钢结构 单层房屋钢结构
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桁架主要用于空间桁架（网架和塔架）、平面桁 架（屋架、吊车桁架、水工结构中的钢栈桥、钢桁架 引桥、钢闸门中的桁架等）
三、平面桁架的外形和腹杆体系
影响桁架外形选择的因素：1.满足使用要求；2. 受力合理 ；3.便于制做和安装 ；4.综合技术经济效 果好。
河海大学钢结构课件
ห้องสมุดไป่ตู้
第七章
4） 工程施工预算书
由原设计单位或具有相应资质的工程造价咨询单 位编制工程施工预算书，并与已批准的初步设计概算 进行核对，其造价应控制在批准的初步设计概算造价 之内。加工程预算书超过初步设计概算时，应分析原 因，提出建议。
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第七章
Steel Structure
二、桁架的特点和应用
桁架是指由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯 为主的格构式结构。桁架中的杆件大多只承受轴向力， 材料性能发挥较好，特别适用于跨度或高度较大的结 构。
（4）投资估算
投资估算文件包括投资估算的编制说明、投资估算 表及用钢量估算表。
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第七章
Steel Structure
2）初步设计
由设计说明书、设计图纸、工程概算书（包括钢材 估算书）三部分组成。
（1）初步设计文件的编排顺序
① 封面： 写明方案名称、编制单位、编制年月；
② 扉页：
写明方案编制单位行政及技术负责人、具 体编制设计负责人；
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第七章
Steel Structure
（4） 施工详图深度
应满足据以完成构件制作、安装的要求。节点详 图的连接形式和方式是否符合施工图要求、结构关键 部位是否符合施工图要求应得到施工图设计者的确认。
（5）结构计算书 应采用经鉴定的软件，注明软件名称、代号及
版本。荷载简图、原始数据和电算结果应注明来龙 去脉。计算书手算时，应绘出平面布置和计算简图， 标出构件编号、计算公式及计算过程。计算步骤要 条理分明，引用数据要有可靠依据。 内容与图纸一 致，若图纸作修改，应在计算书中反映，以供查核。
时固定。
（5）制作条件
钢管连接节点的相贯线的切口可能需 要数控机床等设备才能完成。
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第七章
Steel Structure
7、 图纸编制
钢结构工程应按方案设计、初步设计和施工图设计 三个阶段进行设计。小型和技术要求简单的钢结构工程 经有关主管部门同意，方案设计可代替初步设计，经审 批后可直接转入施工图设计。
③ 初步设计文件目录；
④设计说明书；
⑤ 设计图纸；
⑥ 工程概算书。
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第七章
Steel Structure
（2）深度
应满足建筑工程审批的要求。 原则上应符合已审 定的方案设计； 应提供工程设计的概算，作为审批、 确定项目投资的依据； 能据以进行施工图设计； 业主 能据以进行施工招标准备。
⑥节点设计详图
详图名称或索引详图编号； 标有构件编号及构件 间相互关系的节点构造详图； 节点间的连接形式和方 式（焊接、螺栓连接等），节点内力； 节点连接件的 设置要求； 节点设计计算要求。
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第七章
（7）钢结构施工详图内容 ①图纸目录
Steel Structure
②施工详图说明
在直接操作过程中所依据的规范、规程、标准 及规定；
（2）分类 一般可为施工图设计和详图设计二个阶段，设
计图纸的名称相应为施工图和施工详图。施工图是 编制施工详图的依据、施工详图则 是施工图的深化 和补充。
（3）施工图深度 ①能据以编制施工图预算和施工招标； ②能据
以进行备料； ③ 能满足加工制作单位据以完成施 工详图的要求； ④能据以进行工程验收。
框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调
整其荷载传递方向以满足不同的要求。次梁沿短向布 置时截面小，会使主梁截面加大，减少了楼层净高； 把次梁支撑在较短的主梁上，次梁截面加大，但主梁 截面减小，应综合分析。
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第七章
3、 预估截面
4、 结构分析
Steel Structure
根据受力情况合理 选择安全经济美观的截 面。
选用钢材、焊接材料、连接件、焊接坡口形式、 焊接工艺评定、无损检测、构件几何尺寸允许偏差、 除锈、涂装、防火、包装、运输、保管、组件预拼 装、现场安装等要求。
③构件平（立）面布置图（注明构件位置、编号、构 件清单、图例等）。
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第七章
Steel Structure
④构（组）件施工详图
1）方案设计
根据设计任务书及建(构)筑物的建筑设计方案进行 编制，由设计说明书、设计图纸及投资估算等三部分组 成。深度应满足建筑工程设计招投标及业主向规划部门 送审的要求。
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第七章
Steel Structure
（1）方案设计文件的编排顺序
① 封面： 写明方案名称、编制单位、编制年月；
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Steel Structure
（1） 构件的截面验算时，计算长度系数的取值有 时会不符合规范的规定。尤其对于节点连接情况复 杂或变截面的构件，应该逐个检查。
（2）预估的截面不满足时，加大截面方法： ① 抗弯和抗剪强度不满足，分别加大翼缘和
腹板厚度 。 ② 变形超限加大截面的高度 。
杂结构需要建模运行 程序并做详细的结构 分析。
第七章
Steel Structure
完全依赖结构软件有可能带来结构灾难，注重概
念设计、工程判定（评估各向周期、总剪力、变形特 征等，修改模型重新分析,或修正计算结果。）和构造 措施有助于避免这种灾难。
5、 构件设计
材料的选择：强度起控制作用时，可选择Q345； 稳定控制时，宜使用Q235。使用结构软件应注意：
材料选用：包括钢材牌号（必要时提出的具体
要求）、型钢成材方式（热轧、冷弯、焊接等）； 连接材料或焊接材料的名称规格要求。
除锈、涂装及防火要求；构造、制作和安装技 术要求； 连接焊缝质量等级及无损检测的要求； 其 它必要的设计施工说明。
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第七章
Steel Structure
③基础平面图及基础详图
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第七章
6、节点设计 （1）焊接
Steel Structure
焊接焊缝尺及形式规范有强制规定。 焊缝重心尽量与被连接构件重心接近。
（2）栓接
高强螺栓常用M16~M30。
（3）梁腹板
要验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承 压型连接还需验算孔壁局部承压。
考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空 （4）便于施工 间及构件吊装顺序等，方便现场定位与临
②设计主要阐述内容：结构选型概述； 结构抗震 设防情况； 新结构、新材料采用情况；条件许可时阐 述基础选型及钢结构连接方式； 其它需要阐述的问题。
（3）设计图纸
①有建筑方案设计图的工程，结构方案可通过建筑 设计图进行表达，不另行提供图纸。
②对无建筑方案设计图的钢结构工程应画出反映上 部结构的构件平立面布置图并标注出柱网平面、立面高 度等主要尺寸，以及构件的主要断面形式。
（3） 设计说明书 设计说明书包括： ①设计依据与设计要求
设计与施工依据的规范、规程及规定； 所在场地 地震基本烈度、建筑场地类别；地质初勘报告； 荷载 选用； 设计的其它要求（防腐、防火要求等）。
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②设计说明应包括以下内容
工程地质和水文地质概况，特殊地质应加以说 明； 基础方案选择、地基处理方案及基础形式确 定（桩基应说明桩类型，选定桩基持力层及进入深 度）； 上部结构选型； 抗震设防烈度； 伸缩缝、 沉降缝抗震缝的设置；特殊结构处理； 钢材及连 接材料的选用与说明； 高层钢结构的主要结构特 征参数； 防腐和防火处理办法；新技术、新结构、 新材料的采用； 其它需说明的内容。
钢梁梁高 H=l/20~l/50。翼缘宽度b 按l/b限值确定时，不作 整体稳定计算。 板件厚 度可按局部稳定的构造 规定预估。
柱截面按长细比预 估，通常50<λ<150。
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目前钢结构设计结
构分析通常为线弹性 分析,条件允许时考虑 P-Δ，p-δ效应。典型 结构可查力学手册之 类的工具书直接获得 内力和变形，结构通 过手算进行分析， 复
（5）概算
单项钢结构工程的设计概算文件包括概算编制说 明、工程概算书、其它工程和费用概算书及钢材、水 泥等主要材料表。
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3）施工图设计
（1）内容 根据已批准的初步设计进行编制，包括封面、
图纸目录、设计施工说明、图纸以及结构计算书、 工程预算书等。
除常规的钢筋混凝土基础表示内容外，应有钢柱 与基础连接的平面位置、连接方式及构造要求等内容 （预埋螺栓的方式、位置、规格、数量或预留杯口大 小、深度、位置及预留钢筋等）。
④结构的构件平面布置图
构件平、立面布置图上的构件可用单线（粗实 线）表示。内容包括： 构件几何轴线在平、立面 （或空间）的位置、标高及与建筑相互关系；构件 轴线尺寸及构件相互间的几何关系； 构件的编号或 规格； 需进一步表达的节点、构件断面等部位的详 图索引编号。
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（4）设计图纸 反映结构特征的图纸，包括：
①桩位（对桩基础）及基础平面布置图； ②上部结构主要钢构件平立面布置图，应标注出 柱网平面、立面高度等尺寸及构件断面形式、规格等。 内部作业文件（结构简图、计算书、文字说明） 均应经过校审并妥善保存以供查对和进行施工设计时 使用。
计算书成品稿应作为设计技术文件归档。
（6）钢结构施工图内容
①图纸目录
工程编号及名称、图纸版本号、图纸（包括套用 标准图）编号及名称、规格大小、张数、出图日期等。
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Steel Structure
②设计施工总说明
设计依据及设计要求： 设计与施工应依据的规
范、规程及规定；工程地质详细勘察报告；设计抗 震设防烈度、近震及远震、建筑场地类别；设计上 ±0．000相当的绝对标高值；长度计量单位；荷载 选用；其它设计依据与设计要求。
第七章
Steel Structure
➢结构布置 根据体系特征、荷载分布和性质等综合 考虑。要刚度均匀，符合力学模型，尽量限制大或移 动荷载的影响范围，以最直接的线路传递到基础。柱 间支撑的分布均匀，形心尽量靠近侧向力(风、震)的 作用线，否则应考虑结构的扭转。结构抗侧应有多道 防线，有支撑框架的柱子应单独承受1/4的总水平力 以上。
② 扉页：
写明方案编制单位行政及技术负责人、具 体编制设计负责人；
③ 方案设计文件目录；
④设计说明书；
⑤ 设计图纸；
⑥ 工程投资估算。
（2）设计说明书
①设计依据及设计要求：设计与施工应依据的规 范、规程及规定； 所在场地地震基本烈度、建筑场 地类别； 荷载选用。
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第七章
Steel Structure
⑤节点施工详图
在施工图节点设计详图的基础上确定连接件（节点 板、预埋件等）连接材料（焊缝、螺栓、栓钉等）的型 式、材质、规格、位置、数量、重量等要求。
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第七章
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⑥施工安装图和预拼装图（如需要）
内容应包括：构件平、立面布置图（可用单线绘 制），标明构（部）件位置、编号、标高、方向等要求 以及螺栓、栓钉、预埋件等布置要求。
施工详图应清晰显示构件几何形状和断面尺寸。包 括构件在平、立面图中所处安装位置、编号、轴线、标 高；构件材料表，其内容包括构件名称、数量、材质、 品种、规格、单重、总重；构件连接件品种、规格、数 量；构件开孔及焊接要求（开孔位置，大小、数量、焊 缝、坡口形式、焊缝尺寸、衬垫）；相关件连接尺寸、 方向、标志等。
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第七章
Steel Structure
采用标准图集时，应结合工程作必要的选用和核 算工作；采用重复利用图时，应作因地制宜的修改及 进行必要的核算，以切合工程实际。
计算书（电算书）应经认真校审，留有痕迹，并 装订成册，设计人、校审人应在计算书封面分别签字， 封面上应注明项目名称编号和计算日期。
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⑤构件设计图
构件设计图应有构件名称及编号，必要的平、立、 剖视图及外形尺寸，组成构件的零件规格、尺寸、位 置及加工要求，各零件间焊缝的形式和尺寸或螺栓的 规格、数量、位置等。构件设计图难以表达清楚的节 点详图和说明。 平面或空间杆系结构的设计图应有构 件名称及编号，杆件内力、杆件几何轴线尺寸、杆件 编号或规格的杆件布置图。
三、平面桁架的外形和腹杆体系
影响桁架外形选择的因素：1.满足使用要求；2. 受力合理 ；3.便于制做和安装 ；4.综合技术经济效 果好。
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4） 工程施工预算书
由原设计单位或具有相应资质的工程造价咨询单 位编制工程施工预算书，并与已批准的初步设计概算 进行核对，其造价应控制在批准的初步设计概算造价 之内。加工程预算书超过初步设计概算时，应分析原 因，提出建议。
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二、桁架的特点和应用
桁架是指由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯 为主的格构式结构。桁架中的杆件大多只承受轴向力， 材料性能发挥较好，特别适用于跨度或高度较大的结 构。
（4）投资估算
投资估算文件包括投资估算的编制说明、投资估算 表及用钢量估算表。
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2）初步设计
由设计说明书、设计图纸、工程概算书（包括钢材 估算书）三部分组成。
（1）初步设计文件的编排顺序
① 封面： 写明方案名称、编制单位、编制年月；
② 扉页：
写明方案编制单位行政及技术负责人、具 体编制设计负责人；
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（4） 施工详图深度
应满足据以完成构件制作、安装的要求。节点详 图的连接形式和方式是否符合施工图要求、结构关键 部位是否符合施工图要求应得到施工图设计者的确认。
（5）结构计算书 应采用经鉴定的软件，注明软件名称、代号及
版本。荷载简图、原始数据和电算结果应注明来龙 去脉。计算书手算时，应绘出平面布置和计算简图， 标出构件编号、计算公式及计算过程。计算步骤要 条理分明，引用数据要有可靠依据。 内容与图纸一 致，若图纸作修改，应在计算书中反映，以供查核。
时固定。
（5）制作条件
钢管连接节点的相贯线的切口可能需 要数控机床等设备才能完成。
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7、 图纸编制
钢结构工程应按方案设计、初步设计和施工图设计 三个阶段进行设计。小型和技术要求简单的钢结构工程 经有关主管部门同意，方案设计可代替初步设计，经审 批后可直接转入施工图设计。
③ 初步设计文件目录；
④设计说明书；
⑤ 设计图纸；
⑥ 工程概算书。
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（2）深度
应满足建筑工程审批的要求。 原则上应符合已审 定的方案设计； 应提供工程设计的概算，作为审批、 确定项目投资的依据； 能据以进行施工图设计； 业主 能据以进行施工招标准备。
⑥节点设计详图
详图名称或索引详图编号； 标有构件编号及构件 间相互关系的节点构造详图； 节点间的连接形式和方 式（焊接、螺栓连接等），节点内力； 节点连接件的 设置要求； 节点设计计算要求。
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（7）钢结构施工详图内容 ①图纸目录
Steel Structure
②施工详图说明
在直接操作过程中所依据的规范、规程、标准 及规定；
（2）分类 一般可为施工图设计和详图设计二个阶段，设
计图纸的名称相应为施工图和施工详图。施工图是 编制施工详图的依据、施工详图则 是施工图的深化 和补充。
（3）施工图深度 ①能据以编制施工图预算和施工招标； ②能据
以进行备料； ③ 能满足加工制作单位据以完成施 工详图的要求； ④能据以进行工程验收。
框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调
整其荷载传递方向以满足不同的要求。次梁沿短向布 置时截面小，会使主梁截面加大，减少了楼层净高； 把次梁支撑在较短的主梁上，次梁截面加大，但主梁 截面减小，应综合分析。
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3、 预估截面
4、 结构分析
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根据受力情况合理 选择安全经济美观的截 面。
选用钢材、焊接材料、连接件、焊接坡口形式、 焊接工艺评定、无损检测、构件几何尺寸允许偏差、 除锈、涂装、防火、包装、运输、保管、组件预拼 装、现场安装等要求。
③构件平（立）面布置图（注明构件位置、编号、构 件清单、图例等）。
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第七章
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④构（组）件施工详图
1）方案设计
根据设计任务书及建(构)筑物的建筑设计方案进行 编制，由设计说明书、设计图纸及投资估算等三部分组 成。深度应满足建筑工程设计招投标及业主向规划部门 送审的要求。
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（1）方案设计文件的编排顺序
① 封面： 写明方案名称、编制单位、编制年月；
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（1） 构件的截面验算时，计算长度系数的取值有 时会不符合规范的规定。尤其对于节点连接情况复 杂或变截面的构件，应该逐个检查。
（2）预估的截面不满足时，加大截面方法： ① 抗弯和抗剪强度不满足，分别加大翼缘和
腹板厚度 。 ② 变形超限加大截面的高度 。
杂结构需要建模运行 程序并做详细的结构 分析。
第七章
Steel Structure
完全依赖结构软件有可能带来结构灾难，注重概
念设计、工程判定（评估各向周期、总剪力、变形特 征等，修改模型重新分析,或修正计算结果。）和构造 措施有助于避免这种灾难。
5、 构件设计
材料的选择：强度起控制作用时，可选择Q345； 稳定控制时，宜使用Q235。使用结构软件应注意：
材料选用：包括钢材牌号（必要时提出的具体
要求）、型钢成材方式（热轧、冷弯、焊接等）； 连接材料或焊接材料的名称规格要求。
除锈、涂装及防火要求；构造、制作和安装技 术要求； 连接焊缝质量等级及无损检测的要求； 其 它必要的设计施工说明。
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③基础平面图及基础详图
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6、节点设计 （1）焊接
Steel Structure
焊接焊缝尺及形式规范有强制规定。 焊缝重心尽量与被连接构件重心接近。
（2）栓接
高强螺栓常用M16~M30。
（3）梁腹板
要验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承 压型连接还需验算孔壁局部承压。
考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空 （4）便于施工 间及构件吊装顺序等，方便现场定位与临
②设计主要阐述内容：结构选型概述； 结构抗震 设防情况； 新结构、新材料采用情况；条件许可时阐 述基础选型及钢结构连接方式； 其它需要阐述的问题。
（3）设计图纸
①有建筑方案设计图的工程，结构方案可通过建筑 设计图进行表达，不另行提供图纸。
②对无建筑方案设计图的钢结构工程应画出反映上 部结构的构件平立面布置图并标注出柱网平面、立面高 度等主要尺寸，以及构件的主要断面形式。
（3） 设计说明书 设计说明书包括： ①设计依据与设计要求
设计与施工依据的规范、规程及规定； 所在场地 地震基本烈度、建筑场地类别；地质初勘报告； 荷载 选用； 设计的其它要求（防腐、防火要求等）。
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第七章
Steel Structure
②设计说明应包括以下内容
工程地质和水文地质概况，特殊地质应加以说 明； 基础方案选择、地基处理方案及基础形式确 定（桩基应说明桩类型，选定桩基持力层及进入深 度）； 上部结构选型； 抗震设防烈度； 伸缩缝、 沉降缝抗震缝的设置；特殊结构处理； 钢材及连 接材料的选用与说明； 高层钢结构的主要结构特 征参数； 防腐和防火处理办法；新技术、新结构、 新材料的采用； 其它需说明的内容。
钢梁梁高 H=l/20~l/50。翼缘宽度b 按l/b限值确定时，不作 整体稳定计算。 板件厚 度可按局部稳定的构造 规定预估。
柱截面按长细比预 估，通常50<λ<150。
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目前钢结构设计结
构分析通常为线弹性 分析,条件允许时考虑 P-Δ，p-δ效应。典型 结构可查力学手册之 类的工具书直接获得 内力和变形，结构通 过手算进行分析， 复
（5）概算
单项钢结构工程的设计概算文件包括概算编制说 明、工程概算书、其它工程和费用概算书及钢材、水 泥等主要材料表。
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3）施工图设计
（1）内容 根据已批准的初步设计进行编制，包括封面、
图纸目录、设计施工说明、图纸以及结构计算书、 工程预算书等。
除常规的钢筋混凝土基础表示内容外，应有钢柱 与基础连接的平面位置、连接方式及构造要求等内容 （预埋螺栓的方式、位置、规格、数量或预留杯口大 小、深度、位置及预留钢筋等）。
④结构的构件平面布置图
构件平、立面布置图上的构件可用单线（粗实 线）表示。内容包括： 构件几何轴线在平、立面 （或空间）的位置、标高及与建筑相互关系；构件 轴线尺寸及构件相互间的几何关系； 构件的编号或 规格； 需进一步表达的节点、构件断面等部位的详 图索引编号。
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（4）设计图纸 反映结构特征的图纸，包括：
①桩位（对桩基础）及基础平面布置图； ②上部结构主要钢构件平立面布置图，应标注出 柱网平面、立面高度等尺寸及构件断面形式、规格等。 内部作业文件（结构简图、计算书、文字说明） 均应经过校审并妥善保存以供查对和进行施工设计时 使用。
计算书成品稿应作为设计技术文件归档。
（6）钢结构施工图内容
①图纸目录
工程编号及名称、图纸版本号、图纸（包括套用 标准图）编号及名称、规格大小、张数、出图日期等。
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第七章
Steel Structure
②设计施工总说明
设计依据及设计要求： 设计与施工应依据的规
范、规程及规定；工程地质详细勘察报告；设计抗 震设防烈度、近震及远震、建筑场地类别；设计上 ±0．000相当的绝对标高值；长度计量单位；荷载 选用；其它设计依据与设计要求。
第七章
Steel Structure
➢结构布置 根据体系特征、荷载分布和性质等综合 考虑。要刚度均匀，符合力学模型，尽量限制大或移 动荷载的影响范围，以最直接的线路传递到基础。柱 间支撑的分布均匀，形心尽量靠近侧向力(风、震)的 作用线，否则应考虑结构的扭转。结构抗侧应有多道 防线，有支撑框架的柱子应单独承受1/4的总水平力 以上。
② 扉页：
写明方案编制单位行政及技术负责人、具 体编制设计负责人；
③ 方案设计文件目录；
④设计说明书；
⑤ 设计图纸；
⑥ 工程投资估算。
（2）设计说明书
①设计依据及设计要求：设计与施工应依据的规 范、规程及规定； 所在场地地震基本烈度、建筑场 地类别； 荷载选用。
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⑤节点施工详图
在施工图节点设计详图的基础上确定连接件（节点 板、预埋件等）连接材料（焊缝、螺栓、栓钉等）的型 式、材质、规格、位置、数量、重量等要求。
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⑥施工安装图和预拼装图（如需要）
内容应包括：构件平、立面布置图（可用单线绘 制），标明构（部）件位置、编号、标高、方向等要求 以及螺栓、栓钉、预埋件等布置要求。
施工详图应清晰显示构件几何形状和断面尺寸。包 括构件在平、立面图中所处安装位置、编号、轴线、标 高；构件材料表，其内容包括构件名称、数量、材质、 品种、规格、单重、总重；构件连接件品种、规格、数 量；构件开孔及焊接要求（开孔位置，大小、数量、焊 缝、坡口形式、焊缝尺寸、衬垫）；相关件连接尺寸、 方向、标志等。
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采用标准图集时，应结合工程作必要的选用和核 算工作；采用重复利用图时，应作因地制宜的修改及 进行必要的核算，以切合工程实际。
计算书（电算书）应经认真校审，留有痕迹，并 装订成册，设计人、校审人应在计算书封面分别签字， 封面上应注明项目名称编号和计算日期。
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第七章
Steel Structure
⑤构件设计图
构件设计图应有构件名称及编号，必要的平、立、 剖视图及外形尺寸，组成构件的零件规格、尺寸、位 置及加工要求，各零件间焊缝的形式和尺寸或螺栓的 规格、数量、位置等。构件设计图难以表达清楚的节 点详图和说明。 平面或空间杆系结构的设计图应有构 件名称及编号，杆件内力、杆件几何轴线尺寸、杆件 编号或规格的杆件布置图。