GB50010-2010溷凝土结构设计规范和原规范比较.ppt

混凝土结构设计规范 GB50010 2002 修订动态梁兴文西安建筑科技大学 2 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25 30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8 9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 3 章节组成 1 3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A K 10个 4 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 5 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 6 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 7 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 8 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 9 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 10 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 11 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 12 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 13 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 14 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 15 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 16 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 17 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 18 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 19 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 SAd 偶然作用的效应组合设计值 RAd 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 20 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 21 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 22 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 23 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6Hz 办公楼和旅馆5Hz 大跨度公共建筑3 5Hz 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 24 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 25 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 26 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 27 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 28 表4 2 3 1普通钢筋强度标准值 N mm2 注 当采用直径大于40mm的钢筋时 应经相应的试验检验或有可靠的工程经验 29 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 30 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 31 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 32 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 33 增加了按应力限制钢筋间距的要求 表7 1 5控制裂缝宽度带肋钢筋的最大间距s mm 34 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 35 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 36 表8 2 1混凝土保护层的最小厚度c mm 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 37 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 38 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 39 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 注 受压构件的配筋率采用双控 有利于高强材料应用 40 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 hcr 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 41 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 42 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 43 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 44 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 45 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 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 46 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 47 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 48 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 49 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