混凝土结构设计规范GB50010 20102015年局部修订参考文档

1、混凝土结构设计规范,GB50010,2010,2015,年局部修订,简介,及高强钢筋的工程应用,郑州大学,刘立新,2015,年,12,月,一,混凝土结构设计规范,GB50010-2010,2015,年局部修订）简介,一）修订背景和过程,根据“四节一环保”要求，提倡应用高强、高性能钢筋,根据住房和城乡建设部“关于同意国家标准混凝土结构,设计规范,GB50010-2010,局部修订的函,建标标函,2013,29,号的要求，于,2013,年启动,2015,年,8,月通过审查,2015,年,9,月颁布，目前正在出版社印刷,根据我国钢筋标准钢筋混凝土用钢,第,1,部分,GB1499.1,钢筋混凝土用钢,

2、第,2,部分,GB1499.2,的变化对混凝土结,构用钢筋的品种进行了调整,共涉及,7,条条文的修改，及,部分条文的勘误,二）主要修订内容,4.2.1,混凝土结构的钢筋应按下列规定选用,1,纵向受力普通钢筋可采用,HRB400,HRB500,HRBF400,HRBF500,HRB335,RRB400,HPB300,钢筋,梁、柱和斜撑构件的纵向受力普通钢筋宜采用,HRB400,HRB500,HRBF400,HRBF500,钢筋,2,箍筋宜采用,HRB400,HRBF400,HRB335,HPB300,HRB500,HRBF500,钢筋,3,预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢,筋,原,

3、4,款合并为,3,款,将,400MPa,500MPa,级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的,主导钢筋,推广应用，尤其是梁、柱和斜撑构件的纵向受力,配筋应,优先采用,400MPa,500MPa,级高强钢筋,淘汰直径,16mm,及以上,335MPa,级热轧带肋钢筋，保留小直,径的,HRB335,钢筋，主要用于中、小跨度楼板配筋以及剪,力墙的分布筋配筋，还可用于构件的箍筋与构造配筋,用,300MPa,级光圆钢筋取代,235MPa,级光圆钢筋，将其规,格限于直径,6mm,14mm,主要用于小规格梁柱的箍筋,与其他混凝土构件的构造配筋,对既有结构进行再设计,时,235MPa,级光圆钢筋的设计值仍可按原规范取

4、值,取消,HRBF335,牌号钢筋,箍筋用于抗剪、抗扭及抗冲切设计时，其抗拉强度设计,值发挥受到限制,360MPa,不宜采用强度高于,400MPa,级的钢筋。当用于约束混凝土的间接配筋（如连续螺旋,配箍或封闭焊接箍等）时，钢筋的高强度可以得到充分,发挥，采用,500MPa,级钢筋具有一定的经济效益,4.2.2,钢筋的强度标准值应具有不小于,95,的保证率。普通钢,筋的屈服强度标准值、极限强度标准值应按表,4.2.2-1,采,用；预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋的极限强度,标准值及屈服强度标准值应按表,4.2.2-2,采用,表,4.2.2-1,普通钢筋强度标准值,N/mm,2,牌号,说明,公称

5、直径,d,mm,屈服强度标准值,极限强度标准值,HPB300,限于小直径,6,14,原,622,300,420,HRB335,取消,HRBF335,限于小直径,6,14,原,650,335,455,HRB400,HRBF400,RRB400,6,50,400,540,HRB500,HRBF500,6,50,500,630,4.2.3,普通钢筋的抗拉强度设计值,f,y,抗压强度设计值,f,y,应,按表,4.2.3-1,采用；预应力筋的抗拉强度设计,值,f,py,抗压强度,设计值,f,py,应按表,4.2.3-2,采用,当构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋应采用各自,的强度设计值,对轴心受压构件

6、，当采用,HRB500,HRBF500,钢筋时,钢筋的抗压强度设计值,f,y,应取,400 N/mm2,横向钢筋的抗,拉强度设计值,f,yv,应按表中,f,y,的数值采用；但用作受剪、受,扭、受冲切承载力计算时，其数值大于,360N/mm2,时应取,360N/mm2,强条,局部修订中将,500MPa,级钢筋的抗压强度设计值从,410N/mm2,调整到,435N/mm2,保持与抗拉强度设计值一致,对轴心受压构件，由于受混凝土极限压应变,0.002,的限制,当采用,500MPa,级钢筋时，其钢筋的抗压强度设计值取为,400N/mm2,表,4.2.3-1,普通钢筋强度设计值,N/mm,2,牌号,抗拉

7、强度设计值,f,y,抗压强度设计值,f,y,HPB300,270,270,HRB335,300,300,HRB400,HRBF400,RRB400,360,360,HRB500,HRBF500,435,435,原,410,表,4.2.3-2,预应力筋强度设计值,N/mm,2,种类,极限强度标准值,f,ptk,抗拉强度设计值,f,py,抗压强度设计值,f,py,中强度预应力钢丝,800,510,410,970,650,1270,810,消除应力钢丝,1470,1040,410,1570,1110,1860,1320,钢绞线,1570,1110,390,1720,1220,1860,1320,19

8、60,1390,预应力螺纹钢筋,980,650,400,原,410,1080,770,1230,900,注：当预应力筋的强度标准值不符合表,4.2.3-2,的规定时，其强度设计值应进行相应的比例换算,按预应力钢筋抗压强度设计值的取值原则，本次局部修订,将预应力螺纹钢筋的抗压设计强度由,2010,版规范中取值,410MPa,修改为,400MPa,0.00,5.00,10.00,15.00,20.00,25.00,30.00,35.00,40.00,45.00,0,0.001,0.002,0.003,0.004,0.005,混凝土应变,e,c,混,凝,土,应,力,s,c,M,P,a,素混凝,土试件

9、,纵筋配,筋率,0.89,纵筋配,筋率,2.5,混凝土内配有纵向钢筋也可使混凝土的变形能力有一定提高,随着纵筋配筋率的增大，混凝土的峰值应力变化不大，但峰值,应变有较明显增大，由于钢筋和混凝土之间有很好的粘结，当,混凝土应力接近或达到峰值时，纵筋起到了一定的卸载和约束,作用,混凝土在长期荷载作用下产生徐变，变形增大,1.25,欧美等国的规范取,f,y,f,y,以往教科书,f,y,E,s,e,0,200000,0.002,400MPa,500MPa,级钢筋偏压、轴压构件计算比较,f,y,435N/mm2,f,y,435N/mm2,轴压,400N/mm2,，附加,偏心距,e,a,max,20mm,

10、h/30,b,400mm,h,400mm,C30,混凝土,f,c,14.3N/mm,2,a,1,1.0,b,1,0.8,x,b,0.482,l,0,h,10,轴压比,N,kN,e,01,mm,C,m,h,ns,x,A,s,A,s,mm,2,实配,A,s,mm,2,N,0,400,kN,0.8,1830.40,108,1.00,1.135,0.674,1599.67,1599.67,3146.74,0.8,1830.40,54,1.00,1.234,0.731,772.73,772.73,2563.25,0.8,1830.40,18,1.00,1.455,0.800,155.25,320.00,

11、2243.81,0.8,1830.40,0,1.00,1.865,0.869,250.24,320.00,2243.81,0.9,2059.20,108,1.00,1.120,0.695,2037.98,2037.98,3456.01,0.9,2059.20,54,1.00,1.208,0.756,1123.06,1123.06,2810.45,0.9,2059.20,18,1.00,1.405,0.828,452.66,452.66,2337.41,0.9,2059.20,0,1.00,1.769,0.897,28.16,320.00,2243.81,0.95,2173.60,108,1.0

12、0,1.114,0.703,2260.99,2260.99,3613.37,0.95,2173.60,54,1.00,1.197,0.766,1302.45,1302.45,2937.02,0.95,2173.60,18,1.00,1.384,0.840,605.38,605.38,2445.17,0.95,2173.60,0,1.00,1.729,0.908,170.41,320.00,2243.81,C50,混凝土,f,c,23.1N/mm,2,a,1,1.0,b,1,0.8,x,b,0.482,l,0,h,15,轴压比,N,kN,e,01,mm,C,m,h,ns,x,A,s,A,s,mm

13、,2,实配,A,s,mm,2,N,0,400,kN,0.8,2956.80,108,1.00,1.304,0.660,3010.18,3010.18,4916.89,0.8,2956.80,54,1.00,1.526,0.712,1630.07,1630.07,4027.55,0.8,2956.80,18,1.00,2.025,0.779,506.10,506.10,3303.26,0.8,2956.80,0,1.00,2.947,0.869,404.23,320.00,3183.34,0.9,3326.40,108,1.00,1.270,0.682,3714.88,3714.88,5371.

14、00,0.9,3326.40,54,1.00,1.468,0.738,2190.14,2190.14,4388.45,0.9,3326.40,18,1.00,1.911,0.809,979.42,979.42,3608.26,0.9,3326.40,0,1.00,2.731,0.897,45.48,320.00,3183.34,0.95,3511.20,108,1.00,1.256,0.690,4073.50,4073.50,5602.09,0.95,3511.20,54,1.00,1.443,0.748,2477.29,2477.29,4573.50,0.95,3511.20,18,1.00

15、,1.863,0.821,1223.23,1223.23,3765.37,0.95,3511.20,0,1.00,2.640,0.908,275.27,320.00,3183.34,4.2.4,普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率,gt,不应小,于表,4.2.4,规定的数值,表,4.2.4,普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率限值,钢筋,品种,普通钢筋,预应力筋,HPB300,HRB335,删去,HRBF335,HRB400,HRBF400,HRB500,HRBF500,RRB400,gt,10.0,7.5,5.0,3.5,4.2.5,普通钢筋和预应力筋的弹性模量,E,s,可,原应,按表,

16、4.2.5,采用,局部修订中，刪除了,HRBF335,钢筋脾牌号,取消了原表注,正文中的”应”改为,可,由于制作偏差、基圆面积不同以及钢绞线捻紧程度差异的影,响，实际受力后的变形模量存在一定的不确定性，通常不同程,度地偏小。因此，必要时可通过试验测定钢筋的实际弹性模量,用于设计计算,9.7.6,吊环应采用,HPB300,钢筋或,Q235,圆钢,并应符合下列规,定,1,吊环锚入混凝土中的深度不应小于,30,d,并应焊接或绑扎在,钢筋骨架上,d,为吊环钢筋或圆钢的直径,2,应验算吊环在荷载标准值作用下的应力。对,HPB300,钢筋,吊环应力不应大于,65N/mm2,对,Q235,圆钢，吊环应力不,

17、应大于,50N/mm2,3,当在一个构件上设有,4,个吊环时，应按,3,个吊环进行计算,表,4.2.5,钢筋的弹性模量,105 N/mm2,牌号或种类,弹性模量,E,s,HPB300,钢筋,2.10,HRB335,删去,HRBF335,HRB400,HRB500,钢筋,HRBF400,HRBF500,钢筋,RRB400,钢筋,预应力螺纹钢筋,2.00,消除应力钢丝、中强度预应力钢丝,2.05,钢绞线,1.95,取消原表注,由于本次局部修订将,HPB300,钢筋的直径限于不大于,14mm,因此当吊环直径小于等于,14mm,时，可以采用,HPB300,钢筋,当吊环直径大于,14mm,时，可采用,Q

18、235,圆钢,11.2.2,梁、柱、支撑以及剪力墙边缘构件中，其受力钢筋宜,采用热轧带肋钢筋；当采用现行国家标准钢筋混凝土用,钢,第,2,部分,热轧带肋钢筋,GB 1499.2,中牌号带,E,的,热轧带肋钢筋时，其强度和弹性模量应按本规范第,4.2,节有,关热轧带肋钢筋的规定采用,条文说明,结构构件中纵向受力钢筋的变形性能直接影响结构构件在,地震力作用下的延性。考虑地震作用的框架梁、框架柱,支撑、剪力墙边缘构件的纵向受力钢筋宜选用,HRB400,HRB500,牌号热轧带肋钢筋；箍筋宜选用,HRB400,HRB335,HPB300,HRB500,牌号热轧钢筋,对抗震延性有较高要求的混凝土结构构件

19、（如框架梁,框架柱、斜撑等），其纵向受力钢筋应采用现行国家标,准钢筋混凝土用钢,第,2,部分：热轧带肋钢筋,GB,1499,2,中牌号为,HRB400E,HRB500E,HRB335E,HRBF400E,HRBF500E,的钢筋,这些带,E,的钢筋牌号,钢筋的强屈比、屈强比和极限应变（延伸率）均符合本,规范第,11,2,3,条的要求；这些钢筋的抗拉指标及弹性,模量的取值与不带,E,的同牌号热轧带肋钢筋相同，应,符合本规范第,4,2,节的有关规定,文字修改及勘误,表,G.0.12,深梁中钢筋的最小配筋百分率,钢,筋,种,类,纵向受拉钢筋,水平分布钢筋,竖向分布钢筋,HPB300,0.25,0.2

20、5,0.20,HRB400,HRBF400,RRB400,HRB335,删去,HRBF335,0.20,0.20,0.15,HRB500,HRBF500,0.15,0.15,0.10,9.3.2,文字修改,5,柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于,3,时，箍筋直径不应,小于,8mm,间距不应大于,10,d,且不应大于,200mm,d,为纵,向受力钢筋的最小直径,钢筋末端应做成,135o,弯钩，且弯,钩末端平直段长度不应小于,箍筋直径的,10,倍,yd,A,sd,A,sv,sv,0,yd,sd,f,A,h,sf,A,h,勘误,第,191,页,第,11.7.10,条,公式,11.7.10-3,中的,改

21、为,即,11.7.10-3,第,193,页第,11.7.11,条,5,剪力墙的水平分布钢筋可作为连梁的纵向构造钢筋在连梁,范围内贯通。当梁的腹板高度,h,w,小于,450mm,时，其两侧面沿,梁高范围设置的纵向构造钢筋的直径不应小于,8mm,原,10mm,间距不应大于,200mm,对跨高比不大于,2.5,的连梁,梁两侧的纵向构造钢筋的面积配筋率尚不应小于,0.3,二,500MPa,级及以上高强钢筋应用导则概况,钢筋品牌,HRB500,HRBF500,HTRB600,CRB600H,高延性冷轧,带肋钢筋，用于板、墙类构件,PC,棒,用于约束箍筋,需解决的主要问题,600MPa,级热轧带肋钢筋,H

22、TRB600,f,y,500520MPa,用于,普通钢筋混凝土构件的刚度、裂缝控制,目前可用于嵌,固板，最小配筋率控制,约束箍筋应力取值,计划,2015,年底完成征求意见稿,2016,年,3,月送审,600MPa,级热轧带肋钢筋用于连续板类构件的计算分析,计算说明,1,按连续板（中间区格板两端嵌固）计算内力，两端,弯矩和跨中弯矩相等,M,mid,M,sup,g,G,g,k,g,Q,q,k,l,0,2/16,相当支座弯矩调幅,25,与教科书和设计手册一致，如,果考虑拱作用弯矩还可减小,不考虑受压钢筋作用,选筋时满足最小配筋率的要求,2,按可变荷载准永久组合弯矩验算最大裂缝宽度,3,考虑支座弯矩的

23、影响按结构力学方法计算跨中最大挠,度,f,max,g,k,y,Q,q,k,l,0,4/192,B,算例,1,两端嵌固板,l,0,5m,h,160mm,c,s,20mm,d,8mm,h,0,h,c,s,d,2=136mm,g,k,6kN/m2,板自重,4kN/m2,面层,2kN/m2,q,k,3.5kN/m2,C30,混凝土,表,1-1,承载力及配筋计算,f,c,14.3N/mm,2,f,tk,2.01N/mm,2,f,t,1.43N/mm,2,E,c,3,10,4,N/mm,2,钢筋牌号,f,y,MPa,M,0,d,kN.m,M,d.eq,kN.m,计算,A,s,mm,2,计算,A,s,bh,

24、45,f,t,f,y,选筋,实配,A,s,mm,2,实配,A,s,bh,HRB400,360,37.81,18.91,401.0,0.00251,0.00179,8125,402.4,0.00252,HRB500,435,37.81,18.91,331.9,0.00207,0.00148,8150,335.3,0.00210,HTRB600,500,37.81,18.91,288.8,0.00180,0.00129,8170,295.9,0.00185,HTRB600,520,37.81,18.91,277.6,0.00174,0.00124,8180,279.4,0.00175,表,1-2,

25、最大裂缝宽度验算,钢筋牌号,M,0,q,kN.m,M,q.eq,kN.m,r,te,实取,r,te,s,sq,MPa,y,cr,a,cr,w,max,mm,w,lim,mm,HRB400,24.22,12.11,0.00503,0.01,254.33,0.5863,1.9,0.144,0.3,HRB500,24.22,12.11,0.00419,0.01,305.23,0.6720,1.9,0.199,0.3,HTRB600,24.22,12.11,0.00370,0.01,345.87,0.7223,1.9,0.242,0.3,HTRB600,24.22,12.11,0.00349,0.01

26、,366.30,0.7433,1.9,0.264,0.3,表,1-3,变形验算,钢筋牌号,y,B,实取,y,B,r,B,s,N.mm,2,q,B,N.mm,2,f,mm,f,l,0,HRB400,0.0787,0.2,0.00296,2.71E+12,2.00,1.36E+12,18.59,1/269,HRB500,0.0787,0.2,0.00247,2.35E+12,2.00,1.17E+12,21.50,1/232,HTRB600,0.0787,0.2,0.00218,2.12E+12,2.00,1.06E+12,23.83,1/210,HTRB600,0.0787,0.2,0.0020

27、5,2.02E+12,2.00,1.01E+12,25.00,1/200,算例,2,两端嵌固板,l,0,3.6m,h,120mm,c,s,20mm,d,6mm,h,0,h,c,s,d,2=97mm,g,k,5kN/m2,板自重,3kN/m2,面层,2kN/m2,q,k,2.5kN/m2,钢筋牌号,f,y,MPa,M,0,d,kN.m,M,d.eq,kN.m,计算,A,s,mm,2,计算,A,s,bh,45,f,t,f,y,选筋,实配,A,s,mm,2,实配,A,s,bh,HRB400,360,15.39,7.70,227.1,0.00189,0.00179,6120,235.8,0.00197

28、,HRB500,435,15.39,7.70,187.9,0.00157,0.00148,6150,188.7,0.00157,HTRB600,500,15.39,7.70,163.5,0.00136,0.00129,6170,166.5,0.00139,HTRB600,520,15.39,7.70,157.2,0.00131,0.00124,6180,157.2,0.00131,钢筋牌号,M,0,q,kN.m,M,q.eq,kN.m,r,te,实取,r,te,s,sq,MPa,y,cr,a,cr,w,max,mm,w,lim,mm,HRB400,10.13,5.06,0.00393,0.01

29、,254.41,0.5865,1.9,0.122,0.3,HRB500,10.13,5.06,0.00315,0.01,317.91,0.6890,1.9,0.179,0.3,HTRB600,10.13,5.06,0.00278,0.01,360.30,0.7374,1.9,0.217,0.3,HTRB600,10.13,5.06,0.00262,0.01,381.61,0.7576,1.9,0.236,0.3,钢筋牌号,y,B,实取,y,B,r,B,s,N.mm,2,q,B,N.mm,2,f,mm,f,l,0,f,l,0,lim,HRB400,0.2067,0.2,0.00243,8.42E

30、+11,2.00,4.21E+11,12.99,277.07,1/200,HRB500,0.2067,0.2,0.00195,6.99E+11,2.00,3.50E+11,15.64,230.21,1/200,HTRB600,0.2067,0.2,0.00172,6.28E+11,2.00,3.14E+11,17.40,206.86,1/200,HTRB600,0.2067,0.2,0.00162,5.98E+11,2.00,2.99E+11,18.29,196.82,1/200,三,高强钢筋的设计及工程应用,1,常用高强钢筋品种和牌号,1,微合金热轧带肋钢筋,通过添加钒,V,铌,Nb,等合金

31、,元素提高屈服强度和极限强度的热轧带肋钢筋；牌号为,HRB,其后的数字表屈服强度标准值,MPa,，如,HRB400,HRB500,HTRB600,等,2,细晶粒热轧带肋钢筋,通过特殊控轧和控冷工艺提高,屈服强度和极限强度的热轧带肋钢筋，其金相组织主要是,铁素体加珠光体，晶粒度不粗于,9,级；牌号为,HRBF,其后,的数字表屈服强度标准值,MPa,，如,HRBF400,HRBF500,等,3,余热处理钢筋,通过轧钢时进行淬水处理并利用芯部,的余热对钢筋的表层实现回火，以提高强度避免脆性的热,轧带肋钢筋；牌号为,RRB,其后的数字表屈服强度标准值,MPa,，如,RRB400,4,牌号带后缀,E,的

32、热轧带肋钢筋,有较高抗震性能的,热轧带肋钢筋，如,HRB400E,HRB500E,HRBF400E,和,HRBF500E,等。其抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比,值不应小于,1.25,屈服强度实测值与屈服强度标准值的比,值不应大于,1.3,且钢筋在最大力下的总伸长率（均匀伸长,率,d,gt,实测值不应小于,9,5,高延性冷轧带肋钢筋,经回火热处理，具有较高伸长,率的冷轧带肋钢筋，如,CRB600H,用于板、墙类构件,钢筋牌号的鉴别方法,产品规格为,18,生产厂厂标,4,代表,HRB400,带肋钢筋表面的标志,a,普通热轧钢筋,HRB,b,细晶粒热轧钢筋,HRBF,C,余热处理钢筋,RRB,钢

33、筋品牌的判断,根据金相组织观感的不同，判断钢筋的品牌,钢筋最大力下的总伸率（均匀伸长率,钢筋断后伸长率,只能反映钢筋断口颈缩区域残余变形的大小；不同标距长,度,l,0,得到的结果不一致；忽略了钢筋的弹性变形，不能反,映钢筋受力时的总体变形能力；容易产生人为误差,最大力下的总伸长率（均匀伸长率,d,gt,A,gt,100,0,0,l,l,l,d,s,s,b,e,0,残余变形,e,r,弹性变形,e,e,最大力下总伸长率,100,s,b,0,0,gt,E,L,L,L,s,d,2,当前高强钢筋在推广应用中存在的问题,新修订的混凝土结构设计规范,GB50010-2010,以及相关,的配套设计规范中已明确

34、将,400MPa,级和,500MPa,级钢筋作,为混凝土结构的主要受力钢筋,以,300MPa,级等钢筋作为,辅助配筋,并规定了相应的材料性能指标和构造要求，为,高强钢筋混凝土结构的设计提供了依据,目前反映高强钢筋在结构设计和应用中存在的问题主要有,以下方面,1,部分设计和施工人员,对高强钢筋的品种、性能、规格,和应用范围不够熟悉,对当地高强钢筋的供货状况不够了,解，不能合理的选用不同品种的高强钢筋，有的还担心高,强钢筋供货渠道不畅造成设计变更，不敢贸然采用高强钢,筋（尤其是,500MPa,级钢筋,2,高强钢筋设计中的锚固和梁、柱节点的构造较难处理,钢筋的强度越高，所需要的锚固长度就越大,400

35、MPa,级,钢筋抗拉强度设计值,f,y=360MPa,比,335MPa,级钢筋,f,y=300MPa,高,20,500MPa,级钢筋抗拉强度设计值,f,y=435MPa,比,335MPa,级钢筋高,45,在其他条件相同时,所需的锚固长度也将分别增加,20,和,45,将给梁、柱节,点以及主、次梁交接处的构造设计带来一定困难,3,采用高强钢筋后在正常使用极限状态下钢筋的工作应,力增大，裂缝宽度也相应增大，使得,某些受弯构件的钢筋,用量受裂缝宽度限值的控制,节约钢筋效果,并不与强度成,比例,4,新修订的混凝土结构设计规范,GB50010-2010,以及,相关的配套设计规范颁布时间不长，某些设计人员对

36、其中,有关高强钢筋条款规定的理解不够，尚,不能合理的使用高,强钢筋,做到“精打细算，物尽其用,3,高强钢筋设计中锚固长度和裂缝宽度分析,1,锚固长度分析,l,aE,为纵向受拉钢筋的抗震锚固长度,z,aE,为纵向受拉钢筋抗震,锚固长度修正系数，对一、二级抗震等级取,z,aE,1.15,对三,级抗震等级取,z,aE,1.05,对四级抗震等级取,z,aE,1.00,l,a,为纵,向受拉钢筋的（非抗震）锚固长度,z,a,为锚固长度修正系,数,l,ab,为受拉钢筋的基本锚固长度,a,为锚固钢筋的外形系,数，对热轧带肋钢筋取,a,0.14,f,y,和,f,t,分别为钢筋和混凝土,抗拉强度的设计值,d,为锚

37、固钢筋的直径,钢筋的强度越高，所需要的锚固长度就越大；抗震等级越,高或钢筋的直径越大，所需的锚固长度也越大,a,aE,aE,l,l,z,ab,a,a,l,l,z,d,f,f,l,t,y,ab,a,梁、柱端水平段锚固长度比较,C30,混凝土,四级抗震,100,200,300,400,500,10,15,20,25,30,钢筋直径,d,mm,0,4,l,a,b,E,m,m,335,级钢筋,400,级钢筋,500,级钢筋,400mm,250mm,梁、柱端水平段锚固长度比较,C30,混凝土,三级抗震,100,200,300,400,500,600,10,15,20,25,30,钢筋直径,d,mm,0,

38、4,l,a,b,E,m,m,335,级钢筋,400,级钢筋,500,级钢筋,400mm,250mm,梁、柱端水平段锚固长度比较,C30,混凝土,一、二级抗震,100,200,300,400,500,600,10,15,20,25,30,钢筋直径,d,mm,0,4,l,a,b,E,m,m,335,级钢筋,400,级钢筋,500,级钢筋,400mm,250mm,a,抗震等级为四级,b,抗震等级为三级,c,抗震等级为一、二级,图,1 C30,混凝土构件水平段,锚固长度比较,梁、柱端水平段锚固长度比较,C40,混凝土,四级抗震,100,150,200,250,300,350,400,450,10,15

39、,20,25,30,钢筋直径,d,mm,0,4,l,a,b,E,m,m,335,级钢筋,400,级钢筋,500,级钢筋,400mm,250mm,梁、柱端水平段锚固长度比较,C40,混凝土,三级抗震,100,150,200,250,300,350,400,450,10,15,20,25,30,钢筋直径,d,mm,0,4,l,a,b,E,m,m,335,级钢筋,400,级钢筋,500,级钢筋,400mm,250mm,梁、柱端水平段锚固长度比较,C40,混凝土,一、二级抗震,100,200,300,400,500,10,15,20,25,30,钢筋直径,d,mm,0,4,l,a,b,E,m,m,33

40、5,级钢筋,400,级钢筋,500,级钢筋,400mm,250mm,a,抗震等级为四级,b,抗震等级为三级,c,抗震等级为一、二级,图,2 C40,混凝土构件水平段,锚固长度比较,梁、柱端水平段锚固长度比较,C50,混凝土,四级抗震,100,150,200,250,300,350,400,450,10,15,20,25,30,钢筋直径,d,mm,0,4,l,a,b,E,m,m,335,级钢筋,400,级钢筋,500,级钢筋,400mm,250mm,梁、柱端水平段锚固长度比较,C50,混凝土,三级抗震,100,150,200,250,300,350,400,450,10,15,20,25,30,

41、钢筋直径,d,mm,0,4,l,a,b,E,m,m,335,级钢筋,400,级钢筋,500,级钢筋,400mm,250mm,梁、柱端水平段锚固长度比较,C50,混凝土,一、二级抗震,100,150,200,250,300,350,400,450,10,15,20,25,30,钢筋直径,d,mm,0,4,l,a,b,E,m,m,335,级钢筋,400,级钢筋,500,级钢筋,400mm,250mm,a,抗震等级为四级,b,抗震等级为三级,c,抗震等级为一、二级,图,3 C50,混凝土构件水平段,锚固长度比较,梁、柱边节点或主、次梁交接处设计为刚结点时，为保证,受拉钢筋的锚固承载力和锚固刚度，采用

42、钢筋弯折或加端,锚板等机械锚固措施后，梁纵向受力钢筋伸入节点的水平,锚固长度仍需大于或等于,0.4,l,abE,当混凝土强度等为,C30,或,C40,时,400MPa,级钢筋在节点处,的锚固长度较容易满足要求，而,500MPa,级钢筋在节点处,的锚固长度较难满足要求。由于,C30,或,C40,混凝土多用于,中、小型多层框架结构，因此这类结构宜采用,400MPa,级,钢筋，而不宜采用,500MPa,级钢筋。当混凝土强度等为,C50,或以上时,500MPa,级钢筋在节点处的锚固长度才容易满,足要求,C50,或以上强度混凝土多用于高层建筑的下部或,需要较大承载力的构件，梁、柱的截面尺寸也较大，在这,

43、类结构或件中采用,500MPa,级钢筋，不仅可获得更好的社,会经济效益，构件节点的锚固设计也较容易处理,2,裂缝宽度分析,a,cr,为构件受力特征系数，对受弯构件取,a,cr,1.9,y,为裂缝,间钢筋应变不均匀系数,s,sq,为准永久组合弯矩,M,q,作用下裂,缝截面钢筋的应力,E,s,为钢筋弹性模量,c,s,为最外层纵向,受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离,mm,d,eq,为纵向,受拉钢筋的等效直径,mm,钢筋在荷载效应准永久组合下的工作应力,s,sq,越大，裂缝宽,度也越大；此外钢筋直径、混凝土强度以及保护层厚度对,裂缝宽度也有一定的影响,08,0,9,1,te,eq,s,s,sq,cr,

44、max,r,s,y,a,d,c,E,w,s,0,q,sq,87,0,A,h,M,s,梁裂缝宽度分析,C30,混凝土,d,20mm,c,s,25mm,0.00,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,配筋率,r,s,A,s,bh,w,m,a,x,m,m,335MPa,级,400MPa,级,500MPa,级,wlim=0.3mm,C40,混凝土,d,20mm,c,s,25mm,0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,配筋率,r,

45、s,A,s,bh,w,m,a,x,m,m,335MPa,级,400MPa,级,500MPa,级,wlim=0.3mm,C50,混凝土,d,20mm,c,s,25mm,0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,配筋率,r,s,A,s,bh,w,m,a,x,m,m,335MPa,级,400MPa,级,500MPa,级,wlim=0.3mm,a,C30,混凝土,b,C40,混凝土,c,C50,混凝土,相当于一类环境下（保护层,厚度,c,20mm,c,s,30mm,d,20,mm,，混凝土强度分,别为,C30

46、,C40,和,C50,图,4,梁裂缝宽度比较,梁的混凝土多为,C30,或,C40,级，在大多数情况下采用,400MPa,级钢筋作为梁的受力主筋，其裂缝宽度容易满足,要求。只有当梁承受的荷载较大（配筋率较大）或采用高,强度混凝土（如高层建筑转换层大梁）时，才宜采用,500MPa,级钢筋作为梁的受力主筋,板裂缝宽度分析,相当于一类或二,a,类环境，保护层厚度,1520mm,c,s=20mm,C30,混凝土,d,14mm,c,s,20mm,0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,配筋率,r,s,A,s,b

47、h,w,m,a,x,m,m,335MPa,级,400MPa,级,500MPa,级,wlim=0.3mm,wlim=0.2mm,C40,混凝土,d,14mm,c,s,20mm,0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,配筋率,r,s,A,s,bh,w,m,a,x,m,m,335MPa,级,400MPa,级,500MPa,级,wlim=0.3mm,wlim=0.2mm,a,C30,混凝土,b,C40,混凝土,图,5,d,14mm,钢筋板裂缝宽度比较,C30,混凝土,d,12mm,c,s,20mm,0.00

48、,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,配筋率,r,s,A,s,bh,w,m,a,x,m,m,335MPa,级,400MPa,级,500MPa,级,wlim=0.3mm,wlim=0.2mm,C40,混凝土,d,12mm,c,s,20mm,0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,配筋率,r,s,A,s,bh,w,m,a,x,m,m,335MPa,级,400MPa,级,500MPa,级,wlim=0.3mm,wli

49、m=0.2mm,a,C30,混凝土,b,C40,混凝土,图,6,d,12mm,钢筋板裂缝宽度比较,一类环境,w,lim,0.3mm,板受力钢筋直径不大于,d,14mm,或,d,12mm,时,335MPa,400MPa,和,500MPa,级钢筋的计算裂缝,宽度均小于规定的限值；二,a,类环境下,w,lim,0.2mm,335MPa,和,400MPa,级钢筋在各种配筋率下的计算裂缝宽度均,小于规定的限值,500MPa,级钢筋当配筋率大于,1.5,以后计算,裂缝宽度才小于规定的限值,CRB600H,钢筋,d,12mm,0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0

50、.00,0.30,0.60,0.90,1.20,配筋率,r,A,s,bh,最,大,裂,缝,宽,度,w,m,a,x,m,m,C20,C25,C30,wlim=0.3mm,wlim=0.2mm,配,CRB600H,高延性冷轧带肋钢筋焊接网的板类构件当钢筋,直径不大于,12mm,混凝土强度等级不低于,C20,时，其最大,计算裂缝宽度,w,max,均小于,0.3mm,满足一类环境裂缝宽度,限值的要求,CRB600H,高延性冷轧带,肋钢筋板类构件裂缝分析,4,应用高强钢筋的设计原则,中小型钢筋混凝土结构，构件的截面尺寸不很大，混凝土,强度等级多为,C30,或,C40,时,400MPa,级钢筋的锚固长度和

51、,裂缝限值均容易满足要求，具有较广泛的适用性,500MPa,级钢筋在混凝土强度较高,C50,或以上）、配筋率,较大时，锚固长度和裂缝限值才容易满足要求，适用于需,要较大承载力的构件,在现阶段推广应用高强钢筋的设计中，应优先采用,400MPa,级钢筋作为受力钢筋。但同时应积极推广应用,500MPa,级钢，尤其在一些采用高强度混凝土、需要较大,承载力配筋率较大的结或构件中，应用,500MPa,级钢筋不,仅适用性较好、节约钢筋效果更明显，而且还能有效改善,节点钢筋密集现象提高工程质量,要在结构设计中的科学合理应用高强钢筋,首先要将高强,钢筋用于按承载力配筋的构件中,因为在这种构件中钢筋,的强度能够充

52、分发挥，钢筋的强度越高，节省钢筋的效果,越明显。其次是在选用钢筋,400MPa,级或,500MPa,级）时,要兼顾锚固、裂缝控制、梁端塑性铰功能以及抗震的延性,要求,如按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件,其纵向受力钢筋最大力下的总伸长率实测值不应小于,9,还应选用牌号带,E,的,HRB400E,或,HRB500E,钢筋。此外,还要,理解和合理运用规范中有关高强钢筋的构造规定,如,最小配筋率等），以达到节约钢筋的效果,1,柱类构件,由于抗震设计轴压比限值的要求，在多高层结构的框架柱,和框支柱中有相当比例柱的纵向受力钢筋按最小配筋百分,率配筋,表,1,不同强度钢筋最小配筋百分率比较,柱类型

53、,中柱、边柱,角柱、框支柱,钢筋级别,335,级,400,级,500,级,335,级,400,级,500,级,抗,震,等,级,一级,1.0,0.95,0.95,0.9,0.90,1.2,1.15,0.96,1.1,0.92,二级,0.8,0.75,0.94,0.7,0.88,1.0,0.95,0.95,0.9,0.90,三级,0.7,0.65,0.93,0.6,0.86,0.9,0.85,0.94,0.8,0.89,四级,0.6,0.55,0.92,0.5,0.83,0.8,0.75,0.94,0.7,0.88,在柱类构件中纵筋用,400MPa,级钢筋代替,335MPa,级钢筋，按,最小配筋百

54、分率计算的钢筋用量可减小,4%7,用,500MPa,级,钢筋代替,335MPa,级钢筋，按最小配筋百分率计算的钢筋用量,可减小,8%17,由于,在按承载力计算配筋的柱中，钢筋强度,越高，节约钢筋的效果也越明显,因此对于,柱类构件无论是按,计算配筋还是最小配筋百分率配筋，纵向受力钢筋采用,500MPa,级钢筋的节材效果最好,纵向受力钢筋采用,400MPa,级,钢筋也有较明显的节材效果,柱箍筋加密区箍筋的体积配箍率,r,v,应符合下式的规定,y,v,c,v,v,f,f,r,式中,v,为与轴压比、抗震等级以及箍筋形式有关的系数,f,c,为,混凝土轴心抗压强度设计值,f,yv,为箍筋抗拉强度设计值。当

55、,采,335MPa,400MPa,和,500MPa,级钢筋做柱的箍筋时，其抗拉,强度设计值,f,yv,可分别取,300MPa,360MPa,和,435MPa,箍筋强,度越高，所需的体积配箍率,r,v,也越小。因此在柱中用,400MPa,和,500MPa,级钢筋代替,335MPa,级钢筋做箍筋，也可明显减少,箍筋用量，有利于混凝土浇筑,在柱中采用高强钢筋节材效果显著，且柱中受力钢筋的锚,固构造比梁中容易处理，也基本不存在裂缝宽度超过限值的,问题。在柱类构件中应大力推广应用高强钢筋，有条件时应,积极采用,500MPa,级钢筋，节约钢筋的效果将更为显著,2,板类构件,板类构件中受力钢筋的直径较小，锚

56、固构造等问题较容易,处理,按承载力计算时，在一类环境下,400MPa,和,500MPa,级钢筋,的裂缝宽度均能满足要求，在二,a,类环境下,400MPa,级钢筋,的裂缝宽度能满足要求,按最小配筋率配筋时，规范规定板类受弯构件（不包括悬,臂板）的受拉钢筋，当采用,400MPa,和,500MPa,级钢筋时,其最小配筋百分率允许采用,0.15,和,45,f,t,f,y,的较大值。对于一,般民用建筑的现浇混凝土楼板，其受力钢筋的用量大多由,最小配筋百分率确定，当楼板混凝土等级为,C30,时，采用,335MPa,级,400MPa,级和,500MPa,级钢筋的最小配筋率分别,为,0.215,0.179,和

57、,0.15,与,335MPa,级钢筋相比，采用,400MPa,和,500MPa,级钢筋后按最小配筋率计算的钢筋用量,分别减少,16.7,和,30,纵向受力钢筋的最小配筋率,纵向受力钢筋的最小配筋百分率,min,受力类型,最小配筋百分率,受压,构件,全部,纵向,钢筋,强度级别,500N/mm,2,0.50,强度级别,400N/mm,2,0.55,强度级别,300 N/mm,2,335 N/mm,2,0.60,一侧纵向钢筋,0.20,受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件,一侧的受拉钢筋,0.2,和,45,f,t,f,v,中的较大值,注,1,受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率，当采用,C60,及,以上强

58、度,等级的混凝土时，应按表中规定增加,0.10,2,板类受弯构件（不包括悬臂板,的受拉钢筋，当采用强度级别,400N/mm,2,500 N/mm,2,的钢筋时，其最小配筋百分率应允许采用,0.15,和,45,f,t,f,v,中的较大值,板类构件中采用高强钢筋无论是按承载力计算配筋，还是,按最小配筋率配筋均可显著减少用钢量,有条件时在某些对延性要求不高的板类构件（如基础厚板,中还可采用价格较低的,RRB400,级钢筋，经济效益会更明,显,3,梁类构件,梁类构件中由于纵向受力钢筋锚固的需要以及受剪计算中,箍筋抗拉强度的限制,360MPa,，在多数情况下宜采用,400MPa,级钢筋作为梁的受力主筋和

59、箍筋，一般不宜采用,500MPa,级钢,在梁承受的荷载较大、截面尺寸和配筋率均较大、混凝土,强度等级也较高,C50,时（如转换层大梁），采用,500MPa,级钢筋的裂缝宽度可满足要求，节点的锚固设计,也较容易处理。在这种情况下可结合结构总体的配筋情况,如柱或板也采用,500MPa,级钢筋），在梁中也采用,500MPa,级钢筋，不仅节约钢筋的效果明显，还可方便施,工管理,5,设计中选用高强钢筋的有关要求,1,合理选用,400MPa,级和,500MPa,级钢筋以及,300MPa,级钢,筋，提高钢筋应用的性价比,400MPa,级和,500MPa,级钢,筋主要用于受力钢筋,梁中的箍筋宜用,400MPa

60、,级钢筋,而构造钢筋和辅助钢筋如架立筋、防裂网片钢筋、吊钩,等则可采用价格较低但延性很好的,300MPa,级等钢筋，做,到精打细算、物尽其用，以取得更的效益,2,为方便施工防止差错,同一类构件中的纵向受力钢筋,不宜将,400MPa,级和,500MPa,级钢筋混用,我国目前生产,的,335MPa,400MPa,和,500MPa,级热轧带肋钢筋均为两面,纵肋、月牙形横肋外形，其差主要在于钢筋表面的标识,仅从外形上不易区分，在调查中曾发现有将,400MPa,和,500MPa,级钢筋混淆的情况。因此在同一类构件中不宜将,不同级别的纵向受力钢筋混用，以免出现差错,5,应用高强钢筋案例比较与分析,1,某框