混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2010詳解.ppt

1 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010 主要修訂內容 2 主要修訂內容1 3 1增加結構方案設計內容 思路 原則 思路 完善規(guī)范的完整性 從以構件計算為主適當擴展到整體結構的設計 補充 結構方案 設計內容 3 2節(jié) 結構體系設計的基本原則從宏觀上滿足使用功能 控制結構的整體安全性 結構方案尚應考慮 建筑 抗震 耐久 抗災 節(jié)材等其他方面的要求 4 1增加結構方案設計內容 設計方案 3 2 1混凝土結構的設計方案應符合下列要求 1選用合理的結構體系 構件型式和布置 2結構的平 立面布置宜規(guī)則 各部分的質量和剛度宜均勻 連續(xù) 3結構傳力途徑應簡捷 明確 豎向構件宜連續(xù)貫通 對齊 4宜采用超靜定結構 重要構件和關鍵傳力部位應增加冗余約束或有多條傳力途徑 5宜減小偶然作用的影響范圍 避免發(fā)生因局部破壞引起的結構連續(xù)倒塌 5 說明 災害調查和事故分析表明 結構方案對建筑物的安全性有著決定性的影響 在與建筑方案協(xié)調時應考慮結構體型 高寬比 長寬比 適當 傳力途徑和構件布置應能夠保證結構的整體穩(wěn)固性 應避免因局部破壞引發(fā)結構連續(xù)倒塌 本條提出了在方案階段應考慮加強結構整體穩(wěn)固性的設計原則 6 1增加結構方案設計內容 結構縫 3 2 2混凝土結構中結構縫的設計應符合下列要求 1應根據(jù)結構受力特點及建筑尺度 形狀 使用功能 合理確定結構縫的位置和構造形式 2宜控制結構縫的數(shù)量 并應采取有效措施減少設縫的不利影響 3可根據(jù)需要設置施工階段的臨時性結構縫 施工后澆帶 7 說明 結構設計時通過設置結構縫將結構分割為若干相對獨立的單元 結構縫包括伸縮縫 沉降縫 防震縫 構造縫 連續(xù)倒塌的分割縫等 不同類型的結構縫是為消除下列不利因素的影響 混凝土收縮 溫度變化引起的脹縮變形 基礎不均勻沉降 剛度及質量突變 局部應力集中 結構防震 防止連續(xù)倒塌等 除永久性的結構縫以外 還應考慮設置施工槎 后澆帶 控制縫等臨時性縫以消除某些暫時性的不利影響 結構縫的設置應考慮對建筑功能 如裝修觀感 止水防滲 保溫隔聲等 結構傳力 如結構布置 構件傳力 構造做法和施工可行性等造成的影響 應遵循 一縫多能 的設計原則 采取有效的構造措施 8 1增加結構方案設計內容 連接 3 2 3結構構件的連接應符合下列要求 1連接部位的承載力應保證被連接構件之間的傳力性能 2當混凝土構件與其他材料構件連接時 應采取可靠的連接措施 3應考慮構件變形對連接節(jié)點及相鄰結構或構件造成的影響 說明 構件之間連接構造設計的原則 保證連接節(jié)點處被連接構件之間的傳力性能符合設計要求 保證不同材料 混凝土 鋼 砌體等 間的融合 選擇可靠的連接方式以保證可靠傳力 連接節(jié)點尚應考慮被連接構件之間變形的影響以及相容條件 以避免 減少不利影響 9 3 2 4混凝土結構設計應符合下列要求 1滿足不同環(huán)境條件下的結構耐久性要求 2節(jié)省材料 方便施工 降低能耗與保護環(huán)境 說明 本條提出了結構方案設計階段應綜合考慮的其他問題方案設計 基本原則 結構縫設置原則 連接原則 其他問題 10 2防連續(xù)倒塌設計原則 概念設計 3 6 1混凝土結構宜按下列要求進行防連續(xù)倒塌的概念設計 1采取減小偶然作用效應的措施 2采取使重要構件及關鍵傳力部位避免直接遭受偶然作用的措施 3在結構容易遭受偶然作用影響的區(qū)域增加冗余約束 布置備用傳力途徑 4增強重要構件及關鍵傳力部位 疏散通道及避難空間結構的承載力和變形性能 5配置貫通水平 豎向構件的鋼筋 采取有效的連接措施并與周邊構件可靠地錨固 6通過設置結構縫 控制可能發(fā)生連續(xù)倒塌的范圍 概念設計主要從結構體系的備用路徑 整體性 延性 連接構造和關鍵構件的判別等方面進行結構方案和結構布置設計 避免存在易導致結構連續(xù)倒塌的薄弱環(huán)節(jié) 11 2防連續(xù)倒塌設計原則 概念設計 對可能出現(xiàn)的意外荷載和作用有所估計居民樓 燃氣爆炸可能產生的破壞作用 化工廠 易燃易爆危險品 化工反應裝置可能產生的破壞作用設置整體性加強構件或設結構縫局部構件破壞后 控制由此引起的破壞范圍 可設置整體型加強構件或設置結構縫 對整個結構進行分區(qū) 一旦發(fā)生局部構件破壞 可將破壞控制在一個分區(qū)內 防止連續(xù)倒塌的蔓延 整體型加強構件是結構中的關鍵構件 其安全儲備應高于一般構件 增加結構的冗余度 使結構體系具有足夠的備用荷載傳遞路徑采用合理的結構方案和結構布置 增加結構的冗余度 形成具有多個和多向荷載傳遞路徑傳力的結構體系 可避免存在引發(fā)連續(xù)性倒塌的薄弱部位 可通過拆除構件法判定結構是否具有備用荷載傳遞路徑 12 2防連續(xù)倒塌設計原則 概念設計 加強結構構件的連接構造 保證結構的整體性如對于框架結構 當某根柱發(fā)生破壞失去承載力 其直接支承的梁應能跨越兩個開間而不致塌落 這就要求跨越柱上梁中的鋼筋貫通并具有足夠的抗拉強度 通過貫通鋼筋的懸鏈線傳遞機制 將梁上的荷載傳遞到相鄰的柱 加強結構的延性構造措施 保證剩余結構的延性結構在局部破壞發(fā)生后 剩余結構中部分構件會進入塑性 因此 應選擇延性較好的材料 采用延性構造措施 提高結構的塑性變形能力 增強剩余結構的內力重分布能力 可避免發(fā)生連續(xù)倒塌 可采用拆除構件后的結構失效模式概念判別 來確認需要加強延性的部位 13 2防連續(xù)倒塌設計原則 拉結構件法 3 6 2重要結構的防連續(xù)倒塌設計可采用下列方法 1拉結構件法 在結構局部豎向構件失效的條件下 按梁 拉結模型 懸索 拉結模型和懸臂 拉結模型進行極限承載力計算 維持結構的整體穩(wěn)固性 該法是使結構構件間的連接強度滿足一定的要求 以保證結構的整體性和備用荷載傳遞路徑 基本原則 某柱失效后 其支承的梁具有足夠的承載力 避免發(fā)生連續(xù)破壞 該法簡單易行 能一定程度上保證結構在連續(xù)性和整體性上的基本要求 但對于復雜不規(guī)則結構難以采用 14 a 梁 拉結模型 b 懸索 拉結模型 c 懸臂 拉結模型 拉結構件法中剩余結構體系的抗倒塌模型 15 2防連續(xù)倒塌設計原則 拉結構件法 拉結設計法的基本原則和基本假定如下 拆除豎向構件后 其所支撐的水平構件在維持其極限承載力的條件下 能夠承受直接傳遞到水平構件上的荷載 具備足夠的跨越能力 水平構件的跨越能力由塑性鉸機制 即梁端和跨中的形成塑性鉸 和連續(xù)貫通鋼筋的懸鏈線機制 即連續(xù)貫通鋼筋抗拉強度 實現(xiàn) 由于梁跨中底部鋼筋的抗拉強度已在懸鏈線機制中被利用 對于塑性鉸機制 偏于安全地僅考慮梁端負彎矩塑性鉸的抗彎能力 不考慮跨中正彎矩塑性鉸的貢獻 16 2防連續(xù)倒塌設計原則 拉結構件法 拉結設計法的基本原則和基本假定如下 可考慮雙向梁的拉結貢獻 如對圖E 2 2a的中柱拆除時 兩個方向的梁均可考慮拉結貢獻 而對于圖E 2 2b邊柱拆除時 偏于安全只考慮縱向梁的拉結貢獻 圖E 2 2c角柱拆除時 則偏于安全只考慮一根梁的拉結貢獻 當豎向構件支撐的水平構件多于兩個方向時 可偏于安全的僅考慮兩個方向水平構件所提供的拉結強度 粱端的塑性鉸應具有足夠的變形能力 梁應具有足夠的抗剪承載力 17 2防連續(xù)倒塌設計原則 拉結構件法 圖 18 2防連續(xù)倒塌設計原則 拉結構件法 考慮到樓板內配筋對結構整體性具有較大貢獻 對內部和周邊構件水平拉結配筋設計 可計入梁兩側各3倍樓板厚度內樓板與梁平行的貫通鋼筋 豎向拉結應能保證豎向構件可懸掛該豎向構件從屬樓面面積上最大樓層荷載標準值 19 2防連續(xù)倒塌設計原則 設計方法 2局部加強法 對可能遭受偶然作用而發(fā)生局部破壞的豎向重要構件和關鍵傳力部位 可提高結構的安全儲備 也可直接考慮偶然作用進行結構設計 對于破壞后易引發(fā)連續(xù)倒塌的重要構件 認為其是關鍵構件并進行局部加強設計 3去除構件法 按一定規(guī)則去除結構的主要受力構件 采用考慮相應的作用和材料抗力 驗算剩余結構體系的極限承載力 也可采用受力 倒塌全過程分析 進行防倒塌設計 假定某個主要構件失效 從結構中拆除 分析剩余結構是否會倒塌 如不滿足抗連續(xù)倒塌的要求 增強拆除后的剩余結構來避免連續(xù)倒塌 20 2防連續(xù)倒塌設計原則 設計方法 抗連續(xù)倒塌的拆除構件設計方法對結構的長邊 短邊邊柱 角柱和底層內柱 以及結構長邊 短邊和底層剪力墻 應從頂層到底層逐個拆除 分析拆除后結構的內力 并驗算剩余結構各結構構件的是否失效 每次拆除剪力墻總長度應不小于剪力墻寬度和10m中的較小值 對于拐角處剪力墻 每側拆除長度不應小于剪力墻寬度和5m中的較小值 剩余結構的內力可采用彈性靜力分析或彈塑性動力分析 采用彈性靜力分析時需要考慮豎向荷載的動力放大系數(shù)2 并考慮水平構件強度折減系數(shù)0 67 21 2防連續(xù)倒塌設計原則 設計方法 剩余結構構件的極限承載力應滿足下式 R SS 剩余結構構件內力 R 剩余結構構件的抗力 采用彈性靜力分析時考慮水平構件端部塑性耗能后強度折減系數(shù) 水平構件兩端均考慮出現(xiàn)塑性鉸 取0 67 對角部和懸挑水平構件 取1 0 采用彈塑性分析時不進行強度折減 b 1 0 抗連續(xù)倒塌的拆除構件設計 是通過在結構中按一定規(guī)則逐個去除豎向構件 計算結構在偶然作用下豎向構件失效后剩余結構的失效面積 剩余結構的失效面積不應超過75m2或樓面總面積的15 失效面積是指豎向構件拆除后 上部水平構件不滿足其極限承載力而產生破壞所涉及的面積 22 2防連續(xù)倒塌設計原則 可靠度 3 6 3當進行偶然作用下結構防連續(xù)倒塌的驗算時 作用宜考慮結構相應部位倒塌沖擊引起的動力系數(shù) 在承載力函數(shù)的計算中 混凝土強度仍取用強度標準值fck 鋼筋強度改用極限強度標準值fstk 或fptk 根據(jù)本規(guī)范第4 1 3條及第4 2 2條的規(guī)定取值 ak宜考慮偶然作用下結構倒塌對結構幾何參數(shù)的影響 必要時可考慮材料強度在動力作用下的強化和脆性 并取相應的強度特征值 荷載效應應乘動力系數(shù) 材料強度取標準值或實測值 平均值 考慮材料強化和脆性的影響 23 24 3承載能力極限狀態(tài)設計表達式 3 3 2對持久設計狀況 暫短設計狀況和地震設計狀況 當用內力的形式表達時 結構構件應采用下列承載能力極限狀態(tài)設計表達式 結構構件的抗力模型不定性系數(shù) 對靜力設計 一般結構構件取1 0 重要結構構件或不確定性較大的結構構件根據(jù)具體情況取大于1 0的數(shù)值 對抗震設計 采用承載力抗震調整系數(shù)代替不定性系數(shù)的表達形式 25 4增加了既有結構的設計原則 應用范圍 3 7 1為既有結構延長使用年限 安全復核 改變用途 改建 擴建或加固修復等 應對其進行評定 驗算或重新設計 說明 既有結構為已建成 使用的結構 既有混凝土結構的設計將成為未來工程設計的重要內容 為保證既有結構的安全可靠并延長其使用年限 以及近年日益增多的結構加固改建的需要 本次修訂新增一節(jié) 強調既有結構設計的原則 既有結構設計適用于下列六種情況 達到設計年限后延長繼續(xù)使用的年限 為消除安全隱患而進行的設計校核 結構改變用途和使用環(huán)境而進行的復核性設計 對既有結構進行改建 擴建既有的建筑結構 結構事故或災后受損結構的修復加固等 應根據(jù)不同的目的 選擇不同的設計方案 26 3增加了既有結構的設計原則 原則 3 7 2對既有結構的評定 驗算或重新設計應符合下列原則 1應按現(xiàn)行國家標準 工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準 的要求 進行安全性 適用性 耐久性及抗災害能力的評定 2應根據(jù)評定結果 使用要求和后續(xù)使用年限確定既有結構的 加固 設計方案 3對既有結構進行安全復核 改變用途或延長使用年限而進行承載能力極限狀態(tài)的驗算時 宜符合本規(guī)范的規(guī)定 4對既有結構進行改建 擴建或加固改造而重新設計時 承載能力極限狀態(tài)的計算應符合本規(guī)范和相關標準的規(guī)定 5既有結構的正常使用極限狀態(tài)驗算及構造要求宜符合本規(guī)范的規(guī)定 6必要時可對使用功能作相應的調整 提出限制使用的要求 27 3增加了既有結構的設計原則 重新設計原則 3 7 3既有結構的重新設計應符合下列規(guī)定 1應優(yōu)化結構方案 提高結構的整體穩(wěn)固性 避免承載力及剛度突變 2荷載可按現(xiàn)行荷載規(guī)范的規(guī)定確定 也可按使用功能和后續(xù)使用年限作適當?shù)恼{整 3應根據(jù)檢測 評定的結果確定既有結構的設計參數(shù) 4結構既有部分混凝土 鋼筋的強度設計值應根據(jù)強度的實測值確定 當材料的性能符合原設計的要求時 可按原設計的規(guī)定取值 28 3增加了既有結構的設計原則 重新設計原則 5設計時應考慮既有結構構件實際的幾何尺寸 截面配筋 連接構造和已有缺陷的影響 當符合原設計的要求時 可按原設計的規(guī)定取值 6結構后加部分的材料性能應按本規(guī)范第4章的規(guī)定確定 7既有結構與后加部分可按二階段成形的疊合構件 按本規(guī)范第9 5節(jié)的規(guī)定進行設計 8設計時應考慮既有結構的承載歷史及施工狀態(tài)的影響 9既有結構與后加部分之間應采取可靠的連接構造措施 29 說明 本條規(guī)定了既有結構重新設計的原則 避免只考慮局部處理的片面做法 本規(guī)范強調既有結構加強整體穩(wěn)固性的原則 適用的范圍更為廣泛和系統(tǒng) 應避免由于僅對局部進行加固引起結構承載力或剛度的突變 設計應考慮既有結構的現(xiàn)狀 通過檢測分析確定既有部分的材料強度和幾何參數(shù) 并盡量利用原設計的規(guī)定值 結構后加部分則完全按本規(guī)范的規(guī)定取值 應注意新舊材料結構間的可靠連接 并反映既有結構的承載歷史以及施工支撐卸載狀態(tài)對內力分配的影響 30 5完善承載力極限狀態(tài)設計內容 增加以構件分項系數(shù)進行應力設計等內容 3 3 3對持久或暫短設計狀況下的二維 三維混凝土結構 當采用應力設計的形式表達時 應按下列規(guī)定進行承載能力極限狀態(tài)的計算 1按彈性分析方法設計時 可將混凝土應力按區(qū)域等代成內力 根據(jù)公式 3 3 2 2 進行計算 應符合本規(guī)范第6 1 2條的規(guī)定 2按彈塑性分析或采用多軸強度準則設計時 應根據(jù)材料強度的平均值進行承載力函數(shù)的計算 并應符合本規(guī)范第6 1 3條的規(guī)定 31 6調整了正常使用極限狀態(tài)荷載組合 3 4 2對于正常使用極限狀態(tài) 結構構件應應分別按荷載的準永久組合 標準組合 準永久組合并考慮長期作用的影響或標準組合并考慮長期作用的影響 采用下列極限狀態(tài)設計表達式進行驗算 S C 3 4 2 說明 對正常使用極限狀態(tài) 89規(guī)范規(guī)定按荷載的持久性采用兩種組合 即荷載的短期效應組合和長期效應組合 02規(guī)范根據(jù) 建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準 GB50068的規(guī)定 將荷載的短期效應組合 長期效應組合改稱為荷載效應的標準組合 準永久組合 在標準組合中 含有起控制作用的一個可變荷載標準值效應 在準永久組合中 含有可變荷載準永久值效應 這就使荷載效應組合的名稱與荷載代表值的名稱相對應 本次修訂對構件撓度 裂縫寬度計算采用的荷載組合進行了調整 對鋼筋混凝土構件采用荷載準永久組合并考慮長期作用的影響 對預應力混凝土構件采用荷載標準組合并考慮長期作用的影響 32 6調整了正常使用極限狀態(tài)荷載組合 3 4 3鋼筋混凝土受彎構件的最大撓度應按荷載的準永久組合 預應力混凝土受彎構件的最大撓度應按荷載的標準組合 并均考慮荷載長期作用的影響進行計算 其計算值不應超過表3 4 3規(guī)定的撓度限值 說明 懸臂構件是工程實踐中容易發(fā)生事故的構件 設計時對其撓度需從嚴控制 表注4中參照歐洲標準EN1992的規(guī)定 提出了起拱 反拱的限制 目的是為防止起拱 反拱過大引起的不良影響 當構件的撓度滿足表3 4 3的要求 但相對使用要求仍然過大 設計時可根據(jù)實際情況提出比表中的限值更加嚴格的要求 RC構件 按荷載的準永久組合 并考慮荷載長期作用的影響計算裂縫寬度和變形 PC構件 按荷載的標準組合 并考慮荷載長期作用的影響計算裂縫寬度和變形 為了推廣高強度材料的應用 節(jié)約資源 33 7增加樓蓋舒適度要求 規(guī)定了樓蓋豎向自振頻率的限值 3 4 6對大跨度混凝土樓蓋結構應進行豎向自振頻率驗算 其自振頻率宜符合下列要求 1住宅和公寓不宜低于5Hz 2辦公樓和旅館不宜低于4Hz 3大跨度公共建筑不宜低于3Hz 4工業(yè)建筑及有特殊要求的建筑應根據(jù)使用功能提出要求 34 8增加樓蓋舒適度要求 規(guī)定了樓蓋豎向自振頻率的限值 說明 為提高使用質量 增加了樓蓋舒適度的要求 提出了控制樓蓋豎向自振頻的限值 考慮第9 1節(jié) 9 2節(jié)中已有對板 梁跨厚比的控制 一般結構及跨度不大的樓蓋可以不作舒適度驗算 跨度較大的樓蓋及業(yè)主有要求時 可按本條執(zhí)行 一般樓蓋的豎向自振穎率采用簡化方法計算 由手冊表達 有更高要求時 按 混凝土樓蓋結構抗微振設計規(guī)程 GB50190進行設計 35 8完善了結構耐久性設計方法 耐久性設計內容 3 5 1混凝土結構應根據(jù)設計使用年限和環(huán)境類別進行耐久性設計 耐久性設計包括下列內容 1確定結構所處的環(huán)境類別 2提出材料的耐久性質量要求 3確定構件中鋼筋的混凝土保護層厚度 4滿足耐久性要求相應的技術措施 5在不利的環(huán)境條件下應采取的防護措施 6提出結構使用階段檢測與維護的要求 注 對臨時性的混凝土結構 可不考慮混凝土的耐久性要求 36 8完善了結構耐久性設計方法 耐久性設計內容 說明 耐久性設計按正常使用極限狀態(tài)控制 表現(xiàn)為 鋼筋混凝土構件表面出現(xiàn)銹漬或銹脹裂縫 預應力筋開始銹蝕 結構表面混凝土出現(xiàn)可見的耐久性損傷 酥裂 粉化等 耐久性引起的材料劣化進一步發(fā)展 還可能引起構件承載力破壞 甚至結構倒塌 由于影響混凝土結構材料性能劣化的因素復雜 規(guī)律不確定性很大 目前一般建筑結構的耐久性只能采用經驗性的方法解決 根據(jù)調查研究及國情 參考現(xiàn)行國家標準 混凝土結構耐久性設計規(guī)范 GB T50476的規(guī)定 并考慮房屋混凝土結構的特點加以簡化和調整 本規(guī)范規(guī)定了混凝土結構耐久性定性設計的基本內容 37 8完善了結構耐久性設計方法 環(huán)境類別 3 5 2混凝土結構的環(huán)境類別劃分應符合表3 5 2的要求 將原三類環(huán)境分為三a 三b 說明 本次修訂對影響混凝土結構耐久性的環(huán)境類別進行了更為詳盡的分類 環(huán)境對混凝土結構耐久性的影響分為 正常環(huán)境 干濕交替 凍融循環(huán) 氯鹽腐蝕四種 按嚴重程度以表3 5 2及附注詳細列出了各 環(huán)境類別 相應的具體條件 但規(guī)范不可能窮盡所有的情況 設計者應根據(jù)實際條件作出判斷 38 7完善了結構耐久性設計方法 環(huán)境類別 3 5 6混凝土結構在設計使用年限內尚應遵守下列規(guī)定 1設計中的可更換混凝土構件應按規(guī)定定期更換 2構件表面的防護層 應按規(guī)定維護或更換 3結構出現(xiàn)可見的耐久性缺陷時 應及時進行處理 提出了使用期維護 管理的要求 39 9混凝土材料參數(shù) 4 1 4混凝土軸心抗壓強度 軸心抗拉強度設計值 說明 本條刪除了02版規(guī)范表注中受壓構件尺寸效應 截面尺寸小于300mm 的規(guī)定 該規(guī)定源于前蘇聯(lián)規(guī)范 最近俄羅斯規(guī)范已經取消 對離心混凝土的強度設計值 應按專門的標準取用 也不再列入 4 1 8當溫度在0 到100 范圍內時 混凝土的熱工參數(shù)可按下列規(guī)定取值 線膨脹系數(shù)c1 10 5 導熱系數(shù) 10 6kJ m h 比熱c0 96kJ kg 說明 本條提供了混凝土在溫度變化時 進行間接作用計算所需的基本熱工參數(shù) 包括線膨脹系數(shù) 導熱系數(shù)和比熱 數(shù)據(jù)源自 水工混凝土結構設計規(guī)范 DL T5057 40 9混凝土材料參數(shù) 4 1 6混凝土軸心抗壓 軸心抗拉疲勞強度設計值應按表4 1 4中的強度設計值乘疲勞強度修正系數(shù)確定 混凝土受壓或受拉疲勞強度修正系數(shù)應根據(jù)受壓或受拉疲勞應力比值分別按4 1 6 1 4 1 6 2采用 當混凝土受拉 壓疲勞應力作用時 受壓或受拉疲勞強度修正系數(shù)均取0 60 注 直接承受疲勞荷載的混凝土構件 當采用蒸汽養(yǎng)護時 養(yǎng)護溫度不宜高于60 說明 疲勞指標是指等幅疲勞二百萬次的指標 不包括變幅疲勞 本次修訂將單純受壓疲勞 受拉疲勞 和承受拉 壓交變作用的疲勞分別表達 擴大了疲勞應力比值的覆蓋范圍 疲勞強度修正系數(shù)的數(shù)值也作了局部調整 02規(guī)范中有關蒸養(yǎng)溫度超過60C的內容刪去 因為對此做法尚有爭議 高溫蒸養(yǎng)引起的主要問題是裂縫 不是提高設計強度所能解決的 因此 蒸養(yǎng)溫度不宜高于60C 不再提倡增加強度20 的觧決辦法 41 10淘汰低強鋼筋 納入高強 高性能鋼筋 提出鋼筋延性 極限應變 的要求 鋼筋修訂時作下列改動 增加500MPa級高強鋼筋 列入HRBF系列細晶粒鋼筋 淘汰低強的HPB235鋼筋 代之以HPB300鋼筋 並規(guī)定了過渡方法 列入中強鋼絲以增加預應力筋品種 補充中強空檔 淘汰錨固性能差的刻痕鋼絲 應用極少的熱處理鋼筋不再列入 42 10淘汰低強鋼筋 納入高強 高性能鋼筋 提出鋼筋延性 極限應變 的要求 普通縱向受力鋼筋宜采用HRB400 HRB500 HRBF400 HRBF500鋼筋 也可采用HRB335 HRBF335 HPB300和RRB400鋼筋 預應力鋼筋宜采用預應力鋼絞線 鋼絲和預應力螺紋鋼筋 普通箍筋宜采用HRB400 HRBF400 HRB500 HRBF500鋼筋 也可采用HRB335 HRBF335和HPB300鋼筋 43 說明 根據(jù)鋼筋產品標準的修改 不再限制鋼筋材料的化學成分 而按性能確定鋼筋的牌號和強度級別 根據(jù)節(jié)材 減耗及對性能的要求 本次規(guī)范修訂淘汰低強鋼筋 強調應用高強 高性能鋼筋 根據(jù)混凝土構件對受力的性能要求 建議了各種牌號鋼筋的用途 1 根據(jù)國家的技術政策 增加500MPa級鋼筋 推廣400MPa 500MPa級高強鋼筋作為受力的主導鋼筋 限制并準備淘汰335MPa級鋼筋 立即淘汰低強的235MPa級鋼筋 代之以300MPa級光圓鋼筋 在規(guī)范的過渡期及對既有結構設計時 235MPa級鋼筋的設計值按02規(guī)范取值 44 說明 2 采用低合金化而提高強度的HRB系列熱軋帶肋鋼筋具有較好的延性 可焊性 機械連接性能及施工適應性 3 為節(jié)約合金資源 降低價格 列入靠控溫軋制而具有一定延性的HRBF系列細晶粒熱軋帶肋鋼筋 但宜控制其焊接工藝以避免影響其力學性能 4 余熱處理鋼筋 RRB 由軋制的鋼筋經高溫淬水 余熱處理后提高強度 其可焊性 機械連接性能及施工適應性均稍差 須控制其應用范圍 一般可在對延性及加工性能要求不高的構件中使用 如基礎 大體積混凝土以及跨度及荷載不大的樓板 墻體中應用 5 增加預應力筋的品種 增補高強 大直徑的鋼鉸線 列入大直徑預應力螺紋鋼筋 精軋螺紋鋼筋 列入了中強預應力鋼絲以補充中強度預應力筋的空缺 淘汰錨固性能很差的刻痕鋼絲 應用很少的預應力熱處理鋼筋不再列入 45 9淘汰低強鋼筋 納入高強 高性能鋼筋 提出鋼筋延性 極限應變 的要求 表4 2 3 1普通鋼筋強度標準值 N mm2 46 說明 鑒于鋼筋及預應力筋延性對結構安全的重要影響 本次修訂參考國際標準列入鋼筋最大力下總伸長率 gt 極限應變 均勻伸長率 的要求 其即為鋼筋標準中的Agt 本規(guī)范的要求與現(xiàn)行國家標準 鋼筋混凝土用鋼 GB1499 預應力混凝土用鋼絲 GB T5223等的指標相同 鋼筋的延伸率 指鋼筋試件上標距為10d或5d范圍內的極限伸長率 包括頸縮在內 最大力下總伸長率 gt 指鋼筋試件上標距為10d范圍以外不小于100mm范圍內的均勻伸長率 47 10解決配筋密集困難 提出并筋 鋼筋束 配置規(guī)定 4 2 7當采用直徑50mm的鋼筋時 宜有可靠的工程經驗 構件中的鋼筋可采用并筋的配置形式 直徑28mm及以下的鋼筋并筋數(shù)量不應超過3根 直徑32mm的鋼筋并筋數(shù)量宜為2根 直徑36mm及以上的鋼筋不應采用并筋 并筋應按單根等效鋼筋進行計算 等效鋼筋的等效直徑應按截面面積相等的原則換算確定 說明 為解決配筋密集引起設計 施工的困難 國外標準中均允許采用綁扎并筋 鋼筋束 的配筋形式 每束最多達到四根 經試驗研究并借鑒國內 外的成熟做法 給出了利用截面積相等原則計算并筋等效直徑的方法 一般二并筋可在縱或橫向并列 而三并筋宜作品字形布置 并筋可視為計算截面積相等的單根等效鋼筋 相同直徑的二并筋等效直徑為1 41d 三并筋等效直徑為1 73d 并筋等效直徑的概念可用于本規(guī)范中鋼筋間距 保護層厚度 裂縫寬度驗算 鋼筋錨固長度 搭接接頭面積百分率及搭接長度等的計算中 規(guī)范所有條文中的直徑 系指單筋的公稱直徑或并筋的等效直徑 48 10解決配筋密集困難 提出并筋 鋼筋束 配置規(guī)定 4 2 8當進行鋼筋代換時 除應符合設計要求的構件承載力 最大力下的總伸長率 裂縫寬度驗算以及抗震規(guī)定以外 尚應滿足最小配筋率 鋼筋間距 保護層厚度 鋼筋錨固長度 接頭面積百分率及搭接長度等構造要求 說明 在混凝土結構的施工階段 經常會因材料供應問題而發(fā)生鋼筋代換的問題 在設計變更時 除應滿足等強代換的原則外 還應綜合考慮鋼筋牌號變化對最大力下總伸長率的影響 鋼筋數(shù)量 直徑變化對最小配筋率 抗震構造要求的影響 并滿足鋼筋間距 保護層厚度 裂縫寬度驗算 錨固長度 搭接接頭面積百分率及搭接長度等的要求 4 2 9當構件中采用預制的鋼筋焊接網片或鋼筋骨架配筋時 應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定 49 11擴充了結構分析內容 結構分析模型 5 1 3結構分析的模型應符合下列要求 1結構分析采用的計算簡圖 幾何尺寸 計算參數(shù) 邊界條件以及結構材料性能指標等應符合實際情況 并應有相應的構造措施 2結構上各種作用的取值與組合 初始應力和變形狀況等 應符合結構的實際狀況 3結構分析中所采用的各種近似假定和簡化 應有理論 試驗依據(jù)或經工程實踐驗證 計算結果的精度應符合工程設計的要求 說明 結構分析應以結構的實際工作狀況和受力條件為依據(jù) 結構分析的結果應有相應的構造措施加以保證 例如 固定端和剛節(jié)點的承受彎矩能力和對變形的限制 塑性鉸的充分轉動的能力 適筋截面的配筋率或壓區(qū)相對高度的限制等 50 11擴充了結構分析內容 計算簡圖 5 2 2混凝土結構的計算簡圖宜按下列方法確定 1梁 柱等一維構件的軸線宜取為控制截面幾何中心的連線 墻 板等二維構件的中軸面宜取為控制截面中心線組成的平面或曲面 2現(xiàn)澆結構和裝配整體式結構的梁柱節(jié)點 柱與基礎連接處等可作為剛接 非整體澆筑的次梁兩端及板跨兩端可作為鉸接 3梁 柱等桿件的計算跨度或計算高度可按其兩端支承長度的中心距或凈距確定 并應根據(jù)支承節(jié)點的連接剛度或支承反力的位置加以修正 4梁 柱等桿件間連接部分的剛度遠大于桿件中間截面的剛度時 在計算模型中可作為剛域處理 計算簡圖中的基本問題的處理方法 51 11擴充了結構分析內容 計算簡圖 說明 計算圖形宜根據(jù)結構的實際形狀 構件的受力和變形狀況 構件間的連接和支承條件以及各種構造措施等 作合理的簡化 例如 支座或柱底的固定端應有相應的構造和配筋作保證 有地下室的建筑底層柱 其固定端的位置還取決于底板 梁 的剛度 節(jié)點連接構造的整體性決定其按剛接或鉸接考慮等 當鋼筋混凝土梁柱構件截面尺寸相對較大時 梁柱交匯點會形成相對的剛性節(jié)點區(qū)域 剛域尺寸的合理確定 會在一定程度上影響結構整體分析的精度 52 11擴充了結構分析內容 樓蓋剛度 5 2 3進行結構整體分析時 對于現(xiàn)澆結構或裝配整體式結構 可假定樓蓋在其自身平面內為無限剛性 當樓蓋開有較大孔或其局部會產生明顯的平面內變形時 在結構分析中應考慮其影響 說明 一般的建筑結構的樓層大多數(shù)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板或有現(xiàn)澆面層的預制裝配式樓板 可近似假定樓板在其自身平面內為無限剛性 以減少結構的自由度數(shù) 簡化結構分析 采用剛性樓板假定對大多數(shù)建筑結構進行分析 其分析精度都能夠滿足工程設計的需要 若因結構布置的變化導致樓板面內剛度削弱或不均勻時 結構分析應考慮樓板面內變形的影響 根據(jù)樓面結構的具體情況 樓板面內變形可按全樓 部分樓層或部分區(qū)域考慮 53 11擴充了結構分析內容 樓蓋剛度 5 2 4對現(xiàn)澆樓蓋和裝配整體式樓蓋 宜考慮樓板作為翼緣對梁剛度和承載力的影響 梁受壓區(qū)有效翼緣計算寬度可按表5 2 4所列情況中的最小值取用 也可采用梁剛度增大系數(shù)法近似考慮 剛度增大系數(shù)應根據(jù)梁有效翼緣尺寸與梁截面尺寸相對比例確定 剛度和承載力計算取相同的翼緣寬度 將二者統(tǒng)一 說明 現(xiàn)澆樓面和裝配整體式樓面的樓板作為梁的有效翼緣 與梁一起形成T形截面 提高了樓面梁的剛度 結構分析時應予以考慮 當采用梁剛度放大系數(shù)法時 應考慮各梁截面尺寸大小的差異 以及各樓層樓板厚度的差異 采用T形截面方式考慮樓板的剛度貢獻 相對比較合理 54 表5 2 4受彎構件受壓區(qū)有效翼緣計算寬度 注 1表中b為梁的腹板厚度 2肋形梁跨內設有間距小于縱肋間距的橫肋時 可不考慮表中3的規(guī)定 3加腋的T形 I形和倒L形截面 當受壓區(qū)加腋的高度不小于且加腋的長度不大于時 其翼緣計算寬度可按表中情況3的規(guī)定分別增加 T形 I形截面 和 倒L形截面 4獨立梁受壓區(qū)的翼緣板在荷載作用下經驗算沿縱肋方向可能產生裂縫時 其計算寬度應取腹板寬度b 說明 第3行 僅取02規(guī)范的一種情況 55 11擴充了結構分析內容 二階效應 5 3 4當結構的二階效應可能使作用效應顯著增大時 在結構分析中應考慮二階效應的不利影響 混凝土結構的重力二階效應可采用有限元分析方法計算 也可采用本規(guī)范附錄B的簡化方法 當采用有限元分析方法時 宜考慮混凝土構件開裂對構件剛度的影響 考慮重力二階效應的兩種方法 有限元法 簡化方法 說明 建筑結構的二階效應包括重力二階效應 P 效應 和受壓構件的撓曲效應 P 效應 兩部分 嚴格地講 考慮P 效應和P 效應進行結構分析 應考慮材料的非線性和裂縫 構件的曲率和層間側移 荷載的持續(xù)作用 混凝土的收縮和徐變等因素 但要實現(xiàn)這樣的分析 在目前條件下還有困難 工程分析中一般都采用簡化的分析方法 重力二階效應計算屬于結構整體層面的問題 一般在結構整體分析中考慮 本條給出了兩種計算方法 有限元法和增大系數(shù)法 受壓構件的撓曲效應計算屬于構件層面的問題 一般在構件設計時考慮 56 11擴充了結構分析內容 梁板協(xié)同工作 5 3 5當邊界支承位移對雙向板的內力及變形有較大影響時 在分析中宜考慮邊界支承豎向不均勻變形的影響 板與支承梁存在協(xié)同工作 分析時宜考慮 說明 對于樓蓋結構 一般將梁板分開計算 這對于板相對較薄或梁剛度相對較大時 計算結果滿足工程精度要求 當梁剛度相對較小時 梁的豎向變形對板的內力及變形將產生較大影響 合理的結構分析方法 應當將樓蓋結構作為一個整體進行分析 即考慮支承柱 或墻 梁 板三者的協(xié)同工作 按規(guī)范設計的梁 板具有相同的可靠度 故二者同時達到極限狀態(tài) 即二者應同時破壞 試驗表明 梁板結構的破壞形態(tài) 最危險的是梁板組合破壞機構 而不是板的破壞機構 57 11擴充了結構分析內容 塑性內力重分布法 5 4塑性內力重分布分析5 4 1混凝土連續(xù)梁和連續(xù)單向板 可采用塑性內力重分布方法進行分析 說明 超靜定混凝土結構在出現(xiàn)塑性鉸的情況下 會發(fā)生內力重分布 可利用這一特點進行構件截面之間的內力調幅 以達到節(jié)約的目的 本條給出了可以采用塑性調幅設計的構件或結構類型 5 4 2按考慮塑性內力重分布分析方法設計的結構和構件 尚應滿足正常使用極限狀態(tài)的要求 并采取有效的構造措施 說明 提出了考慮塑性內力重分布設計的條件 考慮塑性內力重分布的計算方法進行構件或結構的設計時 由于塑性鉸的出現(xiàn) 構件的變形和裂縫寬度均較大 所以進一步明確允許考慮塑性內力重分布構件的使用環(huán)境 并強調應進行構件變形和裂縫寬度的驗算 以滿足正常使用極限狀態(tài)的要求 58 11擴充了結構分析內容 塑性內力重分布法 5 4 3鋼筋混凝土梁支座或節(jié)點邊緣截面的負彎矩調幅幅度不宜大于25 彎矩調整后的梁端截面相對受壓區(qū)高度不應超過0 35 且不宜小于0 10 鋼筋混凝土板的負彎矩調幅幅度不宜大于20 說明 采用基于彈性分析的塑性內力重分布方法進行彎矩調幅時 調整的幅度及受壓區(qū)的高度均應滿足本條的規(guī)定 以保證構件出現(xiàn)塑性鉸的位置有足夠的轉動能力并限制裂縫寬度 5 4 4對屬于協(xié)調扭轉的混凝土結構構件 受相鄰構件約束的支承梁的扭矩宜考慮內力重分布的影響 考慮內力重分布后的支承梁 應按彎剪扭構件進行承載力計算 59 11擴充了結構分析內容 彈塑性分析 5 5彈塑性分析5 5 1重要或受力復雜的結構 宜采用彈塑性分析方法對結構整體或局部進行驗算 結構的彈塑性分析宜遵循下列原則 1應預先設定結構的形狀 尺寸 邊界條件 材料性能和配等 2材料的性能指標宜取平均值或實測值 可按本規(guī)范附錄C采用 或通過試驗分析確定 3宜考慮結構幾何非線性的不利影響 4分析結果用于承載力設計時 應考慮承載力不定性系數(shù)對結構的抗力進行適當調整 60 11擴充了結構分析內容 彈塑性分析 說明 彈塑性分析可根據(jù)結構的類型和復雜性 要求的計算精度等選擇計算方法 進行彈塑性分析時 結構構件各部分尺寸和材料性能指標都必須預先設定 應根據(jù)實際情況采用不同的離散尺度 確定相應的本構關系 如應力 應變關系 彎矩 曲率關系 內力 變形關系等 在確定鋼筋和混凝土的材料特征值及本構關系時 宜事先進行試驗分析確定 也可采用附錄C提供的材料強度 本構模型或強度準則 材料的性能指標宜取平均值或實測值幾何非線性承載力不定性系數(shù) 1 61 11擴充了結構分析內容 彈塑性分析 5 5 2混凝土結構的彈塑性分析 可根據(jù)實際情況采用靜力或動力分析方法 結構的基本構件計算模型宜按下列原則確定 1梁 柱等桿系構件可簡化為一維單元 宜采用纖維束模型或塑性鉸模型 2墻 板等構件可簡化為二維單元 宜采用膜單元 板單元或殼單元 3復雜的混凝土結構 大體積結構 結構的節(jié)點或局部區(qū)域需作精細分析時 宜采用三維塊體單元 62 11擴充了結構分析內容 彈塑性分析 5 5 3鋼筋 混凝土材料的本構關系可按本規(guī)范附錄C采用 也可通過試驗分析確定 構件 截面或各種計算單元的受力 變形關系宜符合實際受力情況 某些變形較大的構件或節(jié)點進行局部精細分析時 宜考慮鋼筋與混凝土間的粘結 滑移本構關系 說明 本條給出了在結構彈塑性分析中建議采用的鋼筋和混凝土材料本構關系 并建議相關參數(shù)宜通過試驗分析確定 鋼筋與混凝土界面的粘結滑移對其分析結果影響較顯著的構件 如 框架結構梁柱的節(jié)點區(qū)域等 建議在進行分析時考慮粘結滑移的本構關系 鋼筋 混凝土材料的本構關系 構件 截面或各種計算單元的受力 變形關系 粘結 滑移本構關系 63 11擴充了結構分析內容 塑性極限分析 5 6塑性極限分析5 6 1對不承受多次重復荷載作用的混凝土結構 當有足夠的塑性變形能力時 可采用塑性極限理論的分析方法進行結構的承載力計算 同時應滿足正常使用的要求 說明 對于超靜定結構 結構中的某一個截面 或某幾個截面 達到屈服 整個結構可能并沒有達到其最大承載力 外荷載還可以繼續(xù)增加 先達到屈服截面的塑性變形會隨之不斷增大 并且不斷有其他截面陸續(xù)達到屈服 直至有足夠數(shù)量的截面達到屈服 使結構體系即將形成幾何可變機構 結構才達到最大承載力 利用超靜定結構的這一受力特征 可采用塑性極限分析方法來計算超靜