8所示的形式编写。

1.4.8 尺寸标注

根据我国制图规范规定，尺寸线、尺寸界线应用细实线绘制，一般尺寸界线应与被注长度垂直，尺寸线应与被注长度平行。图样本身的任何图线均不得用作尺寸线。尺寸起止符号一般用粗斜短线绘制，其倾斜方向应与尺寸界线呈顺时针45°角，长度宜为2～3mm。半径、直径、角度与弧长的尺寸起止符号宜用箭头表示。

尺寸标注一般由尺寸起止符号、尺寸数字、尺寸界线及尺寸线组成，如图1-9所示。

1.4.9 标高

标高属于尺寸标注在建筑设计中应用的一种特殊情形。在结构立面图中要对结构的标高进行标注。标高主要有以下几种，如图1-10所示。

标高的标注方法及要求如图1-11所示。

1.5 施工图编制

一个具体的建筑，其结构施工图往往不是单个图纸或几张图纸所能表达清楚的。一般情况下包括很多单个的图纸。这时，就需要将这些结构施工图编制成册。

1.5.1 编制原则

施工图的编制原则如下。

（1）施工图设计根据已批准的初步设计及施工图设计任务书进行编制。小型或技术要求简单的建筑工程也可根据已批准的方案设计及施工图设计任务书编制施工图。大型和重要的工业与民用建筑工程在施工图编制前宜增加施工图方案设计阶段。

（2）施工图设计的编制必须贯彻执行国家有关工程建设的政策和法令，符合国家（包括行业和地方）现行的建筑工程建设标准、设计规范和制图标准，遵守设计工作程序。

（3）在施工图设计中应因地制宜地积极推广和使用国家、行业和地方的标准设计，并在图纸总说明或有关图纸说明中注明图集名称与页次。当采用标准设计时，应根据其使用条件正确选择。

重复利用其他工程图纸时，要详细了解原图利用的条件和内容，并做必要的核算和修改。

1.5.2 图纸组成

施工图一般由下列图纸依次组成。

1.图纸目录

图纸目录包含图纸的名称及图纸所在的页数。图纸目录应按图纸序号排列，先列新绘制图纸，后列选用的重复利用图和标准图。

2.首页图（总说明）

首页图主要包括本套图纸的标题、总平面图简图及总说明。当设计合同有要求时，还应包括材料消耗总表和钢筋分类总表。

大标题应为本套图纸的工程名称和内容，一般在首页图的最上部由左至右通长书写。

总平面图一般采用1∶1000或1∶1500的比例绘制。结构总平面图应标示出柱网布置和定位轴线，特征轴线应标注编号和尺寸，尺寸单位为 m（米）。当为工业厂房时，还应标示出吊车轮廓线，并标注起重量和工作制。总平面简图宜标注总图坐标；总平面简图上不标注总图坐标时，则应在相应的基础平面布置图上标注出总图坐标。

设备基础单独编制时，应绘出厂房定位轴线、主要设备基础轮廓线和定位轴线，还应标注特征定位轴线坐标。

每一个结构单项工程都应编写一份土木工程设计总说明，对多子项工程宜编写统一的结构施工图设计总说明。如为简单的小型单项工程，设计总说明中的内容则可分别写在基础平面图和各层结构平面图上。

土木工程设计总说明应包括以下内容。

（1）本工程土木工程设计的主要依据。

（2）设计±0.000标高所对应的绝对标高值。

（3）图纸中标高、尺寸的单位。

（4）建筑结构的安全等级和设计使用年限，混凝土结构的耐久性要求和砌体结构施工质量控制等级。

（5）建筑场地类别、地基的液化等级、建筑抗震设防类别、抗震设防烈度（设计基本地震加速度及设计地震分组）和钢筋混凝土结构的抗震等级。

（6）人防工程的抗力等级。扼要说明有关地基概况，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，地基基础的设计等级。

（7）采用的设计荷载。

（8）选用结构材料的品种、规格、性能及相应产品标准。混凝土结构应说明受力钢筋的保护层厚度、锚固长度、塔接长度、接长方法，预应力构件锚具种类、预留孔洞做法、施工要求及锚具防腐措施等，并对某些构件或部位的材料提出特殊要求。

（9）对水池、地下室等有抗渗要求的建（构）筑物的混凝土，说明抗渗等级，提出需做渗漏试验的具体要求，在施工期间存有上浮可能时，应提出抗浮措施。

（10）所采用的通用做法和标准构件图集；如有特殊构件需做结构性能检验时，应指出检验的方法与要求。

3.基础平面图

基础平面图主要表示基础的平面位置、基础与墙、柱的定位轴线关系、基础底部的宽度、基础上预留的孔洞、构件、管沟等。

4.基础详图

基础详图主要表示基础的形状、构造、材料、基础埋置深度和截面尺寸、室内外地面、防潮层位置、所属轴线、基底标高等。

5.结构平面图

（1）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。具体内容如下。

① 绘出定位轴线及梁、柱、承重墙、抗震构造柱等定位尺寸，并注明其编号和楼层标高。

② 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（也可另绘放大比例的配筋图，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制局部剖面，有预留孔、埋件、设备基础复杂时亦可放大另绘。

④ 有圈梁时应注明位置、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 电梯间应绘制机房结构平面布置（楼面与顶面）图，注明梁板编号、板的厚度与配筋、预留洞大小与位置、板面标高及吊钩平面位置与详图。

⑦ 屋面结构平面布置图内容与楼面平面类同，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，女儿墙或女儿墙构造柱的位置、编号及详图。

⑧ 当选用标准图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。

② 屋面结构布置图应标示定位轴线（可不绘墙、柱）、屋面结构构件的位置及编号、支撑系统布置及编号、预留孔的位置、尺寸、节点详图索引号，有关的说明等。

6.钢筋混凝土构件详图

（1）现浇构件（现浇梁、板、柱及墙等详图）应绘出以下内容。

① 纵剖面、长度、定位尺寸、标高及配筋，梁和板的支座；现浇的预应力混凝土构件还应绘出预应力筋定位图并提出锚固要求。

② 横剖面、定位尺寸、断面尺寸、配筋。

③ 需要时可增绘墙体立面。

④ 若钢筋较复杂不易表示清楚时，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增绘平面图，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、横向梁宜分二幅平面绘制。

⑧ 除总说明已叙述外需特别说明的附加内容。

（2）预制构件应绘出以下内容。

① 构件模板图。应表示模板尺寸、轴线关系、预留洞及预埋件位置、尺寸，预埋件编号、必要的标高等；后张预应力构件还需表示预留孔道的定位尺寸、张拉端、锚固端等。

② 构件配筋图。纵剖面表示钢筋形式、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 需做补充说明的内容。

7.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（可采用标准设计通用详图集）。

（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，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。

（3）需做补充说明的内容。

8.其他图纸

（1）楼梯图。应绘出每层楼梯结构平面布置及剖面图，注明尺寸、构件代号、标高；楼梯梁、楼梯板详图（可用列表法绘出）。

（2）预埋件。应绘出其平面和侧面、注明尺寸、钢材和锚筋的规格、型号、性能、焊接要求等。

（3）特种结构和构筑物：如水池、水箱、烟囱、烟道、管架、地沟、挡土墙、筒仓、大型或特殊要求的设备基础、工作平台等，均宜单独绘图；应绘出平面、特征部位剖面及配筋，注明定位关系、尺寸、标高、材料品种和规格、型号、性能。

9.建筑幕墙的土木工程设计文件

（1）按有关规范规定，幕墙构件在竖向、水平荷载作用下的设计计算书。

（2）施工图纸，包括以下内容。

① 封面、目录（单另成册时）。

② 幕墙构件立面布置图，图中标注墙面材料、竖向和水平龙骨（或钢索）材料的品种、规格、型号、性能。

③ 墙材与龙骨、各向龙骨间的连接、安装详图。

④ 主龙骨与主体结构连接的构造详图及连接件的品种、规格、型号、性能。

10.钢结构设计图

（1）钢结构设计图分为钢结构设计图和钢结构施工详图两个阶段。

（2）钢结构设计图应由具有设计资质的设计单位完成，设计图的内容和深度应满足编制钢结构施工详图要求；钢结构施工详图（即加工制作图）一般应由具有钢结构专项设计资质的加工制作单位完成，也可由具有该资质的其他单位完成。

（3）钢结构设计图包括的具体内容如下。

① 设计说明。设计依据、荷载资料、项目类别、工程概况、所用钢材牌号和质量等级（必要时提出物理、力学性能和化学成分要求）及连接件的型号、规格、焊缝质量等级、防腐及防火措施。

② 基础平面及详图应表达钢柱与下部混凝土构件的连接构造详图。

③ 结构平面（包括各层楼面、屋面）布置图应注明定位关系、标高、构件（可用单线绘制）的位置及编号、节点详图索引号等；必要时应绘制檩条、墙梁布置图和关键剖面图；空间网架应绘制上、下弦杆和关键剖面图。

④ 构件与节点详图。简单的钢梁、柱可用统一详图和列表法表示，注明构件钢材牌号、尺寸、规格、加劲肋做法，连接节点详图，施工、安装要求；格构式梁、柱、支撑应绘出平、剖面（必要时加立面）与定位尺寸、总尺寸、分尺寸、注明单构件型号、规格、组装节点和其他构件连接详图。

（4）钢结构施工详图。根据钢结构设计图编制组成结构构件的每个零件的放大图，标注细部尺寸、材质要求、加工精度、工艺流程要求、焊缝质量等级等，宜对零件进行编号；并考虑运输和安装能力以确定构件的分段和拼装节点。

1.5.3 图纸编排

图纸编排的一般顺序如下。

（1）按工程类别，先建筑结构，后设备基础、构筑物。

（2）按结构系统，先地下结构，后上部结构。

（3）在一个结构系统中，按布置图、节点详图、构件详图、预埋件及零星钢结构施工图的顺序编排。

（4）构件详图，先模板图，后配筋图。