混凝土设计规范

*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,混凝土结构设计规范,GB 50010-2002,修订动态,梁兴文,西安建筑科技大学,修订概况,2007,年,2,月,8,日,第一次,全体工作会议（北京）,成立修订组，分工。 本校参加：,“结构分析，承载力计算，结构构件抗震设 计” 修订,2008,年,8,月,2530,日,第二次,全体工作会议（成都）,讨论,征求意见初稿,，对各部分提出修订意见,2008,年,12,月,89,日,第三次,全体工作会议（北京）,讨论初稿，形成,征求意见稿,2009,年,11,月,29,日,12,月,2,日,第四次,全体工作会议（北京）,讨论,送审初稿,，形成,送审稿,2,章节组成,13,总则；术语、符号；基本计算规定,4,材料,5,结构分析,6,承载能力极限状态计算,7,正常使用极限状态验算,8,构造规定,9,结构构件的基本规定,10,预应力混凝土结构构件（一般规定，损失值计算，构造规定）,11,混凝土结构构件抗震设计,附录,AK,（,10,个）,3,偏心受压构件的二阶效应（,1,）,效应,：,竖向力在产生了侧移的结构中引起的附加侧移和附加内力,（,也称结构侧移引发的二阶效应,）。,用结构分析解决,有限元分析（计算机分析）；增大系数法,效应,：,轴压力在产生了挠曲的杆件中引起的附加挠度和附加内力,（杆件自身挠曲引起的二阶效应）,第一类：“使用构件折减刚度的考虑二阶效应的结构弹性分析方法”（亦称“,考虑几何非线性的弹性有限元法,”）；,第二类：“柱偏心距增大系数法”（或称“ 法”）；,第三类：“,层增大系数法,”或“,整体增大系数法,”。,第一类方法：较全面合理；第二、三类方法：基本等效,4,偏心受压构件的二阶效应,问题：按“,层增大系数法,”或“,整体增大系数法,”计算后，是否需考虑 效应？（一些软件二者均考虑）,现行方法： 法仅适用于,有侧移框架结构,，其他结构中的柱如何考虑？,解决方法,：,两种二阶效应分开考虑,效应：计算机计算 “,考虑几何非线性的弹性有限元法,”,手算“,层增大系数法,”或“,整体增大系数法,”,效应： 法（计算长度取支承长度）,5,效应的增大系数法,对未考虑二阶效应的一阶弹性分析所得的构件端弯矩以及层间位移乘以增大系数进行计算：,：,引起结构侧移荷载,产生的一阶弹性分析构件端弯矩；,：,不引起结构侧移荷载,产生的一阶弹性分析构件端弯矩。,效应只增大,引起结构侧移的杆端弯矩,，而不增大不引起结构侧移的杆端弯矩。,6,框架结构,中，所计算楼层各柱的 可按下列公式计算（,层增大系数法,）：,剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构,中的,可按下列公式计算（,整体增大系数法,）：,7,排架结构的二阶效应,对排架结构的二阶效应，近年来少有研究，故仍采用原来的方法。,公式,注：,柱的计算长度，与,02,规范取值相同；,考虑了两种二阶效应。,8,效应,考虑条件,：当同一主轴方向的杆端弯矩比 不大于,0.9,且设计,轴压比,不大于,0.9,时,，,若构件的长细比满足下式的要求，,可不考虑该方向构件自身挠曲产生的附加弯矩影响。,同一主轴方向的弯矩设计值，绝对值较大端为 ， 绝对值较小端为 ，当构件按单曲率弯曲时，为正，否则为负；,构件的计算长度，近似取偏心受压构件相应主轴方向两支承点之间的距离。,9,计算方法,：,偏心受压构件，在其偏心方向上考虑杆件自身挠曲影响的控制截面弯矩设计值可按下列公式计算：,等代柱端弯矩的折减系数,：,当 小于,1.0,时，取,=1.0,；,对剪力墙类构件，可取,=1.0,。,注：此法与,ACI,规范基本相同，仅此处系数用曲率表达。,10,斜截面受剪承载力计算（,2,）,现规范公式存在问题,两个公式，国内外规范多数为一个公式，需统一。,当集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的,75%,时，两个计算公式不连续，计算结果存在较大差异（最大差异,134%,）。,与国外规范相比，我国规范的受剪承载力计算值仍偏高（可靠度水平偏低）。,11,当仅配置箍筋时，矩形、,T,形和,I,形截面受弯构件的斜截面受剪承载力应符合下列规定：,截面混凝土受剪承载力系数,对于,一般受弯构件,取,0.7,；,对,集中荷载作用下的独立梁,，取,注：,箍筋项前的系数由,1.25,改为,1.0,；用钢量增加约,25%,。,斜截面受剪承载力计算,12,双向受剪框架柱,斜截面受剪承载力计算（,3,）,当斜向荷载正交分解为,混凝土既在,X,向全部用来抵抗,X,向剪力，又在,Y,向全部用来抵抗,Y,向剪力，重复计算了混凝土在两个主轴方向上的受剪承载力，过高地估计了混凝土的抗剪作用。,由于每个主轴方向上的箍筋都可以用来抵抗相应方向上的剪力，其抗力不必折减,。,13,有腹筋混凝土框架柱承受斜向水平荷载，将斜向水平荷载正交分解后，按,X,向和,Y,向受剪进行设计，重复计算了混凝土的受剪承载力，偏于不安全。,矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱，斜截面受剪承载力应符合：,在,x,轴、,y,轴方向的斜截面受剪承载力设计值、应按下列公式计算：,双向受剪框架柱,斜截面受剪承载力计算,14,增加了,拉扭,和,拉、弯、剪、扭构件,受扭及剪扭承载力计算公式（,4,）,拉扭构件,拉、弯、剪、扭构件,与国内,25,个拉扭试件的试验结果比较，按公式的计算值与试验值之比的平均值为,0.947,（,0.755,1.189,），是可以接受的。,15,RC,结构中采用高强钢筋（,HRB500,，,HRBF500,），其用钢量一般由裂缝或变形控制，限制了高强钢筋的应用。,按荷载效应的,标准组合（,PC,）,或,准永久组合（,RC,）,并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度,(,mm,),可按下列公式计算：,标准组合,一般用于不可逆正常使用极限状态；,频遇组合,一般用于可逆正常使用极限状态；,准永久组合,一般用在当长期效应是决定性因素时的正常使用极限状态。,裂缝宽度计算（,5,）,16,表,7.1.2-1,构件受力特征系数,注：,将系数 由原来的,2.1,降低到,1.9,；,将标准组合改为准永久组合。,裂缝宽度约减小,30%,，可适应高强钢筋的应用。,类 型,钢筋混凝土构件,预应力混凝土构件,受弯、偏心受压,1.9,(2.1),1.5,偏 心 受 拉,2.4,轴 心 受 拉,2.7,2.2,17,完善规范的完整性，从以构件计算为主适当扩展到,整体结构的设计,，,补充“,结构方案,”和“,结构抗倒塌设计,”的原则（,6,）,结构方案设计,混凝土,结构的选型及布置,结构缝的设计原则,结构构件的,连接和构造,建筑、抗震、耐久、抗灾、节材等,18,结构抗倒塌设计（,7,）,设计表达式：,混凝土结构在偶然作用下的防连续倒塌验算，应采用下列极限状态设计表达式,：,S,Ad,偶然作用的效应组合设计值；,R,Ad,偶然作用下的结构防连续倒塌的承载力函数，根据结构的几何参数及材料强度,标准值或平均值,确定。,19,对于可能遭受偶然作用，且倒塌可能引起严重后果的重要混凝土结构，宜进行防,连续,倒塌设计。,混凝土结构的防连续倒塌设计宜符合,下列要求：,避免使结构中的关键构件直接遭受偶然作用；,采取减小偶然作用效应的措施；,在,结构,容易遭受,偶然作用影响的区域,增加冗余约束；,增强疏散通道、避难空间及结构关键传力部位的承载能力和变形性能。,防连续倒塌设计原则,20,结构防连续倒塌设计,方法,局部加强法：,对可能遭受偶然作用而发生局部破坏的关键受力部位，提高安全储备；,拉结构件法：,通过贯通水平构件的最小配筋和,钢筋连接,措施，使缺失支承后的水平构件在大变形下具有必要的承载能力，维持结构的整体稳固性；,拆除构件法：,按一定规则拆除主要受力构件，验算结构体系中的剩余部分的承载能力。,21,结构抗倒塌设计,结构防连续倒塌验算应考虑倒塌冲击引起的,动力系数,，并根据倒塌的具体情况确定,荷载效应。,材料强度,可取,标准值或平均值,，并应考虑动力作用下材料强化。,22,对大跨度混凝土楼盖结构，宜进行,竖向自振频率,验算，其自振频率不宜低于下列要求：,住宅和公寓,6 Hz,;,办公楼和旅馆,5 Hz,;,大跨度公共建筑,3.5 Hz,;,工业建筑及有特殊要求的建筑根据使用功能提出要求。,规定了楼盖,竖向自振频率的限值（,8,）,23,对下列情况的,既有结构,应进行相应的设计,延长使用年限；,加固、改造，消除安全隐患；,改变用途或使用环境；,改建、扩建；,受损后的修复。,增加了,既有结构再设计的基本规定（,9,）,24,既有结构再设计,既有结构的,设计原则,应按,现行有关标准,进行检测和可靠性评估，确定相应的设计参数；,应根据使用要求确定结构,继续使用的年限,。,承载能力应符合,现行有关标准,的规定；,正常使用极限状态验算宜符合,现行有关标准,的规定；,必要时可对使用功能,作相应的调整,。,25,淘汰低强钢筋,，纳入,高强、高性能钢筋,，提出,钢筋延性（极限应变）,的要求,(10),钢筋,修订时作下列改动：,增加,500MPa,级高强钢筋；,列入,HRBF,系列,细晶粒,钢筋；,淘汰,低强的,HPB235,钢筋,，代之以,HPB300,钢筋，並规定了过渡方法；,列入,中强钢丝,以增加预应力筋品种，补充中强空档,.,26,淘汰锚固性能差的,刻痕钢丝,；应用极少的,热处理钢筋,不再列入。,普通纵向受力钢筋,宜采用,HRB400,、,HRB500,、,HRBF400,、,HRBF500,钢筋，也可采用,HRB335,、,HRBF335,、,HPB300,和,RRB400,钢筋；,预应力钢筋,宜采用预应力钢绞线、钢丝和预应力螺纹钢筋；,普通箍筋,宜采用,HRB400,、,HRBF400,、,HRB500,、,HRBF500,钢筋；也可采用,HRB335,、,HRBF335,和,HPB300,钢筋。,27,表,4.2.3-1,普通钢筋强度标准值（,N/mm,2,）,种类,符号,公称直径,d,（,mm,）,屈服强度,f,yk,抗拉强度,f,tk,极限应变（,%,）,HPB300,6,22,300,420,不小于,10,HRB335,、,HRBF335,6,50,335,455,不小于,7.5,HRB400,、,HRBF400,、,RRB400,6,50,400,540,HRB500,、,HRBF500,6,50,500,630,注：当采用直径大于,40 mm,的钢筋时，应经相应的试验检验或有可靠的工程经验,28,间接作用分析方法（,11,）,针对目前工程中较多,超长结构不设缝的实际需求,，增补了间接作用效应分析原则，,重点强调对收缩、徐变和温度作用的考虑,。,间接作用范围,：当混凝土的,收缩、徐变，以及温度,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或正常使用时，宜进行间接作用分析。,温度作用,应按下列情况考虑,混凝土施工期：,考虑外界气温、混凝土浇筑温度、胶凝材料水化热、调节结构温度状态的人工温控措施、建筑物基底及相邻部分的热量传导等；,29,间接作用分析方法,结构使用期：,考虑季节温差、外界气温、结构表面日照及内部使用环境温度等周期性影响等，其温度作用计算参数及周期变化过程应取自工程附近气象水文部门的实测资料。,间接作用分析方法,弹塑性分析方法；,采用,考虑裂缝开展使构件刚度降低后的刚度，按弹性分析方法近似计算。,30,不配置箍筋或弯起钢筋的板,，其受冲切承载力应符合下列规定：,修改了,受冲切承载力,计算公式,（,02,规范公式保守,）,(12),配置箍筋,时的受冲切承载力,配置弯起钢筋,时的受冲切承载力,（,将原系数,0.35,提高到,0.55,，将原系数,0.15,提高到,0.25,）,31,增加了,按应力限制钢筋间距,的要求,(13),裂缝宽度公式给出的是纵筋处的宽度，在较宽的梁中，两钢筋之间的裂缝最大。,对钢筋混凝土受弯构件及环境为一,a,类的预应力混凝土受弯构件，当,钢筋净保护层厚度不大于,65mm,时，除计算最大裂缝宽度外，离构件受拉边最近的,纵向带肋钢筋的最大间距,宜符合表,7.1.5,规定。,当配置有粘结预应力筋，且在使用荷载下预应力筋的应力增量,在,。有粘结预应力束的间距不应超过非预应力配筋允许的最大间距的,2/3,。,（,32,增加了,按应力限制钢筋间距,的要求,钢筋应力,( )( ),MPa,160,200,240,280,320,360,300,300,250,200,150,100,300,250,200,150,100,50,200,150,100,50,表,7.1.5,控制裂缝宽度带肋钢筋的,最大间距,s,（,mm,）,33,挠度计算中增加按,荷载效应准永久组合时,长期刚度的计算公式,(14),（,PC,）,采用荷载效应,标准组合时,（,RC,）,采用荷载效应,准永久组合时,注：,标准组合,一般用于不可逆正常使用极限状态；,频遇组合,一般用于可逆正常使用极限状态；,准永久组合,一般用在当长期效应是决定性因素时的正常使用极限状态。,34,适当调整了,钢筋保护层厚度,的规定,(15),构件,中普通钢筋及预应力筋的保护层厚度应满足下列要求。,构件中,受力钢筋,的保护层厚度不应小于钢筋的直径。,设计使用年限为,50,年的混凝土结构，,最外层钢筋的保护层,厚度应符合表,8.2.1,的规定；设计使用年限为,100,年的混凝土结构，,不应,小于表,8.2.1,数值的,1.4,倍。（条文说明中说明构造网片不考虑）,35,表,8.2.1,混凝土保护层的最小厚度,c,（,mm,）,耐久性环境等级,板 墙 壳,梁 柱,一,15,20,二,a,20,25,二,b,25,35,三,a,30,40,三,b,40,50,注：,1,混凝土强度等级不大于,C25,时，表中保护层厚度数值应增加,5mm,；,2,钢筋混凝土基础应设置混凝土垫层，其纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起，且不小于,40mm,。,36,注：,参考耐久性设计规范、防腐蚀设计规范、国外相应规范标准的规定以及我国科研试验成果及耐久性调研结果，,对保护层厚度作了较大调整：,一般情况微调稍有加大，悪劣环境大幅增加；,以最外层钢筋（,包括箍筋、纵筋等，,不包括构造网片）,计算保护层厚度,，实际值普遍加大：,板类,6-8mm,;,杆类,10-12mm,左右,按,杆件,（梁柱）及,平面,（板墙壳）分为两类考虑；,增加对,外露金属件,的耐久性要求。,37,钢筋锚固长度,(16),受拉钢筋,基本锚固长度,应按下列公式计算：,普通钢筋,预应力筋,受拉钢筋,锚固长度,一般情况下,受拉钢筋的锚固长度可取基本锚固长度；,当采取不同的,埋置方式和构造措施,时，锚固长度应按下列公式计算，且不应小于基本锚固长度的,0.6,倍和,200mm,的较大值：,38,纵向受力钢筋的最小配筋率,(17),纵向受力钢筋的最小配筋百分率,(%),受力类型,最小配筋百分率,受压构件,全部纵向钢筋,0.60,和,10,中的较大值,一侧纵向钢筋,0.20,受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋,0.20,和,45,中的较大值,注：受压构件的配筋率采用双控，有利于高强材料应用。,39,少筋混凝土配筋概念,(18),截面厚度很大而内力较小的受弯构件,，,可按下列公式计算截面的临界厚度及受拉钢筋的最小配筋面积，,且按全截面计算的最小配筋率不应小于,0.10 %,。,h,cr,构件截面的临界厚度，当小于,h,/2,时取,h,/2,；,M,构件的正截面受弯承载力设计值。,为节约钢筋，提出少筋混凝土配筋率的概念。由临界厚度计算配筋量，但仍需满足绝对配筋下限值，限制为一半及,0.1,。,40,表层钢筋设置,(19),对,纵筋直径大于,32mm,或,混凝土保护层厚度大于,50mm,的梁,，,在平行和垂直于梁中受拉钢筋的两个方向均,可,布置表层钢筋。表层钢筋的配置应符合下列规定：,表层钢筋的直径不宜,大于,8mm,、间距不应大于,150mm,；,两个方向上表层钢筋的面积均不应小于 ，其中 为受力纵筋外受拉混凝土的面积，按式计算：,41,在,梁柱节点中,引入钢筋机械锚固的形式,(20),（,a,）,钢筋端头加锚板锚固,（,b,）,90,弯折锚固,图,9.3.4,梁上部纵向钢筋在框架中层端节点内的锚固,42,调整了预应力混凝土的,收缩、徐变损失,计算公式,(21),先张法构件,后张法构件,43,加严对一、二、三级抗震等级的各类框架的,纵向受力钢筋的延性性能要求,(22),按一、二、三级抗震等级设计的各类框架和斜撑构件，其,纵向受力钢筋,应符合下列要求：,钢筋的,抗拉强度实测值,与,屈服强度实测值,之比不应小于,1.25,；,钢筋的,屈服强度实测值,与,屈服强度标准值,之比不应小于,1.25,；,钢筋,最大拉力下的总伸长率,不应小于,0.9%,。,44,框架柱,修改为按,配筋特征值,及,绝对值,双控钢筋,的最小配筋率,(23),表,11.4.7-1,柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率,(%),柱 类 型,抗 震 等 级,一级,二级,三级,四级,框架中柱、边柱,中的较大值,中的较大值,中的较大值,中的较大值,框架角柱、框支柱,中的较大值,中的较大值,中的较大值,中的较大值,0.9,（,1.0,）和,0.7,（,0.8,）和,0.6,（,0.7,）和,0.5,（,0.6,）和,1.1,（,1.2,）和,0.9,（,1.0,）和,0.8,（,0.9,）和,0.7,（,0.8,）和,注：,对于采用,335MPa,级纵向受力钢筋的柱，其最小配筋百分率的数值应采用括号内的数值；当混凝土强度等级高于,C60,时，按,C60,取值。,45,增加了四级抗震等级的各类结构的框架柱、框支柱的,轴压比限值,(24),一、二、三、,四级,抗震等级的各类结构的框架柱和框支柱，其轴压比不宜大于表,11.4.11,规定的限值。对,类场地上较高的高层建筑，柱轴压比限值应适当减小。,表,11.4.11,柱轴压比限值,结构体系,抗 震 等 级,一级,二级,三级,四级,框架结构,0.65,0.75,0.85,0.90,框架,-,剪力墙结构、筒体结构,0.75,0.85,0.95,0.95,部分框支剪力墙结构,0.6,0.7,46,抗震受剪承载力计算扩大到,三级抗震等级框架节点核心区,(25),一、二、,三级,抗震等级的框架应进行节点核心区抗震受剪承载力计算。四级抗震等级的框架节点可不进行计算，但应符合抗震构造措施的要求。,框架梁柱节点核心区考虑抗震等级的剪力设计值，应按下列规定计算,9,度时和,一级,框架结构尚应符合,其他层,中间节点和端节点,9,度时和一级框架结构尚应符合,顶层,中间节点和端节点,47,补充了筒体及,剪力墙洞口连梁,承载力计算规定,(26),当,配置普通箍筋,时，其截面限制条件及斜截面承载力应符合下列规定：,跨高比不小于,2.5,的连梁,受剪截面应符合下列条件,连梁的斜截面受剪承载力应符合下列规定,48,跨高比 小于,2.5,的连梁,普通箍筋连梁的,斜截面受剪承载力,应符合式,(11.6.10-4),规定,：,图,11.7.8,普通配筋连梁,49,补充了,宽高比小于,2.5,的连梁,以及,特殊配筋连梁,的设计规定,当采用对角斜筋配筋方式或分段封闭箍筋配筋方式时，连梁的受剪截面可按式（,11.7.8-1,）验算，,对角斜筋连梁,的斜截面受剪承载力应按式,(11.7.9-1),的验算，,分段封闭箍筋连梁,的斜截面受剪承载力应按式（,11.7.9-2,）验算。,（,a,）对角斜筋连梁 （,b,）分段封闭箍筋连梁,50,(11.7.8-1),(11.7.9-1),(11.7.9-2),(11.7.9-3),51,当连梁采用综合斜筋配筋方式（图,11.7.9-2,）时，其受剪截面可按式,(11.7.9-4),验算，其斜截面受剪承载力可按式,(11.7.9-5),验算。,(11.7.9-4),(11.7.9-5),52,补充了,三级抗震等级剪力墙,的相关规定,(27),剪力墙,轴压比限值,抗震等级（设防烈度）,一级,(9,度,),一级,(8,度,),二级、,三级,轴压比限值,0.4,0.5,0.6,剪力墙设置,构造边缘构件的最大轴压比,抗震等级（设防烈度）,一级,(9,度,),一级,(8,度,),二级、,三级,轴压比,0.1,0.2,0.3,53,增加了,楼面梁与剪力墙平面连接时,的相关规定,(28),楼面梁与,剪力墙,墙肢在墙肢平面外方向连接时，,如果,楼面梁跨越墙肢，,则可仅验算连接处墙肢的,局部受压承载力；,如果,楼面梁仅在墙肢一侧与墙连接，,应符合下列要求：,楼面梁纵筋应满足锚固要求，直段锚固长度不宜小于,0.4 ,当楼面梁纵筋的,直段锚固长度,不满足下式或小于,0.45,时，应按下式验算,平面外抗拉脱承载力,。,54,当墙肢平面外承载力不满足时，,可采取以下措施之一进行设计：,沿楼面梁轴线方向,设置剪力墙肢,，梁纵筋伸入所增设的墙肢内锚固；,当无法设置墙肢时，在剪力墙与梁相交处设置与剪力墙整浇的,扶壁柱,，扶壁柱的设计应符合第,11.7.22,条的有关规定；,当楼面梁纵筋满足锚固要求时，可在墙与楼面梁相交处沿竖向,设置暗柱,， 暗柱的设计应符合第,11.7.22,条的有关规定。,55,谢谢,56,