混凝土结构设计规范

,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,（GB50010-2002),主要修订内容介绍,广东工业大学建设学院,结构研究所 叶伟年,9/12/2024,1,目录,前言,第一章,概论,第二章,术语与符号,第三章,基本设计规定,第四章,混凝土结构的材料,第五章,结构分析,第六章,受弯构件正截面承载力计算,第七章,受弯构件斜截面承载力计算,第八章,受压构件承载力计算,第九章,受拉构件承载力计算,第十章 受扭构件承载力计算,第十一章 正常使用极限状态验算,第十二章 预应力混凝土构件,第十三章,基本构造规定,第十四章,结构构件的构造规定,9/12/2024,2,前言,新的混凝土结构设计规范GB50010-2002经过四年多的修订已经于2002年4月1日起施行；,新规范仍采用以分项系数表达的概率极限状态设计方法；,为适应加入世贸以后与国际接轨，与国内其他规范协调一致，适当提高了结构的安全度，增加和改动了不少内容。,返回,9/12/2024,3,第一章 概论,修订经过,修订原则,修订内容,试设计分析,返回,9/12/2024,4,第一节 修订经过,规范的修订由中国建筑科学研究所主持，参加修订工作的单位17个，成员27名，主编李明顺，副主编徐有邻；,修订工作历时四年半，召开全体会议七次，大小专题研讨会五十五次，与相关规范协调会八次，参与结构设计可靠度研讨会四次；,1997年6月开始修订，1998年提出规范修订初稿，1999年提出规范征求意见稿，向全国116个单位征求意见和建议共1089条，并有五个单位对八种类型的混凝土结构进行了试设计，2000年9月完成第一次送审稿，2001年4月完成第二次送审稿，12月规范报批稿正式上报，2002年4月开始实施。,返回,9/12/2024,5,第二节 修订原则,修订原则：统一、接轨、补充、完善、安全；,与国内各专业规范协调统一，如水工、公路、桥梁桥涵、港口工程等规范组成员的共同参与；,与国际标准规范接轨，尽量与MC-90等国际规范基本一致；,设计方法的补充，如补充了混凝土耐久性的规定、结构分析的原则和方法等内容；,设计理论和方法的完善，如提高了混凝土强度等级和主导钢筋的要求、改进了正截面和斜截面承载力的计算模式、完善了预应力设计方法和深受弯构件设计方法等；,适当提高了安全度约10-15%，造价约提高5%。,返回,9/12/2024,6,第三节 修订内容,在结构设计基本规定方面增加了耐久性的规定、提高了混凝土的强度等级和钢筋的要求、调整了设计参数、增加了结构分析的内容；,在设计计算方面提高了预应力的张拉控制应力、改进了预应力损失的计算、考虑了超静定后张法预应力构件由于约束变形产生的次内力影响、规定了高效预应力混凝土构件的端部构造措施、改进了正截面、斜截面、受压构件和其他一些承载力的设计方法；,在构造方面增加了保护层厚度的要求、重新规定了受力钢筋的锚固和连接要求、提高了钢筋的最小配筋率、加大了钢筋的延伸长度，增加了裂缝控制条款，完善了框架节点和深受弯构件的设计方法；,在抗震设计方面提高了安全度、调整了轴压比的限值以及抗震构造措施。,返回,9/12/2024,7,第四节 试设计分析,试设计由建设部建筑设计院等五个设计单位进行，共分析了五种结构型式的八个工程，得到不少重要的结果；,规范的修订对民用建筑配筋量影响明显，总用钢量增加约6%，对工业建筑影响不大；,梁、板的用钢量增加较多，总用钢量增加约10%，墙、柱用钢量增加不多；,如果考虑为控制温度和收缩而增加的构造配筋，总用钢量可能增加10-15%；,采用强度价格比高的HRB400级钢筋可控制材料价格上升不超过5%。,返回,9/12/2024,8,第二章 术语与符号,术语,符号,返回,9/12/2024,9,第一节 术语,新规范定义了在规范中常用的24个专用术语，其中要重点理解深受弯构件、深梁、基本组合、标准组合和准永久组合的概念；,跨高比小于5的受弯构件为深受弯构件；,跨高比不大于2的单跨梁和不大于2.5的多跨连续梁为深梁；,承载力极限状态计算时，永久荷载和可变荷载的组合为基本组合；,正常使用极限状态验算时，对可变荷载采用标准值、组合值为荷载代表值的组合为标准组合；,正常使用极限状态验算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合为准永久组合。,返回,9/12/2024,10,第二节 符号,新规范定义了在规范中常用的121个专用符号，其中要重点理解符号规则；,工程结构设计通用符号应由主体符号或主体符号带上、下标构成，主体符号一般代表物理量，上、下标用以进一步阐明主体符号的涵义；,主体符号应以单个斜体字母表示，可分别采用大、小写拉丁字母或大、小写希腊字母；,大写斜体拉丁字母代表力学物理量，小斜斜体拉丁字母代表几何类物理量；,大写希腊字母代表除力学和几何类以外的物理量及数学符号，小写希腊字母代表无量纲量；,上、下标可采用正体字母、缩写词、数字或其他标记表示，上标一般采用一个，下标可采用一个或多个，各下标之间可用逗号分开。,返回,9/12/2024,11,第三章 基本设计规定,一般规定,承载力极限状态计算规定（上）,承载力极限状态计算规定（下）,正常使用极限状态验算规定,耐久性的规定,返回,9/12/2024,12,第一节 一般规定,新规范仍采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行设计；,新规范体现了“以人为本”的思想，通过提高某些荷载标准值，改风、雪载30年一遇为50年一遇，调整材料分项系数，修改结构抗力计算公式，加强配筋构造措施等办法，提高了安全度，与安全有关的条款被列为强制性条文，如增加了未经技术鉴定或设计许可，不得改变结构的用途和使用环境的强制性条款；,新规范除了继续要求按承载力极限状态和正常使用极限状态进行计算和验算外，增加了耐久性的设计。,返回,9/12/2024,13,第二节 承载力极限状态计算规定（上）,新规范仍把建筑结构的安全等级分为三个级别，但由于增加了由永久荷载效应控制的荷载组合，提高了其中的永久荷载系数，因此取消了旧规范中屋架、托架、恒载为主的轴心受压柱、小偏心受压柱安全等级应提高一级，预制构件施工阶段安全等级可降低一级的规定；,承载力极限状态设计表达式仍为：,0,SR；,确定结构重要性系数,0,时，规定了设计使用年限为100年及以上的结构构件与安全等级一级相当，设计使用年限为50年的结构构件与安全等级二级相当，设计使用年限为5年及以下的结构构件与安全等级三级相当。,返回,9/12/2024,14,第二节 承载力极限状态计算规定（下）,荷载效应组合设计值S按基本组合或偶然组合进行；,按照新的建筑结构荷载规范GB50009的规定，对于基本组合，应取下列最不利值：,1)由可变荷载效应控制的组合：,S,=,G,S,Gk,+,Q1,S,Q1,+,n,i=2,Qi,ci,S,Qik,对于一般排架、框架结构可简化为：,S,=,G,S,Gk,+,Q1,S,Q1,S,=,G,S,Gk,+ 0.9,n,i=1,Qi,S,Qik,2)由永久荷载效应控制的组合：,S,=,G,S,Gk,+,n,i=1,Qi,ci,S,Qik,G,应取1.35，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载；,偶然组合与旧规范相同。,返回,9/12/2024,15,第三节 正常使用极限状态验算规定,新规范规定对于正常使用极限状态，结构构件应分别按荷载效应的标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作用影响采用下列极限状态设计表达式为：,；,标准组合即旧规范中的短期效应组合，准永久组合即旧规范中的长期效应组合；,受弯构件的最大挠度计算应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响，与旧规范相同；,结构构件正截面裂缝控制等级仍分为三级，其中二级裂缝控制的构件，旧规范在荷载效应标准组合下拉应力不超过,ct,f,tk,的规定改为不超过f,tk,，而一级和三级裂缝控制的构件与旧规范相同；,新规范中裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值改由环境类别和结构类型确定，与旧规范按构件类型、钢筋品种和室内外环境分类的规定不同。,返回,9/12/2024,16,第四节 耐久性的规定,新规范关于耐久性设计的内容有两种形式：,1) 特别增加了耐久性规定这一节，直接规定,环境的分级,方法以及各类环境对结构混凝土耐久性的,基本要求,等；,2) 对于分散在各章节中的影响混凝土耐久性的有关条款作必要的修改，如加大混凝土保护层的厚度，在“构件”和“构造”章节中表达与耐久性有关的构造措施等；,影响耐久性的最重要因素是环境，新规范把环境分为五类，与模式规范MC-90基本相同，环境是耐久性设计的主要依据；,影响耐久性的另一个重要因素是混凝土本身的质量，而混凝土的质量与混凝土强度等级、水灰比、水泥用量密切有关，此外混凝土中的氯离子含量和碱的含量也对耐久性有重大影响，新规范为保证结构混凝土的耐久性，对使用年限50年和100年的混凝土结构的混凝土质量提出了规定；,应该指出，新规范只是采用宏观控制的办法，还不能定量地确定结构的耐久性。,返回,9/12/2024,17,混凝土结构的环境类别,环境类别,条 件,一,室内正常环境,二,a,室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境,b,严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境,三,使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境；滨海室外环境,四,海水环境,五,受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境,返回,9/12/2024,18,结构混凝土耐久性的基本要求,环境类别,最大,水灰比,最小,水泥用量,(kg/m,3,),最低混凝土,强度等级,最大,氯离子含量,(%),最大,碱含量,(kg/m,3,),一,0.65,225,C20,1.0,不限制,二,a,0.60,250,C25,0.3,3.0,b,0.55,275,C30,0.2,3.0,三,0.50,300,C30,0.1,3.0,返回,9/12/2024,19,第四章 混凝土结构的材料,混凝土强度,混凝土的设计参数,钢筋的选择,钢筋的设计参数,返回,9/12/2024,20,第一节 混凝土强度,新规范取消了旧规范中的C7.5级和C10级低强度混凝土，增加了C65、C70、C75和C80级高强度混凝土，标志了我国混凝土技术的进步和施工、设计水平的提高；,新规范对结构混凝土的强度等级提出了最低要求，是下限值，不是最佳值；,随着混凝土强度等级的提高，强度价格比迅速提高，采用较高强度的混凝土，对柱、墙、基础等受压为主的构件以及预应力构件有显著的经济效益；,受弯构件选用C20-C30，受压构件选用C30-C40，预应力构件选用C30-C50，高层建筑底层柱选用C50或以上，不仅承载力得到了提高，抗剪及裂缝控制性能也随之提高。,返回,9/12/2024,21,第二节 混凝土的设计参数,混凝土的强度等级只是混凝土力学性能的一个基本标志，作为其代表值的立方体抗压强度标准值f,cu,k,也不具备直接作为设计参数的条件，只能作为确定设计参数的依据；,混凝土的设计参数主要有：轴心抗压强度f,c,、轴心抗拉强度f,t,、弹性模量E,c,、剪变模量G,c,、泊松比、线膨胀系数,c,以及疲劳强度修正系数,；,新规范删除了旧规范中的弯曲抗压强度f,cm,，改用轴心抗压强度f,c,乘以反映高强混凝土特性的降低系数,1,来表示，理由如下：,1)与国际接轨；,2)协调正截面承载力的计算；,3)简化计算；,新规范调整了轴心抗压强度标准值、轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值之间的,关系式,；,为提高安全度，混凝土材料分项系数由1.35提高为1.40；弹性模量、剪变模量、泊松比、线膨胀系数以及疲劳强度修正系数等与旧规范一致，仅补充了C65-C80高强混凝土相应的参数。,返回,9/12/2024,22,与国际接轨,目前，世界各国及国际组织的混凝土结构设计规范中都没有“混凝土弯曲抗压强度”的概念，一般均用混凝土轴心抗压强度作为设计参数进行正截面承载力设计。混凝土弯曲抗压时的一些特征，完全可以用系数进行调整，新规范取消了我国特有的“混凝土弯曲抗压强度”这个设计参数，对于我国设计规范与国际接轨，遵从国际惯例是必要的。,返回,9/12/2024,23,协调正截面承载力计算,混凝土弯曲抗压强度不是通过直接量测得到的强度，只是一个概念上的强度。混凝土正截面承载力设计时，在弯矩和轴力的共同作用下，由纯弯曲、大偏心受压、小偏心受压到轴心受压是一个连续渐变的过程，旧规范对受弯状态为主计算取弯曲抗压强度，而对受压状态为主的计算取轴心抗压强度，从概念上和计算上不能协调，而取一个参数就容易多了。,返回,9/12/2024,24,简化计算,取消弯曲抗压强度以后，有关混凝土抗压方面的设计参数只有一个轴心抗压强度，从概念上到计算上都得到了简化。反映不同受压状态特征的抗压强度（如弯曲抗压强度、局部抗压强度等）可以通过计算公式的调整加以反映，完全可以用简单的形式确切地反映应有的规律。,返回,9/12/2024,25,新旧规范对比,轴心抗压强度,f,ck,=0.88,0.76 f,cu,k,（旧规范）,f,ck,=0.88,1,2,f,cu,k,（新规范）,系数0.88是考虑实际结构中的混凝土与试块混凝土强度之间的差异等因素而确定的修正系数；,为轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值,2,为混凝土脆性系数,强度等级,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,系数,1,0.76,0.77,0.78,0.79,0.80,0.81,0.82,强度等级,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,系数,1.00,0.984,0.984,0.984,0.984,0.984,0.984,0.984,0.984,9/12/2024,26,新旧规范对比,轴心抗拉强度,f,t,=0.88,0.26 (f,cu,k,),2/3,（旧规范）,f,t,=0.88,0.395,(f,cu,k,),0.55,(1-1.645),0.45,（,新规范）,系数0.88是考虑实际结构中的混凝土与试块混凝土强度之间的差异等因素而确定的修正系数；,2,为混凝土脆性系数,强度等级,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,系数,1.00,0.984,0.984,0.984,0.984,0.984,0.984,0.984,0.984,返回,9/12/2024,27,第三节 钢筋的选择,选择的原则：,1)钢筋混凝土结构以HRB400级热轧带肋钢筋为主导钢筋；,2)预应力混凝土结构以高强、低松弛钢丝、钢绞线为主导钢筋；,3)各种形式的冷加工钢筋不再列入新规范，交由相应的技术规程管理。,新规范的建议：,1)普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可为采用HPB235级和RRB400级钢筋；,2)预应力钢筋宜采用预应力钢绞丝、钢丝，也可采用热处理钢筋。,返回,9/12/2024,28,第四节 钢筋的设计参数,普通钢筋强度设计值由其标准值除以材料分项系数而得，新规范与旧规范不同之处：,1)取消了旧规范中的级钢；,2)HRB335级钢筋(级钢)的设计值由原来的310N/mm,2,改为300N/mm,2,，统一取材料分项系数,s,=1.1 。,预应力钢筋设计值由其条件屈服点除以材料分项系数而得，新规范与旧规范不同之处：,1)新规范取抗拉强度的85%为条件屈服点，比旧规范的80%提高了，反映了我国高强度钢材质量性能的提高；,2)调整了预应力钢筋的规格和品种。,调整了预应力钢筋的弹性模量，钢丝取2.0510,5,，钢绞线取1.9510,5,，旧规范统一取1.8010,5,；,旧规范直接给出了疲劳应力比值,f,(,min,/,max,)与疲劳强度设计值的对应关系，但是，根据国内外疲劳验算方法的改进，疲劳应力比值,f,对钢筋疲劳性能的影响不直接表达为疲劳强度设计值f,y,f,，而表达为应力变化幅度（应力幅限值f,y,f,）。,返回,9/12/2024,29,第五章 结构分析,基本原则,线弹性分析方法,塑性分析方法,其它分析方法,返回,9/12/2024,30,第一节 基本原则,新规范吸收了欧美各国规范统一规定结构分析的方法，增加了“结构分析”一章，使混凝土结构设计的全过程都得到规范的控制，保证了结构的安全度，也标志了我国混凝土结构设计规范水平的提高；,新规范不采取具体介绍各种结构分析方法的方式，而是只集中阐述结构分析的原则，列出指导性内容，引导设计者合理选择结构分析方法，进行正确的设计；,新规范对于结构分析的一些主要内容，例如：,荷载、作用效应及其组合,；,结构计算中的简化假设,；,结构分析的基本要求,；,结构分析的方法,；,结构分析中的计算机应用,等都做了原则性的规定。,返回,9/12/2024,31,荷载、作用效应及其组合,混凝土结构按承载力极限状态计算和正常使用极限状态验算时应按国家现行有关标准（建筑结构荷载规范,GB50009和建筑抗震设计规范GB50011）,规定的作用（荷载）对结构的整体进行作用效应的分析；必要时，应对特殊部位进行更详细的分析。,结构可能遭遇火灾、爆炸、撞击等偶然作用时，应按国家现行有关标准规定的要求进行相应的结构分析。,结构在施工和使用的不同阶段有多种受力工况时，应分别进行结构分析，并确定其最不利的作用效应组合。,返回,9/12/2024,32,结构计算中的简化假定,结构计算中的简化假定主要体现在计算简图的确定。,确定结构的计算简图时应注意以下事项：,、应能代表实际结构的体型和几何尺度；,、边界条件和连接方式应能反映结构的实际受力状况，并有相应的构造措施保证；,、截面尺寸和材料性能符合结构的实际情况；,、荷载的大小、位置及组合与实际受力情况吻合；,、对计算简图的简化和近似假设应有理论的或实验的依据，或有可靠的工程经验；,、计算结果应能符合工程设计的精确度要求。,返回,9/12/2024,33,结构分析的基本要求,结构分析应符合下列要求：,、无论结构的整体或其中的一部分，在任何情况下都必须满足力学平衡条件；,、在宏观上应满足变形协调条件，包括结点和边界的约束条件，在微观上，可适当放宽；,、应采用合理的材料或构件单元的本构关系，最好通过试验确定或采用成熟的通用模式。,返回,9/12/2024,34,结构分析的方法,混凝土结构宜根据结构类型、构件布置、材料性能和受力特点选择合理的分析方法；,常用的结构分析方法有：,、线弹性分析方法；,、塑性内力重分布分析方法；,、塑性极限分析方法；,、非线性分析方法；,、试验分析方法。,返回,9/12/2024,35,结构分析中的计算机应用,结构分析所采用的计算机程序应经过考核和验证其技术条件应符合规范和有关标准的要求；,对于电算结果，应经判断和校核，在确认其合理有效后，方可用于工程设计。,返回,9/12/2024,36,第二节 线弹性分析方法,线弹性分析方法假定结构材料均为理想弹性体，变形模量和刚度均为常值。,线弹性分析方法可用于混凝土结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态的作用效应分析。,根据结构的体型，可分为以下三种不同的体系进行分析：,、杆系结构；,、板结构；,、三维实体结构。,返回,9/12/2024,37,杆系结构,混凝土杆系结构宜按空间结构体系进行整体分析，宜考虑杆件的弯曲、轴向、剪切和扭转变形的影响；,杆系结构的简化；,杆系结构的计算简图；,杆件的截面刚度；,杆系结构的分析方法。,返回,9/12/2024,38,杆系结构的简化,体型规则的空间杆系结构，可沿柱列和墙轴线方向分解为不同方向的平面结构分别进行分析，但宜考虑空间协同工作。各杆件的内力由各个方向的作用效应叠加而得。,杆件的轴向、剪切和扭转变形对结构内力影响不大时，可不计及。,结构和杆件的变形对内力二阶效应影响不大时，可不计及。,返回,9/12/2024,39,杆系结构的计算简图,混凝土杆系结构的计算简图可按下列原则确定：,、杆件的轴线可取其截面中心线；,、现浇结构及装配整体式结构的梁柱节点及柱和基础的节点可视为刚性连接；,、非整体现浇的梁、板与支承结构的连接可视为铰接；,、杆件的计算跨度和计算高度,宜按两端支承长度的中心距,或净距,确定，并根据支承节点的连接刚度和支承反力的位置加以修正；,、当杆件间的连接刚度远大于该杆件本身的刚度时，该部分可以作为刚域插入计算图形。,返回,9/12/2024,40,杆件的截面刚度,杆件的截面惯性矩按匀质的混凝土全截面计算，不计算钢筋的折算面积，也不扣除钢筋、预应力孔道和其他较小孔道的面积；,混凝土的弹性模量按规范查取；,T形截面梁的惯性矩宜按有效翼缘计算，也可按截面矩形部分面积的惯性矩,进行修正：,现浇整体式框架 边框架,1.5,中间框架,2.0,装配整体式框架 边框架,1.2,中间框架,1.5,端部加腋的杆件，应考虑其刚度变化的影响；,考虑混凝土开裂和塑性变形的影响时，宜对杆件刚度进行折减。,返回,9/12/2024,41,杆系结构的分析方法,混凝土杆系结构可采用解析法、有限元法和差分法等分析方法；,对于体型规则的结构，可采用简化分析计算方法；,连续梁可采用弯矩分配法；,竖向荷载作用下的框架可采用分层法、迭代法、力矩分配法；,水平荷载作用下的框架可采用反弯点法法、修正的反弯点法；,对与支承结构整体浇筑的梁端，可取支座或节点边缘截面内力进行设计。,返回,9/12/2024,42,板结构,混凝土矩形板的长向、短向跨度比值大于时，按单向板设计，简支或连续的单向板可用解析法或弯矩分配法计算；,混凝土矩形板的长向、短向跨度比值小于大于时，也可按单向板设计，但沿长向跨度应配一定的构造钢筋；,混凝土矩形板的长向、短向跨度比值不大于时，按双向板设计，形状规则、支撑条件和荷载形式简单的双向板可以利用计算图表查到，一般的板则需用有限元法程序进行分析 。,返回,9/12/2024,43,三维实体结构,对于三维实体结构可假定材料为匀质弹性体采用弹性理论分析、有限元法分析或试验分析的方法确定弹性应力的分布场，在受拉区根据主拉应力的图形确定配筋量，在受压区按多轴应力状态验算混凝土的强度；,混凝土的多轴应力强度和破坏准则按规范附录的规定计算。,返回,9/12/2024,44,第三节 塑性分析方法,在混凝土结构分析中经常采用的塑性分析方法有考虑塑性内力重分布的弯矩调幅法、塑性极限分析方法中的塑性铰线法和条带法等；,钢筋混凝土连续梁和连续单向板宜采用考虑塑性内力重分布的弯矩调幅法，框架、框架剪力墙结构以及双向板等也可对支座或节点的弯矩进行调幅，并确定跨中弯矩，对于直接承受动力荷载的结构、要求不出现裂缝或对裂缝控制较严的结构、处于严重侵蚀性环境中的结构以及配置延性较差的钢筋的结构不得采用塑性内力重分布的方法；,承受均布荷载的周边支承的双向矩形板可采用塑性铰线法或条带法进行承载能力极限状态设计；,采用塑性分析方法设计时，同时应满足正常使用极限状态的要求。,返回,9/12/2024,45,第四节 其它分析方法,混凝土结构的其它分析方法包括非线性分析、试验方法和间接作用下的结构分析等；,特别重要的或受力情况特殊的大型杆系结构和二维、三维结构，必要时应对其整体或部分进行非线性全过程分析或试验方法；,非线性分析时应注意遵循以下原则：,、结构形状、尺寸、边界条件、所用材料的强度等级和主要配筋量应预先确定；,、材料的强度和弹性模量等性能指标宜取平均值，以免比例失真，影响结果；,、材料、杆件的本构关系宜由实验确定。,返回,9/12/2024,46,第六章 受弯构件正截面承载力计算,一般规定,单筋矩形截面,双筋矩形截面,形截面,返回,9/12/2024,47,第一节 一般规定,基本假定,等效矩形应力图形,界限受压区高度,返回,9/12/2024,48,基本假定,新规范与旧规范一样，在进行正截面承载力计算时仍然采用了四个基本假定：,1)截面应变保持平面；,2)不考虑混凝土的抗拉强度；,3)混凝土受压的应力应变关系采用了近似计算公式：,c,f,c, 1( 1,c,/,0,),n, （,c,0,）,c,f,c,（ ,0,c,cu,）,其中：n2( f,cu , k,50 ) / 60 , 2,0,0.0020.5 ( f,cu , k,50 ) 10,5,0,0.002,cu0.0033( f,cu , k,50 ) 10,5,cu,0.0033,旧规范则采用下列公式：,c,0, 1( 1,c,/,0,), （,c,0,）,c,0,（ ,0,c,cu,）,4)钢筋的应力应变关系采用理想弹塑性模型：,s,s,E,s,（0,s,y,）,s,f,y,（0,s,0.01）,返回,9/12/2024,49,新旧规范混凝土受压应力应变关系的对比,旧规范对于均匀受压（轴心受压），最大应力,0,取为 f,c,，而对于非均匀受压（受弯和偏心受压），最大应力,0,则取为 f,cm,。新规范统一取为f,c,，原因如下：,1)旧规范中f,cm,不是一个有材料试验确定的强度指标，它是一个换算指标，随相对受压区高度的变化而变化，并非定值；,2)采用f,cm,以后，给偏心受压构件的计算带来麻烦，使小偏心和轴心受压的正截面承载力计算公式难以衔接；,3)国际上和国内有关的结构设计规范均不再采用f,cm,。,旧规范对均匀或非均匀受压，不论混凝土强度高低，应力应变曲线上升段都是一条抛物线，下降段则是一条水平直线，极限压应变对非均匀受压一律取,0.0033,；新规范考虑到随着混凝土强度的提高，应力应变曲线的上升段由抛物线趋近于直线，极限压应变相应减小的特性，调整了应力应变曲线的近似公式，使,C50,以下的混凝土应力应变曲线与旧规范相同，,C50C80,高强混凝土的,应力应变曲线,与旧规范有所不同。,返回,9/12/2024,50,混凝土应力应变曲线,返回,9/12/2024,51,等效矩形应力图形,等效矩形应力图形的应力值取为,1,f,c,，受压区高度x取为,1,x,n,；,新规范对C50及以下混凝土与旧规范一致，取,1,1.0， ,1,0.8;,新规范对C50C80高强混凝土采用逐渐降低系数的办法来反映高强混凝土的特性。,混凝土强度等级,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,1,1.00,0.99,0.98,0.97,0.96,0.95,0.94,1,0.80,0.79,0.78,0.77,0.76,0.75,0.74,返回,9/12/2024,52,界限受压区高度,考虑高强混凝土的脆性，新规范对于有屈服点的钢筋，界限受压区高度,b,按下式计算：,b,1,/（,1f,y,/E,s,cu,）,旧规范为：,b,0.8/（1f,y,/0.0033E,s,）,由上述公式可知，在旧规范中， ,b,仅与钢筋种类有关，而在新规范中， ,b,与钢筋种类和混凝土等级均有关，详见下表：,钢筋种类,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,HPB235,0.614,HRB335,0.550,0.541,0.531,0.522,0.512,0.503,.493,HRB400和RRB400,0.518,0.508,0.499,0.490,0.481,0.472,0.463,返回,9/12/2024,53,第二节 单筋矩形截面,在单筋矩形截面计算公式中，新规范只是用,1,f,c,代替了旧规范中的f,cm,，其他保持不变：,1,f,c,bxf,y,A,s,M ,1,f,c,bx（h,0,0.5x）,适用条件：,x,b,h,0,A,s,min,A,也可采用下列形式的公式计算：,1,f,c,bh,0,f,y,A,s,M ,1,f,c,b h,0,( 10.5 ), ,s,1,f,c,b h,0,返回,9/12/2024,54,第三节 双筋矩形截面,同单筋矩形截面一样，在双筋矩形截面计算公式中，新规范也是用,1,f,c,代替了旧规范中的f,cm,，其他保持不变：,1,f,c,bxf,y,A,s,f,y,A,s,M ,1,f,c,bx（h,0,0.5x）f,y,A,s,（h,0,a,s,）,适用条件：,x,b,h,0,x2a,s,也可采用下列形式的公式计算：,1,f,c,bh,0,f,y,A,s,f,y,A,s,M ,1,f,c,b h,0,( 10.5 ) f,y,A,s,（h,0,a,s,）, ,s,1,f,c,b h,0,f,y,A,s,（h,0,a,s,）,返回,9/12/2024,55,第四节 形截面,同单筋矩形截面、双筋矩形截面一样，在形截面计算公式中，新规范也是用,1,f,c,代替了旧规范中的f,cm,，其他保持不变；,形截面仍需先确定受压翼缘的宽度，再分为第一类和第二类两种情况分别按不同的计算公式进行设计，具体公式详见规范，不一一列出。,返回,9/12/2024,56,第七章 受弯构件斜截面承载力计算,新规范对斜截面承载力计算的修改和补充如下：,1) 与国外规范和国内其他行业的规范相比，旧规范中斜截面抗剪承载力计算公式的可靠度水平较低，为提高抗剪承载力的可靠指标，新规范适当,降低了计算公式中的一些系数和参数,；,2) 为使公式能适用于高强混凝土，在截面尺寸控制条件中,加入了混凝土强度影响系数,c,；并且把旧规范斜截面承载力计算公式中的混凝土轴心抗压强度 f,c,改用混凝土轴心抗拉强度 f,t,表达；,3) 新规范取最小配箍率,sv,min,0.24f,t,/f,yv,，比旧规范的0.02f,c,/f,yv,略有提高；,4) 增加了,无腹筋板类受弯构件的斜截面计算公式,；,5),增加了圆形截面构件的斜截面计算方法（略）；,6) 增加了矩形截面柱双向受剪的框架柱的斜截面计算方法（略）。,返回,9/12/2024,57,有腹筋梁,斜截面承载力计算公式,有腹筋梁的斜截面承载力计算公式：,1)矩形、形和工形截面的一般梁,cs,0.7f,t,bh,0,1.25,f,yv,A,sv,h,0,/s0.8f,y,A,sb,sin,cs,0.07f,c,bh,0,1.5,f,yv,A,sv,h,0,/s0.8f,y,A,sb,sin （旧规范）,2)集中荷载作用下的独立梁,cs,(1.75/(+1),f,t,bh,0,1.0,f,yv,A,sv,h,0,/s0.8f,y,A,sb,sin,cs,(./(+1.5),f,c,bh,0,1.0,f,yv,A,sv,h,0,/s0.8f,y,A,sb,sin（旧规范）,矩形、形和工形截面的受弯构件，其受剪截面应符合下列条件：,当h,w,/b4时 0.25,c,f,c,bh,0,0.25f,c,bh,0,（旧规范）,当h,w,/b6时 0.2,c,f,c,bh,0,0.2f,c,bh,0,（旧规范）,返回,9/12/2024,58,无腹筋板类受弯构件的斜截面计算,无腹筋板类受弯构件的斜截面计算公式如下：,0.7,h,f,t,bh,0,其中,h,为截面影响系数， 取,h,(800/h,0,),1/4,当,h,0,800mm时，取800mm；,当,h,0,2000mm时，取2000mm；,实际上当板厚小于800mm时可不考虑受剪承载力的提高，当板厚大于2000mm时，抗剪承载力还将下降，但目前实验数据不够，新规范未作规定，可在板的中部布置构造钢筋网，能较好地改善其抗剪性能。,返回,9/12/2024,59,第八章 受压构件承载力计算,轴心受压构件承载力计算,偏心受压构件承载力计算,受压构件斜截面计算,返回,9/12/2024,60,第一节 轴心受压构件构件承载力计算,由于新规范在受弯构件和偏心受压构件的承载力计算公式中，把,f,cm,(1.1 f,c,)降低为(0.941.0)f,c,，因此偏心受压构件的安全储备有所提高，为了与偏心受压构件的承载力保持相近的可靠度，新规范在轴心受压构件的承载力计算公式中增加了一个0.9的系数：,0.9,（f,c,A+f,y,A,s,）,因为增加了,0.9,的系数，新规范取消了关于“屋架、托梁的受压腹杆的安全等级应提高一级”的规定；,对于配置螺旋式或焊接环式间接钢筋的轴心受压构件，其承载力计算公式也增加了系数,0.9，并且在间接钢筋承载力一项中还增加了一个折减系数(0.851.0)，考虑由于采用高强混凝土，间接钢筋对受压承载力增大的影响有所减弱：,0.9,（f,c,A,cor,+f,y,A,s,+2f,y,A,ss0,）,返回,9/12/2024,61,第二节 偏心受压构件承载力计算,新规范规定偏心受压构件不论偏心大小都必须考虑附加偏心距，并规定附加偏心距,e,a,为20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，而旧规范则在大偏心时不考虑附加偏心距，仅在小偏心情况下才考虑，并取,e,a,0.12(0.3h,0,- e,0,)；,新规范对于二阶效应的问题，即竖向荷载在有侧移框架中引起的附加弯矩问题，除了继续给出与旧规范相同的,考虑附加偏心距的,l,0,法,之外，增加了,考虑二阶效应的弹性分析方法,；,不对称配筋矩形截面偏心受压承载力计算公式,基本保持不变，仅用,f,c,代替f,cm,；,对称配筋矩形截面偏心受压承载力计算公式,中，对小偏心近似公式的系数作了调整。,返回,9/12/2024,62,考虑附加偏心距的,l,0,法,返回,新规范关于偏心距放大系数的计算公式基本上与旧规范相同：,(l,0,/h),2,1,2,/(1400e,i,/h,0,),其中： ,1,0.5f,c,A/N，,2,1.15-0.01l,0,/h，e,i,e,0,e,a,新规范规定当,l,0,/h5（l,0,/i17.5）时可取1，旧规范则为l,0,/h8时可取1；,对于计算长度,l,0,的规定，基本与旧规范相同。如：现浇楼盖框架结构底层柱取l,0,1.0H，其余各层柱l,0,1.25H。但新规范对水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值75%以上时，可按下面两式计算框架柱计算长度，并取较小者：,l,0,1+0.15(,u,+,l,)H,l,0,(2+0.2,min,)H,其中： ,u,、,l,为柱的上端和下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值； ,min,为,u,、,l,的较小值；H为柱的高度。,9/12/2024,63,考虑二阶效应的弹性分析方法,在柱梁线刚度比较大时，采用,l,0,法有可能偏于不安全，在复式框架结构、框架剪力墙结构或框架核心筒结构中，框架部分的层间位移的分布规律已经与一般框架不同，采用,l,0,法将带来较大误差，新规范提出了另一种考虑二阶效应的弹性分析方法；,考虑二阶效应的弹性分析方法是近年来美国、加拿大等国规范推荐的比较准确的又比较简单的考虑二阶效应的方法；,新规范规定当按,考虑二阶效应的弹性分析方法时，宜在结构分析时对构件的弹性抗弯刚度E,c,I乘以下列折减系数：对,梁，取,0.4；对柱，取0.6；对剪力墙和核心筒，取0.45（底部不开裂时，可取0.7）；,当按,考虑二阶效应的弹性分析方法时，在有关受压承载力计算公式中，e,i,均应以（M/N+e,a,）代替，不再出现偏心距放大系数。,返回,9/12/2024,64,不对称配筋矩形截面偏心受压承载力计算公式,矩形截面大偏心(2a,s,x,b,h,0,)受压承载力计算公式如下:,N,f,c,bxf,y,A,s,f,y,A,s,Ne ,f,c,bx(h,0,-0.5x)f,y,A,s,(h,0,-a,s,),ee,i,h/2a,s,当x 2a,s,时，按下式计算：,Ne,f,y,A,s,(h,0,-a,s,),e,e,i,h/2a,s,矩形截面小偏心(x,b,h,0,)受压承载力计算公式如下:,N,f,c,bxf,y,A,s,s,A,s,Ne ,f,c,bx(h,0,-0.5x)f,y,A,s,(h,0,-a,s,),s,f,y,(x/h,0,-,1,)/(,b,- ,1,),当N,f,c,bh时，应按下式验算：,Ne,f,c,bh(h,0,-h/2)f,y,A,s,(h,0,-a,s,),e,h/2a,s,-(e,0,-e,a,),返回,9/12/2024,65,对称配筋矩形截面偏心受压承载力计算公式,返回,矩形截面大偏心(2a,s,x,b,h,0,)受压承载力计算公式如下:,xN/ ,f,c,b,A,s,A,s,N（eh,0,0.5x)/f,y,(h,0,-a,s,),ee,i,h/2a,s,当x 2a,s,时，按下式计算：,A,s,A,s,Ne,/f,y,(h,0,-a,s,),e,e,i,h/2a,s,矩形截面小偏心(x,b,h,0,)受压承载力计算公式如下:,(N-,b,f,c,bh,0,)/(D+,f,c,bh,0,)+ ,b,其中：D(Ne-,0.43,f,c,bh,0,2,)/(,1,-,b,)(h,0,-a,s,),A,s,A,s,Ne,f,c,bx(h,0,-0.5x)/f,y,(h,0,-a,s,),上述公式中计算所得的A,s,和A,s,均应满足最小配筋率的要求，即：,A,s,或A,s,应大于等于0.002A。,9/12/2024,66,第三节 受压构件斜截面计算,新规范关于受压构件斜截面计算的公式形式与与受弯构件集中荷载的计算公式一样，仅增加了轴力项,0.07N：,V,(1.75/(+1),f,t,bh,0,1.0,f,yv,A,sv,h,0,/s 0.07N,当V,(1.75/(+1),f,t,bh,0,0.07N时，可按构造要求配置箍筋。,新规范把公式的应用范围从矩形截面扩大到矩形、形和工字形截面，并对作了必要的修改。,增加了圆形截面框架柱的斜截面计算方法，即规定采用等效惯性矩原则来确定等效矩形截面的宽度和高度。按上述原则，当采用等效矩形截面时，,截面宽度b1.76r，截面有效高度h1.6r。,增加了双向受剪的框架柱的计算方法。（略）,返回,9/12/2024,67,第九章 受拉构件承载力计算,轴心受拉承载力计算公式保持不变：,Nf,y,A,s,小偏心受拉承载力计算公式也保持不变：,Ne f,y,A,s,(h,0,-a,s,),Ne, f,y,A,s,(h,0,-a,s,),大偏心受拉承载力计算公式中，,将f,cm,改为,1,f,c,即可：,Nf,y,A,s,-f,y,A,s,-,1,f,c,bx,Ne,1,f,c,bx(h,0,-x/2)+ f,y,A,s,(h,0,-a,s,),受拉构件的斜截面计算与受压构件类似：,V(1.75/(+1)f,t,bh,0,1.0f,yv,A,sv,h,0,/s,0.2N,当上式右边小于f,yv,A,sv,h,0,/s时，取f,yv,A,sv,h,0,/sV，且要求f,yv,A,sv,h,0,/s不小于0.36 f,t,bh,0,返回,9/12/2024,68,第十章 受扭构件承载力计算,返回,9/12/2024,69,第十一章 正常使用极限状态验算,返回,9/12/2024,70,第十二章 预应力混凝土构件,返回,9/12/2024,71,第十三章 基本构造规定,伸缩缝,保护层厚度,钢筋的锚固,钢筋的连接,最小配筋率,返回,9/12/2024,72,第一节 伸缩缝,新规范对于混凝土结构伸缩缝最大间距的规定未作大的改动，仅补充了以下条文：,1)对于装配整体式结构房屋，伸缩缝宜按现浇式结构采用；,2)现浇框架剪力墙结构或框架核心筒结构的伸缩缝间距可按结构的具体布置情况取框架结构和剪力墙结构之间的数值，即室内为4555m，露天为3035m。,3)现浇挑檐、雨蓬等外露结构宜在垂直悬臂方向设伸缩缝，间距不大于12米。,新规范对于应,适当减少伸缩缝间距的规定,与旧规范相同；,新规范规定，当计入了温度变化和混凝土收缩对结构的影响，且有,充分依据,和,可靠措施,时，可适当增大伸缩缝间距；,返回,9/12/2024,73,适当减少伸缩缝间距的规定,从基础顶算起，柱高低于8m的排架结构；,屋面无保温和隔热措施的排架结构；,气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，或经常处于高温作用下的结构；,采用滑模类施工工艺的剪力墙结构；,采用混凝土强度等级较高、水泥用量较多、流动性较大的泵送混凝土的结构。,返回,9/12/2024,74,充分依据,有已经成功建成的工程实例作为参考；,应经过必要的计算；,需全面分析各种有利和不利的因素对结构内力和裂缝的影响。,返回,9/12/2024,75,增大伸缩缝间距的可靠措施,设置后浇带；,局部加强配筋；,施加预应力；,采用预制构件或叠合结构；,解除约束，设置滑移层；,采用膨胀剂补偿混凝土的收缩；,加强保温隔热措施等。,返回,9/12/2024,76,第二节 混凝土保护层厚度,新旧规范对于混凝土保护层厚度的,对比,；,新规范增加了环境类别的影响，除旧规范的室内正常环境（一类）和室内潮湿环境、露天环境及无侵蚀性水或土壤环境（二类a）外，增加了严寒和寒冷地区的露天环境与无侵蚀性水或土壤环境（二类b），和使用除冰盐环境、严寒和寒冷地区冬季水位变动环境、滨海室外环境（三类）；,新规范把构件类型按板墙壳、梁、柱进行分类，适当增加了梁、柱类构件的保护层；,明确了基础中纵向受力钢筋的保护层厚度不应小于40mm，无垫层时不应小于70mm；,新规范规定梁、柱中纵向受力钢筋混凝土保护层厚度大于40mm时，应采取有效防裂措施以及二、三类环境中的悬臂板，其上表面应做水泥砂浆保护层或其他保护措施。,返回,9/12/2024,77,新旧规范混凝土保护层的对比,新规范,旧规范,环境类别,板墙壳,梁,柱,c20,c25c45,c50,c20,c25c45,c50,c20,c25c45,c50,一,20,15,15,30,25,25,30,30,30,二,a,20,20,30,30,30,30,b,25,20,35,30,35,30,三,30,25,40,35,40,35,环境条件,构件类别,混凝土强度等级,c20,c25c30,c35,室内正常环境,板墙壳,15,梁柱,25,露天或室内高湿度环境,板墙壳,35,25,15,梁柱,45,35,25,返回,9/12/2024,78,第三节 钢筋的锚固,旧规范的锚固长度是按钢筋和混凝土强度等级的不同，以5d为间隔用,查表,的方法来确定的；,为了和国际接轨，新规范采用公式计算锚固长度的基本值，再进行修正的办法来确定锚固长度；,锚固长度基本值的计算公式,；,锚固长度的修正方法,。,返回,9/12/2024,79,旧规范纵向受拉钢筋的最小锚固长度(mm),钢筋种类,混凝土强度等级,c15,c20,c25,C30、c35,c40,级钢筋,40d,30d,25d,20d,20d,级钢筋,50d,40d,35d,30d,25d,级钢筋,45,40d,35d,30d,冷轧带肋钢筋,40d,35d,30d,25d,冷拔低碳钢丝,250,返回,9/12/2024,80,新规范锚固长度基本值的计算公式,当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，其锚固长度按下式计算：,l,a,=f,y,d/f,t,其中钢筋外形系数按下表确定：,钢筋,类型,光面,钢筋,带肋,钢筋,刻痕,钢丝,螺旋,肋钢丝,三股,钢绞线,七股,钢绞线,0.16,0.14,0.19,0.13,0.16,0.17,返回,9/12/2024,81,锚固长度的修正方法,直径大于25mm的带肋钢筋锚固长度应乘以修正系数1.1；,带有环氧树脂涂层的带肋钢筋锚固长度应乘以修正系数1.25；,施工过程易受扰动的情况，锚固长度应乘以修正系数1.1；,带肋钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时，锚固长度可乘以修正系数0.8；,上述修正系数可以连乘，经修正后实际锚固长度不应小于基本锚固长度的0.7倍，也不应小于250mm；,采用机械锚固时，其锚固长度可取计算长度的0.7倍，但在锚固长度内必须配有箍筋，其直径不应小于锚固钢筋直径的1/4，间距不大于锚固钢筋直径的5倍，且数量不少于3个；,受压钢筋的锚固长度取为受拉钢筋锚固长度的0.7倍。,返回,9/12/2024,82,第四节 钢筋的连接,钢筋连接的原则：,、接头尽量设在受力较小处；,、同一受力钢筋宜少设接头；,、接头位置应互相错开；,、连接区域应增加保护层厚度、钢筋间距和增加配箍。,钢筋连接的类型：,、,绑扎搭接,；,、,焊接接头,；,、,机械连接,。,返回,9/12/2024,83,绑扎搭接,新规范明确规