混凝土设计规范2010版讲座一课件

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）简介（天津大学建筑工程学院）一、概况----编制组成立及修订过程根据建设部建标［2006］77号文的要求，由中国建筑科学院会同有关单位对国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002进行全面修订。参加修订的单位有：清华大学、天津大学、重庆大学、同济大学、东南大学、大连理工大学、哈尔滨工业大学、浙江大学、郑州大学、河海大学、湖南大学、西安建筑科技大学（12所大学），中国建筑设计院、北京市建筑设计研究院、华东建筑设计研究院、中国建筑西南设计研究院、中国航空工业规划设计研究院、南京市建筑设计院有限公司（6所设计院）及国家建筑工程质量监督检验中心、国家建筑钢材质量监督检验中心、中建国际建筑公司、北京榆构有限公司等共22个单位，修订组成员共30人。2007年2月8日修订组成立暨第一次工作会议2008年召开了第二次、第三次工作会议，提出并讲座了征求意见初稿2009年7月20日提出规范征求意见稿，在全国范围广泛征求意见，共收到56个单位近200余名技术人员意见1500条2009年11反馈意见汇总、处理，对征求意见稿修改、补充形成送审初稿。在征求意见的同时，修订组组织有关单位完成了新版规范软件的编制工作并进行试设计、试设计工作于09年12月完成。2009年11月30～12月2日送审稿审查会，在北京召开并通过。2010年6月规范报批2010年8月住房和城乡建设部发布公告，混凝土结构设计规范GB50010-2010，2011年7月1日实施。二.修订原则原则为“补充、完善、提高、不作大的改动。”三.主要修订内容1.补充了“结构方案”和“结构防连续倒塌”的设计原则2.增加了“既有结构改造设计的原则”规定3.增加了“应力设计”内容----完善承载力极限状态设计内容4.按荷载效应准永久组合进行钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算5.增加了楼盖舒适度的设计要求6.完善了耐久性设计规定7.淘汰235MPa低强钢筋，增加500MPa高强钢筋，明确将400MPa级钢筋作为主力钢筋。倡导应用500MPa钢筋，逐步淘汰335MPa级钢筋；提出钢筋延性（最大力下总伸长率）的要求，以提高结构的变形能力的抗震性能8.提出了“并筋”的配筋方法9．提出了“非荷载效应(温差、收缩等)”分析的原则10．提出了结构侧移产生的二阶(P-Δ)效应分析方法11.完善了“钢筋和混凝土的本构关系”和“混凝土多轴强度准则”12.调整正截面承载力计算内容的表达方式13.完善了受压构件自身挠曲产生的二阶(P-δ)效应计算规定14.调整了斜截面受剪承载力计算方法，适当增加了安全儲备15.完善了双向受剪承载力计算方法，补充了抗震设计计算规定16.补充了拉-扭和拉-弯-剪-扭复合受力构件设计计算的相关规定17.修改了受冲切承载力计算公式,补充了抗震设计计算规定18.修改、明确了按应力配筋的有关要求19.补充调整了裂缝宽度计算规定（钢筋应力计算方法、受力特征系数的调整）20.适当调整了钢筋的保护层厚度21.修改了锚固长度的有关规定，增加了“机械锚固”内容22.调整了纵向受力钢筋的最小配筋率要求23.在梁柱节点中引入“机械锚头”的新内容24.补充了装配式混凝土结构设计原则及有关构造要求25.补充、完善了“预应力混凝土构件计算的构造要求”增加了无粘结预应力混凝土构件的有关规定26.调整预应力损失试设计项目为各单位已经完成的既有结构工程荷载效应按最新版本严格按提供程序计算，不考虑设计习惯及技术措施，采用高强钢筋（HRB400、HRB500）进行材料用量比较。总结1.与原规范比较，混凝土用量无明显变化，在钢筋等级不变情况下，钢筋用量稍有波动，但基本持平2.受弯构件，裂缝宽度控制大幅度减少（10～40%），受力纵筋用量明显减小，可达10%左右。受弯构件的箍筋因受剪承载力计算公式调整，用钢量增加。3.柱中加密区箍筋采用配箍特征值控制情况下，采用高强箍筋省钢20%以上4.用300MPa级取代235MPa级钢筋，用400、500MPa取代335MPa级钢筋，可明显减少钢筋用量，平均可减少约15%左右5.对于荷载及内力甚大，由承载力确定配筋的构件应用高强钢筋，可省钢约10～20%6.高强钢筋锚固长度、搭接长度增大，采用机械锚固和机械连接，并未明显增加用钢量7.对于荷载及内力不大，由最小配筋率确定截面配筋的情况采用HRB500MPa级钢筋总效果不明显，因此中高强400MPa级钢筋可能为未来的主力钢筋8.板柱结构在限制高度24m的情况下，钢筋等级不变情况下，用钢量增加10～15%，采用高强钢筋后，总用钢量可以持平或减少9.新规范适用性好，在提高安全储备、抗灾能力和耐久性情况下，通过技术进步的采用高强材料等措施，有效地落实了节材、减耗、环保的目标会议认为：《规范》（送审稿）反映了混凝土结构设计的最新成果、适用性强，无重大遗留问题。《规范》技术指标科学合理、符合国家技术政策，能够满足工程建设需要，总体上达到了国际先进水平。

会议一致同意通过《规范》（送审稿）。要求修订组根据审查会议的意见，对送审稿进行进一步修改和完善，尽快形成报批稿上报主管部门审批、发布。

2010年6月报批并已批准。符号HotRolledRibbedSteelBars(HRB)Fine(F细晶粒)Plain(平滑的)RemainedHeatTreatment(RRB)RibbedSteelBarsEarthquake(地震)Sway(S侧移)六、各章主要的具体修订内容（一）总则1.0.1条1.0.2条，条文中结构的设计还包括扩建、改造、受损的修建等，既有结构的设计（二）术语、符号新华网北京2011年4月11日电（记者卢国强）11日上午，北京市朝阳区和平街12区3号楼5单元发生爆炸事故，造成楼体部分坍塌。截至10时30分，事故已导致1人死亡、1人受伤，北京市公安、消防部门正对现场进行全力搜救。目标：“当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时，结构仍可保持必要的整体稳定性，不会出现与起因不相称的后果。”“在特定类型的偶然作用发生时或发生后，结构体系可能局部破坏（塌垮），但应具有依靠结构继续承载而避免发生与作用不相匹配的大范围破坏或连续倒塌的能力。”偶然作用包括：压力荷载（如爆炸、龙卷风）撞击力（如机器碰撞、摆动物体的撞击等）变形有关的作用（地基基础下陷、沉降）等非正常事件引起的地质灾害、轰炸等不可抗拒的作用不包括在防连续倒塌设计范围对于建筑结构，内部爆炸是最常见的偶然作用。偶然作用（爆炸）的特点：量值很大，作用时间很短。3.6.1条：一般结构用的防倒塌设计要求防倒塌设计的难度和代价很大，一般结构只进行防连续倒塌的概念设计：如加强楼梯、避难室、底层边墙、角柱等重要部位；在关键要害区域设置缓冲装置（防撞墙、裙房等）或泄能通道（开敞布置或轻质墙体、轻质屋盖等）；布置分割缝以控制倒塌范围）；增加关键部位的冗余约束及备用传递途径以定性设计的方法增强结构的防连续倒塌的能力。3.6.2条倒塌可能引起严重后果的、安全等级为一级的可能遭受袭击的重要结构，以及为抵御灾害作用面必须增强抗灾能力的结构宜进行定量设计。

本条给出了设计方法：1、局部加强法2、拉结构件法3、拆除构件法见3.6.2条文偶然作用柱失效

柱所支承的梁为拉弯构件

通过梁机制、悬链线机制（悬索机制）

避免连续倒塌图：水平构件拉结四材料各国规范钢筋强度等级限制（1）美国ACI318-08（5）日本，进行了一项长达5年的“新钢筋混凝土项目”系统。研究认为：钢筋强度≤700MPa、混凝土强度≤60MPa时采取一定措施后，可用于抗震结构。（6）欧洲标准EC8（2003年）结构分为三个等级：低延性（DCL）、中延性（DCM）、高延性（DCH）钢筋分为：A、B、C三个等级满足抗震延性要求为B、C级fy=400～600MPaB级钢筋δgt或εsu≮7.5%C级钢筋δgt或εsu≮9%我国情况：2007年10月建研院提出对规范进行局部修订，以提前推动高强钢筋（HRB500、HRB400）的工程应用。鉴于修订内容较多，改局部修订为另行编制“导则”

《热轧带肋高强钢筋在混凝土结构中应用技术导则》编号为RISN-TG007-2009，2009年10月发布。（中国建筑工业出版社出版）

导则的编制是在国家“863”课题—2004年，500MPa级钢筋应用技术研究成果的基础上进行的。500MPa级钢筋应用技术研究的“关键技术”有：一、二阶效应（Secondordereffect）结构中的“二阶效应”是：作用在结构上的重力或构件中的轴压力在变形后的结构或构件中引起的附加内力（如弯矩）和附加变形（如结构侧移，构件挠曲）。六承载能力极限状态计算二、二阶效应分为两类：①结构侧移二阶效应（P-△效应）

由重力在产生了侧移的结构中形成的整体二阶效应，也称“重力二阶效应”。

②杆件挠曲二阶效应(P-δ效应)

由轴压力在杆件自身挠曲后引起的局部二阶效应。通常P-δ效应起控制作用仅在少数偏压构件中形成，反弯点不在柱高范围内的较细长偏心压杆则有可能属于这类情况。杆件挠曲二阶效应(A)(B)右图，增大后的弯矩有可能大于M2三、框架结构二阶效应的基本规律有P-δ效应下的弯矩分布有P-△效应下的弯矩分布

★除底层柱以外，P-δ不增大其它各层柱上、下端竖向荷载一阶弯矩，反而略有减小作用。(a)(A)

(A)★P-△效应增大所有柱端水平荷载弯矩(b)，每一层的效应对该层层间位移的增大程度与该层每一柱端弯矩的增大程度是相同的，但竖向荷载弯矩不被P-△效应增大。★P-δ效应减少梁端竖向荷载弯矩，P-△效应增大梁端水平荷载弯矩。★当框架产生水平位移时，柱除产生P-△效应外，它相对于自己的轴线也产生了挠曲，所以轴压力在柱自身挠曲变形中也将形成P-δ效应，但通常不起控制作用。(b)(B)(B)★如果框架杆件在无侧移状况下过于细长，在柱高度范围内被P-δ效应增大了的弯矩有可能大于柱端一阶弯矩，从而形成对框架柱截面设计起控制作用。(B)(B)四、在二阶效应计算中需注意的主要问题1.P-△效应只增大引起结构侧移的弯矩Ms，不增大不引起结构侧移的弯矩Mns，即：2.框架结构同层各柱柱端Ms被P-△效应增大的比例应相同（层效应）；3.进行内力分析时，必须考虑钢筋混凝土结构构件材料非弹性的特点。否则计算出的附加弯矩（二阶弯矩）可能小40~60%。（不能用弹性刚度，若用弹性刚度则△、M值更偏小）02规范弯矩全部放大五、P-△效应的分析方法（1）有限元分析方法，宜考虑混凝土构件开裂对构件刚度降低的影响（否则二阶弯矩低估40～60%）。亦可称作，考虑折减构件刚度的弹性二阶分析方法。我国02规范7.3.12条称作：考虑二阶效应的弹性分析方法美国规范ACI318-05称作二阶弹性分析方法（10.13.4条）构件刚度折减系数规范梁柱剪力墙、筒体02规范0.40.60.45（0.7）11规范附录B0.40.60.45（0.7）美国0.350.70.35（0.7）欧洲0.50.50.5011规范5.3.4条未明确刚度折减系数取值，使用程序时应予以关注为妥《PKPM多高层结构计算软件》首先计算竖向荷载引起的整个结构的几何刚度，以此修改原有结构总刚，从而实现P-△效应计算。《复杂高层建筑结构设计》P-△效应的简化计算E.L.Wilsonetl.StaticandDynamicAnalysisofMulti-StoryBuildingIncludingP-△Effects,EarthquakeSpectra,1987,