浅议混凝土结构设计标准规范与公路钢筋混凝土及其预应力混凝土桥涵设计标准规范之差异

1、得分:南京林业大学研究生课程论文20142015学年 第2学期课程号：PD06015课程名称：工程结构设计理论论文题目：浅议混凝土结构设计规范与公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范之差异学科专业：建筑与土木工程学 号:姓 名:任课教师：二O五年六月浅议混凝土结构设计规范与公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范之差异摘要：本文介绍了混凝土结构设计规范GB50010-2010和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004勺发展历程，并从适用范围、混凝 土强度设计值、钢筋的选用要求、对于素混凝土的规定、配筋率的定义、最小配 筋率取值以及最大裂缝宽度计算公式分析了两规范的不同

2、点。关键词：混凝土 ；钢筋;桥涵;适用范围；素混凝土;配筋率；裂缝宽度Abstract： This article introduces the specification forCods for design of concrete structure(GB50010-2010) and Rein forced con crete and pre-stressed con crete highway bridge (JTG D62-2004) developme nt course. Then the article an alysises the differe nces of two s

3、pecificati ons from the scope of the select ion of desig n value, con crete stre ngth, steel dema nd, for the defi niti on of the regulati on of pla in con crete, rein forceme nt ratio, the minimum rein forceme nt ratio values and the maximum crack width calculati on formula.Keywords:concrete;rebar;

4、bridgesand culverts;range of application;plainconcrete;rein forceme nt ratio; crack width1混凝土结构设计规范GB50010-2010发展历程从建国到现在，混凝土结构设计规范的制订经历了照搬照抄的 GBJ21-66规范、 自主制定的TJI0-74规范、跨越式发展的GBJIO-89规范、实施全面与国际接轨的 GB50012002规范，以及2011年7月1日开始实施的GB50010-2010规范等5个发展 阶段。最新颁布的2010版混凝土结构设计规范，相对2002版而言，主要增加 了 500MP级带肋钢筋，以3

5、00MP级光圆钢筋取代235MP级钢筋，修改了受剪承载 力计算公式，调整了混凝土的保护层厚度、钢筋的锚固长度和纵向受力钢筋最小 配筋率等内容。2公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004发展历程改规范系根据中华人民共和国交通部交公路发 19961085号文关于下达 1996年度公路工程建设标准、规范、定额等编制、修订工作计划的通知的要求，对公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTJ 023-85)进行修订而成。 修订的主要内容包括：按公路工程结构可靠度设计统一标准(GB/ T50283-1999)的规定，采用了以概率理论为基础的极限状态设计方法；按工程 结构设计基本

6、术语和通用符号(GBJ 132-90)的规定，修改了符号并列出了基 本名词术语；在材料方面，改变了强度的取值原则，将混凝土的强度等级提高到 C80,钢筋品种也随现行国家标准的规定作了调整；全面改进和补充了棍种受力 构件的正截面和受弯构件斜截面的承载力计算内容；改善r预应力混凝土受弯构件的抗裂限值、裂缝宽度和构件刚度的计算方法，以及预应力钢筋的几项预应力 损失如钢丝和钢绞线的松弛损失、混凝土收缩和徐变损失等。此外，该规范还增 加了有关构件耐久性的规定，组合式受弯构件、墩台盖梁、桩基承台和箱梁翼缘 有效宽度等方面的计算和构造的规定。对桥梁上、下部构造，如钢筋的最小保护 层厚度、最小锚旧K度、钢筋接

7、头及钢筋最小配筋率等方面也作了较全面的补充 和完善。|3适用范围不同混凝土结构设计规范适用于房屋和一般构筑物的钢筋混凝土、预应力混凝土以及素混凝土结构的设计，并不适用于轻骨料混凝土及特种混凝土结构的设 计。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范适用于公路桥涵的一般钢 筋混凝土及预应力混凝土结构构件的设计，不适用于轻集料混凝土及其他特种混 凝土桥涵结构构件的设计。4所采用的混凝土轴心抗压/抗拉强度设计值不同混凝土结构设计规范所采用的混凝土轴心抗压/抗拉强度设计值如表4.1。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范采用的混凝土轴心抗压/抗拉强度设计值如表4.2。表4.1混凝土结构设计规范混凝土轴

8、心抗压 /抗拉强度设计值(N/mnh)强混凝土强度等级度C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80fc7.213.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.2ft0.911.101.271.431.571.711.801.891.962.042.092.142.182.22表4.2公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范混凝土轴心抗压/抗拉强度设计值(N/mm)强混凝土强度等级度C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80fc6.99.211.513.816.

9、118.420.522.424.426.528.530.532.434.6ft0.881.061.231.391.521.651.751.831.891.962.022.072.102.14从上两表可以看出，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的混凝土轴心抗压/抗拉强度设计值比混凝土结构设计规范所使用的低。5钢筋的选用要求不同混凝土结构设计规范GB50010-2010中钢筋应按下列规定选用：(1)纵向受力普通钢筋宜采用 HRB400 HRB500 HRBF400 HRBF50C钢冈筋，也 可采用 HPB300 HRB335 HRBF335 RRB40C冈冈筋；(2) 梁、柱纵向受力普通钢筋

10、应采用 HRB400 HRB500 HRBF400 HRBF50(钢筋；(3) 箍筋宜采用HRB400 HRBF400 HPB300 HRB500 HRBF50C冈冈筋，也可采用 HRB335 HRBF335冈筋；(4) 预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004中钢筋应按下列规定选用：(1) 钢筋混凝土及预应力混凝土构件中的普通钢筋宜选用热轧R235 HRB335 HRB400及 KL400钢筋，预应力混凝土构件中的箍筋应选用其中的带肋钢筋；按 构造要求配置的钢筋网可采用冷轧带肋钢筋。(2) 预应力混凝土构件中的预应力钢

11、筋应选用钢绞线、钢丝；中、小型构件或竖、横向预应力钢筋，也可选用精轧螺纹钢筋。从上可以看出，两规范钢筋的选用有细微差别，混凝土结构设计规范GB50010-2010规定所采用的钢筋更加细致。6对于素混凝土的规定不同素混凝土是指由水泥、砂(细骨料)、石子(粗骨料)、外加剂等，按一定比 例混合后加一定比例的水拌制而成，其内不含钢筋或不配置受力钢筋。在房屋建筑中，素混凝土构件还是占有相当的份额，但是在公路桥涵工程中由于很少有纯受压的构件，故很少用到素混凝上结构构件钢筋混凝土构所以在混凝土结构设计规范的附录中有详细的素混凝土结构构件的设计要求，而在公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中并未提及素混凝

12、土。7配筋率的定义不同在混凝土结构设计规范中配配筋率是混凝土构件中配置的钢筋面积（或 体积）与规定的混凝土截面面积（或体积）的比值，即纵筋面积和构件全截面面 积（bh）的比值，但是在公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范配筋 率为纵筋面积与有效截面面积（bho）的比值。8最小配筋率不同在混凝土结构设计规范中钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百 分率P?不应小于表8.1规定的数值。表8.1 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强度级别500N/mm20.50强度级别400N/mm20.55全部纵向钢筋强度级别 300 N/mm2、335 N/mm20.60受压构件一侧

13、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45九fy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 板类受弯构件的受拉钢筋，当采用强度级别400N/mrfi、500 N/mni的钢筋时，其最小配筋百分率应允许采用0.15和45匚fy中的较大值；3偏心受拉构件中的受压钢筋，应按受压构件一侧纵向钢筋考虑；4受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率均应按构件的全截面面积计算；5 受弯构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受

14、压翼缘面积bf b hf后的截面面积计算；6当钢筋沿构件截面周边布置时，“一侧纵向钢筋”系指沿受力方向两个对边中一边布置的纵向钢 筋。而公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中规定,0.5,当混凝土强件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率应符合下列要求:（1）轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋百分率不应小于度等级C50及以上时不应小于0.6；同时，一侧钢筋的配筋百分率不应小于0.2。当大偏心受拉构件的受压区配置按计算需要的受压钢筋时，其配筋百分率不应小于0.2。（2）受弯构件、偏心受拉构件及轴心受拉构件的一侧受拉钢筋的配筋百分率不应小于45 ?，同时不应小于 0.20。轴心受压构件、偏心

15、受压构件全部纵向钢筋的配筋百分率和一 ?侧纵向钢筋（包括大偏心受拉构件受压钢筋）的配筋百分率应按构件的毛截面面积计算。轴心受拉构件及小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋百分率应按构件毛截面面积计算。受弯构?aQ件、大偏心受拉构件的一侧受拉钢筋的配筋百分率为100 ?-，其中As为受拉钢筋截面面积，- 0b为腹板宽度（箱形截面梁为各腹板宽度之和），h为有效高度。当钢筋沿构件截面周边布置时，一侧的受压钢筋”或一侧的受拉钢筋”系指受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋。预应力混凝土受弯构件最小配筋率应满足下列条件：Mnd ,? 1.0Mcr式中：Mnd 受弯构件正截面抗弯承载力设计者;Mcr 受弯构件正

16、截面开裂弯矩值。部分预应力混凝土受弯构件中普通受拉钢筋的截面面积，不应小于0.003bh。9最大裂缝宽度计算公式不同混凝土结构设计规范中规定，在矩形、 T形、倒T形和I形截面的钢筋 混凝土受拉、受弯和偏心受压构件及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中， 按荷 载标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度可按下列公式计Wmaxdeq1.9cs 0.08 te1.10.65te sd eqm Vidi式中：cr构件受力特征系数;AsApteAte有效受拉混凝土截面面积;裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数;按荷载准永久组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋应力或按 s标准组合计算的预应力混凝土构件

17、纵向受拉钢筋等效应力；Es钢筋弹性模量;cs -最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（mm）；按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率受拉区纵向钢筋截面面积;A 受拉区纵向预应力筋截面面积；Pd?受拉区纵向钢筋的等效直径（mi）d?受拉区第i种纵向钢筋的公称直径；受拉区第i种纵向钢筋的根数；v受拉区第i种纵向钢筋的相对粘结特性系数。而在公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中，矩形、T形和I形截面钢筋混凝土构件及 B类预应力混凝土受弯构件，其最大裂缝宽度 Wfk按下列公式计算：? 30 + ? ?= ? ?讣0.28+10?+ ?卩? + (?-?)?式中：？?一钢筋表面形状系数；?作用（或荷载）长期效应影响系数;?与构建受力性质有个的系数；?钢筋应力；d 纵向受拉钢筋直径；teAp-纵向受拉钢筋配筋率;?构件受拉翼缘宽度； ?构件受拉翼缘厚度10结语混凝土结构设计规范GB50010-2010和公路钢筋混凝土及预应力混凝 土桥涵设计规范JT