钢筋混凝土框架结构工程设计ppt(共56页)
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第五章 钢筋混凝土结构图.ppt
钢筋混凝土：配有一定数量钢筋的混凝土。
10:53:01
北京科技大学环境工程系 · 工程制图
2
钢筋混凝土构件：
用钢筋混凝土制成的梁、板、柱、基础等。
➢预制钢筋混凝土构件
10:53:01
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钢筋混凝士构件：
用钢筋混凝土制成的梁、板、柱、基础等。
➢预制钢筋混凝土构件 ➢现浇钢筋混凝土构件
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5.2.2 钢筋的分类
（1）受力钢筋：在梁、板、柱等各种构件中主要承受拉、 压应力的钢筋。
（2）箍筋（钢箍）：在梁和柱中用于固定受力钢筋的位 置。
（3）架立钢筋： 在梁中用以固定箍筋位置。 （4）分布钢筋：在板中与受力钢筋垂直，用以固定受力
筋位置。
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9
钢筋混凝土结构图
钢筋混凝土结构图就是表示钢筋混凝土构件的 图样。结构图样有两种：
❖ 外形图（模板图）：表明构件的形状和大小。
❖钢筋布置图：表明钢筋混凝土构件中钢筋的配 置情况。
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5.2 混凝土和钢筋的基本知识
二级钢筋类似，强度更高，但价格也高， 极少用于工民建，常用于特殊建筑。
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17
钢筋按其强度和品种分成不同等级，并用 不同的直径符号表示，如表5-1所示。
表5-1 常用钢筋的种类和符号
热轧热处理钢筋：用热轧带肋钢筋经淬火和回 火调质处理后的钢筋。钢筋强度高，但塑性和 可焊性较差，可用作预应力钢筋 。
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钢筋混凝土构件：
用钢筋混凝土制成的梁、板、柱、基础等。
➢预制钢筋混凝土构件
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钢筋混凝士构件：
用钢筋混凝土制成的梁、板、柱、基础等。
➢预制钢筋混凝土构件 ➢现浇钢筋混凝土构件
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5.2.2 钢筋的分类
（1）受力钢筋：在梁、板、柱等各种构件中主要承受拉、 压应力的钢筋。
（2）箍筋（钢箍）：在梁和柱中用于固定受力钢筋的位 置。
（3）架立钢筋： 在梁中用以固定箍筋位置。 （4）分布钢筋：在板中与受力钢筋垂直，用以固定受力
筋位置。
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钢筋混凝土结构图
钢筋混凝土结构图就是表示钢筋混凝土构件的 图样。结构图样有两种：
❖ 外形图（模板图）：表明构件的形状和大小。
❖钢筋布置图：表明钢筋混凝土构件中钢筋的配 置情况。
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5.2 混凝土和钢筋的基本知识
二级钢筋类似，强度更高，但价格也高， 极少用于工民建，常用于特殊建筑。
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钢筋按其强度和品种分成不同等级，并用 不同的直径符号表示，如表5-1所示。
表5-1 常用钢筋的种类和符号
热轧热处理钢筋：用热轧带肋钢筋经淬火和回 火调质处理后的钢筋。钢筋强度高，但塑性和 可焊性较差，可用作预应力钢筋 。
钢筋混凝土工程ppt课件
u 圈梁、过梁
工程量=圈梁（含圈梁兼过梁）长度×圈梁断面
面积－圈梁与构造柱交接部分体积（m3）
注意：圈梁代替过梁者，过梁部分应与圈梁部分合
并计算。如需分别计算，过梁长按设计图示长度计
算，其过梁长度按门、窗洞口宽度两端共加50cm
计算过梁体积。
另外：
v 阳台、雨篷、挑梁等嵌入墙内的梁，按圈梁列项
计算。
构造柱断面面积的计算 14
S＝a× b ＋0.06 /2 × b
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15
V=（d1×d2+0.03×d2×2）×H
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16
二、现浇钢筋混凝土梁
Ø1.综合单价子目划分（4-21~4-26）
现浇混凝土梁综合单价中，梁划分为基础梁
4-21、单梁和连续梁4-22、迭合梁4-23、现浇
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40
3.现浇钢筋混凝土板工程量计算：
（3）平板：现浇板在房间开间上设置梁，且 现浇板二边或三边由墙承重者，应视为平板， 其工程量应分别按梁、板计算。由剪力墙支撑 的板按平板计算。平板与圈梁相接时，板算至 圈梁的侧面。 （4）薄壳板的肋、基梁并入薄壳体积内计算。 （5）预制板间补现浇板缝工程量，按设计板 缝宽度乘以长度乘以预制板厚以“m3”计算。
矩形柱
综
柱柱（断如面底周60长0*16.080m，以顶内4004*-41050）可按平 均柱周断长面执周行长相应1.矩8m形以柱外子目4。-16
合
单 价
异形柱
是指柱面有凹凸或竖向线脚的柱；截面为工
字、4十-1字7 、T形或正五边至正七边形的柱。
子 目 划
圆形柱
截柱面直为径圆0形.5或m以截内面为4七-1边8 形以上的正多 边柱形直柱径。0.5m以外 4-19
第六章_钢筋混凝土框架构件设计
VGb —— 梁在本跨竖向重力荷载作用下产生的简支支座 反力设计值
4 梁斜截面有关构造规定
❖ 截面尺寸和混凝土强度：考虑地震作用组合时;当跨高比
l0/h≥2 5时;Vb≤0 20cfcbh0/RE ；当跨高比l0/h<2 5时;Vb≤0 15cfcbh0/RE
❖ 在强柱弱梁和强剪弱弯的情况下;不宜采用加大梁高度的作 法；常常采用截面高宽比较小的扁梁
2 轴压比N
N = NE /bchcfc
1N越小;延性越好
见图68
2轴压比的限制值见表：
结构类型
框架 框架一剪力墙 框架一核芯筒
框支结构
抗震等级
一
二
三
0.7
0.8
0.9
0.75
0.85
0.95
0.6
0.7
——
3 剪压比V：
V =VE / bchc0 fc 1V越小;延性越好
2剪压比的限制：
❖不考虑地震组合：V ≤0 25 ❖考虑地震组合：V ≤0 20/RE ——＞2
d／4，10
二
8d，l00mm
d／4， 8
三
8d，150mm (柱根l00mm)
d／4， 8
四
8d，150mm (柱根l00mm)
d／4， 6 (柱根8)
❖加密区体积配箍率： v
Asv lsv l1l2 s
≥ v fc ／ fyv
一级抗震等级：v≥ 0 8％；
二级时：
v≥0 6％；
三 四级时： v≥0 4％
❖最小配筋率见下表 最大配筋率 ❖对称配筋 ❖最小截面尺寸 ❖纵筋间距 ❖纵筋接头要求
抗震结构中柱截面最小配筋率%
柱类型 框架中柱、边柱
4 梁斜截面有关构造规定
❖ 截面尺寸和混凝土强度：考虑地震作用组合时;当跨高比
l0/h≥2 5时;Vb≤0 20cfcbh0/RE ；当跨高比l0/h<2 5时;Vb≤0 15cfcbh0/RE
❖ 在强柱弱梁和强剪弱弯的情况下;不宜采用加大梁高度的作 法；常常采用截面高宽比较小的扁梁
2 轴压比N
N = NE /bchcfc
1N越小;延性越好
见图68
2轴压比的限制值见表：
结构类型
框架 框架一剪力墙 框架一核芯筒
框支结构
抗震等级
一
二
三
0.7
0.8
0.9
0.75
0.85
0.95
0.6
0.7
——
3 剪压比V：
V =VE / bchc0 fc 1V越小;延性越好
2剪压比的限制：
❖不考虑地震组合：V ≤0 25 ❖考虑地震组合：V ≤0 20/RE ——＞2
d／4，10
二
8d，l00mm
d／4， 8
三
8d，150mm (柱根l00mm)
d／4， 8
四
8d，150mm (柱根l00mm)
d／4， 6 (柱根8)
❖加密区体积配箍率： v
Asv lsv l1l2 s
≥ v fc ／ fyv
一级抗震等级：v≥ 0 8％；
二级时：
v≥0 6％；
三 四级时： v≥0 4％
❖最小配筋率见下表 最大配筋率 ❖对称配筋 ❖最小截面尺寸 ❖纵筋间距 ❖纵筋接头要求
抗震结构中柱截面最小配筋率%
柱类型 框架中柱、边柱
钢筋混凝土框架结构设计课件
混凝土结构(下)
第三章 钢筋混凝土框架结构
图3.8
框架结构的刚度取值
§3.1
框架结构体系及布置
四、框架结构计算简图
框架结构是由横向框架和纵向框架组成的空间结构。 为了简化计算，通常忽略它们之间的空间联系，而将空间 结构体系简化为横向和纵向平面框架计算，并取出单独的一榀
框架作为计算单元，该单元承受的荷载如图3.9中阴影部分所示。
混凝土结构(下)
第三章 钢筋混凝土框架结构
§3.1
框架结构体系及布置
一、框架结构体系
3.框架结构布置方案
框架结构是由若干个平面框架通过连系梁的连接而形 成的空间结构体系。
在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布 置方向的不同，框架体系可以分为下列三种： （1） 横向框架承重方案 在这种布置方案中，主
混凝土结构(下)
第三章 钢筋混凝土框架结构
图3.8
框架结构的刚度取值
§3.1
框架结构体系及布置
三、框架梁、柱截面尺寸
3.梁截面的惯性矩 框架结构内力和位移计算中，需要计算量的抗弯刚度，在 初步确定梁的截面尺寸后，可按材料力学方法计算梁截面惯性 矩。由于楼板作为框架梁的翼缘参与工作，使得梁的刚度有所 提高，为了简化计算，作如下规定： （3）对装配式楼盖，梁的惯性矩可按本身的截面计算， I=I0（图3.8(c)）。
混凝土结构(下)
第三章 钢筋混凝土框架结构
§3.1
框架结构体系及布置
一、框架结构体系
图3.1
混凝土结构(下)
框架结构图
பைடு நூலகம்
(a) 平面图；(b) Ⅰ-Ⅰ剖面图
第三章 钢筋混凝土框架结构
§3.1
框架结构体系及布置
多层钢筋混凝土框架结构设计
第4页/共108页
第5页/共108页
在框架结构设计中，应首先确定构件截面尺寸及结构计算简图，然后进行荷载计算及结构内力和侧移分析。
框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。
第31页/共108页
第三节 多层多跨框架在水平荷载作用下内力的近似计算——反弯点法和D值法
（一） 反弯点法（二） D 值法
第32页/共108页
（一） 反弯点法
一、基本假定二、反弯点高度三、侧移刚度四、计算步骤五、反弯点法的适用条件
第33页/共108页
第34页/共108页
一、基本假定
梁柱线刚度比较大(ib/ic＞3）时，节点转角很小，可忽略不计，即θ≈0。 不考虑柱子的轴向变形，故同层各节点水平位移相等。 底层柱与基础固接，线位移与角位移均为0。
第6页/共108页
梁、柱截面尺寸
框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。 梁截面尺寸确定 框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载大等，按hb = (1/18~1/10)lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏，hb不宜大于1/4净跨。主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于200mm。为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大于4。
第11页/共108页
2．计算简图 将复杂的空间框架结构简化为平面框架之后，应进一步将实际的平面框架转化为力学模型[图，在该力学模型上作用荷载，就成为框架结构的计算简图。 在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与柱之间的连接用节点（beam-column joints）表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，如图 所示。由图可见，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当各层梁截面尺寸相同时，除底层柱外，柱的计算高度即为各层层高。对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板底。对于底层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很大的地下室、且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时，可取至地下室结构的顶板处。
第5页/共108页
在框架结构设计中，应首先确定构件截面尺寸及结构计算简图，然后进行荷载计算及结构内力和侧移分析。
框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。
第31页/共108页
第三节 多层多跨框架在水平荷载作用下内力的近似计算——反弯点法和D值法
（一） 反弯点法（二） D 值法
第32页/共108页
（一） 反弯点法
一、基本假定二、反弯点高度三、侧移刚度四、计算步骤五、反弯点法的适用条件
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一、基本假定
梁柱线刚度比较大(ib/ic＞3）时，节点转角很小，可忽略不计，即θ≈0。 不考虑柱子的轴向变形，故同层各节点水平位移相等。 底层柱与基础固接，线位移与角位移均为0。
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梁、柱截面尺寸
框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。 梁截面尺寸确定 框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载大等，按hb = (1/18~1/10)lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏，hb不宜大于1/4净跨。主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于200mm。为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大于4。
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2．计算简图 将复杂的空间框架结构简化为平面框架之后，应进一步将实际的平面框架转化为力学模型[图，在该力学模型上作用荷载，就成为框架结构的计算简图。 在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与柱之间的连接用节点（beam-column joints）表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，如图 所示。由图可见，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当各层梁截面尺寸相同时，除底层柱外，柱的计算高度即为各层层高。对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板底。对于底层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很大的地下室、且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时，可取至地下室结构的顶板处。
钢筋混凝土框架设计PPT59页
5) 柱端出现塑性铰, 未实现 强柱弱梁屈服机 制。
1. 延性框架控制：强柱弱梁 ,强剪弱弯，强节点强锚固, 弯曲 延性；
2. 塑性铰位置：梁俩端； 3. 结构布置和构件尺寸：避免单跨、不规则、短柱、小柱； 4. 严格的侧移控制：避免损坏和倒塌； 5. 构件延性：梁、柱、节点； 6. 构件相对强弱：节点》柱》梁； 7. 楼梯: 抗倒塌能力,对主体结构的影响； 8. 整体性：构件之间连接（锚固、搭接） 9. 附属构件和装修：与结构的可靠连接，可变形性。
高。
框架的梁、柱节点处考虑地震作用组合的柱端弯矩设计值应符合下列 要求： ▪ 一级框架结构及9度时的框架：
▪ 其他情况：
▪ 柱端弯矩增大系数。对框架结构，二、三级分别取1.5和1.3；对其 他结构中的框架，一、二、三、四级分别取1.4、1.2、1.1和1.1。
抗震设计时，一、二、三级框架结构的底层柱底截面的弯矩设计值， 应分别采用考虑地震作用组合的弯矩值与增大系数1.7、1.5、1.3的乘 积。底层框架柱纵向钢筋应按上、下端的不利情况配置。
▪ 填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低，变形能力小，墙体与框架 缺乏有效的拉结，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。
1) 围护结构和填充墙严重开裂和破坏 ; 2) 填充墙不合理设置或错层形成短柱剪切破坏;
3) 柱剪切破坏, 梁柱节点区破 坏;
4) 填充墙不合理 设置造成结构实 际层刚度不均匀, 导致底部楼层侧 移过大, 并导致倒 塌; 或导致结构实 际刚度偏心使结 构产生扭转地震 响应;
▪ 1 楼梯间的布置应尽量减小其造成的结构平面不 规则；
▪ 2 宜采用现浇钢筋混凝土楼梯,楼梯结构应有足 够的抗倒塌能力;
▪ 3.宜采取措施减小楼梯对主体结构的影响。
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现浇板的厚度
对板厚的要求
满足承载力和刚度要求 满足防火要求 满足预埋暗管的要求
板厚h的取值（l为板跨）
板厚与板跨的最小比值
简支单向板：h=1/30 l；简支双向板：h=1/40 l； 连续单向板：h=1/40 l；连续双向板：h=1/50 l； 悬臂板： h=1/12 l；
1.2。
次梁截面尺寸
次梁的作用
承托围护墙、隔墙 减小板的跨度 洞口边缘的封梁
次梁截面尺寸
梁高h（ l为梁跨） 简支梁：h＝1/12~1/15 l ；连续梁：h＝1/12~1/20 l 井字梁：h＝1/15~1/20 l ；悬挑梁：h＝1/5~1/7 l 梁宽b
梁宽b=1/2~1/3h；一般不小于200mm。
小于4，变形能力要求较高，因为短柱刚度大易剪坏， 需设全长加密箍筋。
层高与柱截面高度之比不宜大于15
经验数值，大于15时不易满足水平侧移要求。
柱截面尺寸
柱的截面尺寸估算（按轴压比）
NGwSn12
c Nfcbchc
μc：允许轴压比，三级0.9,二级0.8,一级0.7。 竖向荷载与地震作用组合的最大轴力设计值N。 rG：分项系数，取为1.2； w：单位面积重量，取为12~14kN/m2； S：柱承载楼面面积；n：柱设计截面以上楼层数； 1：一、二级抗震设计角柱为1.3,其余为1.0 2：由于水平力使轴力增大的系数，7度1.05，8度1.1，9度
柱网尺寸
框架结构的柱网布置应力求做到简单、规 则、整齐，柱网尺小应符合经济原则，尽 量符合模数；
框架结构的柱网尺寸及层高应根据建筑功 能要求、施工条件及材料设备等各方面因 素来确定。
房屋长度较大时，需考虑设置伸缩缝，以 避免温度开裂。因为伸缩缝将房屋上部结 构断开，分成独立的结构单元，所以在缝 的两侧应各自设置框架。
暖通专业
暖管线进出户的标高 集中空调与吊顶及梁高的关系 防排烟及加压送风井的设置
电气专业
电缆沟及电缆桥架
管道集中竖井
框架结构分析流程
结构布置 计算模型 荷载计算
内力及位移计算
变形验算 截面设计 构造要求
结构布置原则
结构体系
双向抗侧力体系 框架结构只能承受自身平面内的 水平力，因此框架应沿建筑的两个主轴双向设置， 形成双向梁柱抗侧力体系。
柱网尺寸的适宜范围
内廊式柱网 常为对称三跨(A+B+A)：
A—边跨跨度(房间进深)：常为6m、6.6 m、6.9m B—中间跨为走廊，跨度常为2.4m、2.7m、3.0m 开间方向，柱距为6~8.4m。 常用于旅馆、办公楼、宿舍、教室、医院等。
等跨式柱网
进深常为6m、7.5m、9 m、12m，从经济考虑不宜 超过9m。
开间方向的柱距常为6~9m。 适用于厂房、仓库等。
框架梁截面尺寸
梁宽不宜小于200mm，且不宜小于柱宽的1/2
（节点要求，联结紧密）；
梁截面的高宽比小于4
（抗剪要求，避免形成薄腹梁降低其抗剪性能）；
梁净跨与截面高度之比宜大于4
（避免形成深梁，以抗剪为主，脆性破坏）
考虑强度与刚度的需要，取值如下：
结构传力路径简单、合理 有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直 接，减少扭转
抗震子结构明确
结构规则
平面：简单、规则、对称、均匀；避免过大内收 和外伸（凹角处应力集中）；质心于刚心宜接近， 避免平面不规则结构，
立面：沿高度之刚度、强度、质量分布均匀、连 续；避免立面不规则结构。
结构布置
钢筋混凝土框架结构设计
主要设计规范
建筑结构荷载规范(GB50009-2001) 砌体结构设计规范(GB50003-2001) 砼结构设计规范(GB50010-2002) 建筑抗震设计规范(GB50011-2001) 高层建筑砼结构技术规程(JGJ3-2002) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结构设计的前期工作
了解建筑布置和功能要求
建筑物设计基准期、建筑物重要性 建筑层数、总高、各层层高、柱网尺寸 各房间主要功能 围护墙材料
了解建筑构造做法（楼、屋面及墙面） 收集结构设计的基本条件 了解其他相关专业对结构的要求
建筑构造做法——楼面、屋面
楼面做法
一般楼面做法(铺地砖)——用于普通房间
框架梁高h＝1/8~1/14 l， l为梁跨；通常取1/10 l； 框架梁宽b=1/2~1/3h；一般不小于300mm。
柱截面尺寸
构造要求
柱的截面高度不宜小于300mm
小于300mm时，其承载力折减20%。
在纵横两个方向上不宜相差过大。
矩形柱边长比不宜超过1.5，一般采用方形柱。
柱净高与截面高度之比不宜小于4
刚接体系 除个别部位外，框架的梁柱应采用刚 接，以增大结构刚度和整体性；抗震设计时不宜 采用单跨框架。
纯框架体系 抗震设计的框架结构，不应采用部分 由砌体承重的混合形式。框架结构中的楼、电梯 间及局部突出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间 等，应采用框架承重结构，不应采用砌体墙承重。
结构布置原则
结构受力
内墙
刷涂料内墙 贴瓷砖内墙
结构设计的基本条件
地质资料
地基持力层范围内主要土层情况 地基持力层及其承载力特征值
气象资料
基本风压 最大冰冻深度
抗震资料
抗震设防分类 场地类别、场地特征周期Tg 抗震设防烈度、设计地震分组
其他相关专业对结构的要求
给排水专业
上下水管线进出户的标高 高位水箱的设置
最小板厚 一般为80mm，预埋暗管时不小于100mm
计算模型
程序方法
空间协同分析方法 杆件有限元方法 三维杆件—薄壁杆件空间分析方法 有限元或有限条方法 应用广泛，特别是平面不规则、体型复杂的结构。
办公、住宅等
高级楼面做法(铺石材)——用于高级装修
走廊、门厅、电梯厅、楼梯间等
防水楼面做法(有防水层)
卫生间、浴室等
简易楼面做法(水泥砂浆面层)
储藏室、电梯机房、出屋面楼梯间等
屋面做法
上人屋面 非上人屋面
建筑构造做法——墙面
外墙
刷涂料外墙 贴石材外墙 铝塑板(铝板)外墙 玻璃幕外墙