混凝土结构设计规范GB50010-新讲解

《混凝土结构设计规范》

GB50010-2010

新增讲解梁兴文西安建筑科技大学1

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》2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）3★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4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）5◆

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。6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）：

7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。

8◆

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。9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。

10斜截截面面受受剪剪承承载载力力计计算算（（2）现规规范范公公式式存存在在问问题题▼两个个公公式式，，国国内内外外规规范范多多数数为为一一个个公公式式，，需需统统一一。。▼当集集中中荷荷载载对对支支座座截截面面或或节节点点边边缘缘所所产产生生的的剪剪力力值值占占总总剪剪力力值值的的75%时，，两两个个计计算算公公式式不不连连续续，，计计算算结结果果存存在在较较大大差差异异（（最最大大差差异异134%）。。▼与国国外外规规范范相相比比，，我我国国规规范范的的受受剪剪承承载载力力计计算算值值仍仍偏偏高高（（可可靠靠度度水水平平偏偏低低））。。11当仅仅配配置置箍箍筋筋时时，，矩矩形形、、T形和和I形截截面面受受弯弯构构件件的的斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力应应符符合合下下列列规规定定：：———截面面混混凝凝土土受受剪剪承承载载力力系系数数对于于一般般受受弯弯构构件件取0.7；对集中中荷荷载载作作用用下下的的独独立立梁梁，取取注：：箍筋筋项项前前的的系系数数由由1.25改为为1.0；用用钢钢量量增增加加约约25%。★斜截截面面受受剪剪承承载载力力计计算算12★双向向受受剪剪框框架架柱柱斜截截面面受受剪剪承承载载力力计计算算（（3）当斜斜向向荷荷载载正正交交分分解解为为混凝凝土土既既在在X向全全部部用用来来抵抵抗抗X向剪剪力力，，又又在在Y向全全部部用用来来抵抵抗抗Y向剪剪力力，，重重复复计计算算了了混混凝凝土土在在两两个个主主轴轴方方向向上上的的受受剪剪承承载载力力，，过过高高地地估估计计了了混混凝凝土土的的抗抗剪剪作作用用。。由于于每每个个主主轴轴方方向向上上的的箍箍筋筋都都可可以以用用来来抵抵抗抗相相应应方方向向上上的的剪剪力力，，其其抗抗力力不不必必折折减减。13有腹筋混混凝土框框架柱承承受斜向向水平荷荷载，将将斜向水水平荷载载正交分分解后，，按X向和Y向受剪进进行设计计，重复复计算了了混凝土土的受剪剪承载力力，偏于于不安全全。矩形截面面双向受受剪的钢钢筋混凝凝土框架架柱，斜斜截面受受剪承载载力应符符合：在x轴、y轴方向的的斜截面面受剪承承载力设设计值、、应按下下列公式式计算：：★双向受剪剪框架柱柱斜截面受受剪承载载力计算算14★增加了拉扭和拉、弯、、剪、扭扭构件受扭及剪剪扭承载载力计算算公式（（4）拉扭构件件拉、弯、、剪、扭扭构件与国内25个拉扭试试件的试试验结果果比较，，按公式式的计算算值与试试验值之之比的平平均值为为0.947（0.755～1.189），是可可以接受受的。15▼RC结构中采采用高强强钢筋（（HRB500，HRBF500），其用用钢量一一般由裂裂缝或变变形控制制，限制制了高强强钢筋的的应用。。▼按荷载效效应的标准组合合（PC）或准永久组组合（RC）并考虑长长期作用用影响的的最大裂裂缝宽度度(mm)可按下列列公式计计算：标准组合合一般用于于不可逆逆正常使使用极限限状态；；频遇组合合一般用于于可逆正正常使用用极限状状态；准永久组组合一般用在在当长期期效应是是决定性性因素时时的正常常使用极极限状态态。★裂缝宽度度计算（（5）16表7.1.2-1构件受力力特征系系数注：将系数由由原原来的2.1降低到1.9；将标准组组合改为为准永久久组合。。裂缝宽度度约减小小30%，可适应应高强钢钢筋的应应用。类型

钢筋混凝土构件

预应力混凝土构件

受弯、偏心受压

1.9

(2.1)1.5

偏心受拉

2.4

—

轴心受拉

2.7

2.2

17★完善规范范的完整整性，从从以构件件计算为为主适当当扩展到到整体结构构的设计计，补充“结构方案案”和“结构抗倒倒塌设计计”的原则则（6）◆结构方案案设计混凝土结构的选选型及布布置结构缝的的设计原原则结构构件件的连接和构构造建筑、抗抗震、耐耐久、抗抗灾、节节材等18结构抗倒倒塌设计计（7）◆设计表达达式：混凝土结结构在偶偶然作用用下的防防连续倒倒塌验算算，应采采用下列列极限状状态设计计表达式式：SAd——偶然作用用的效应应组合设设计值；；RAd——偶然作用用下的结结构防连连续倒塌塌的承载载力函数数，根据据结构的的几何参参数及材材料强度度标准值或或平均值值确定。19▼对于可能能遭受偶偶然作用用，且倒倒塌可能能引起严严重后果果的重要要混凝土土结构，，宜进行行防连续倒塌设计计。▼混凝土结结构的防防连续倒倒塌设计计宜符合合下列要求求：＊避免使结结构中的的关键构构件直接接遭受偶偶然作用用；＊采取减小小偶然作作用效应应的措施施；＊在结构容易遭受受偶然作用用影响的的区域增加冗余余约束；；＊增强疏散散通道、、避难空空间及结结构关键键传力部部位的承承载能力力和变形形性能。。◆防连续倒倒塌设计计原则20◆结构防连连续倒塌塌设计方法▼局部加强强法：对可能遭遭受偶然然作用而而发生局局部破坏坏的关键键受力部部位，提提高安全全储备；；▼拉结构件件法：通过贯通通水平构构件的最最小配筋筋和钢筋连接接措施，使使缺失支支承后的的水平构构件在大大变形下下具有必必要的承承载能力力，维持持结构的的整体稳稳固性；；▼拆除构件件法：按一定规规则拆除除主要受受力构件件，验算算结构体体系中的的剩余部部分的承承载能力力。21结构抗倒倒塌设计计◆结构防连连续倒塌塌验算应应考虑倒倒塌冲击击引起的的动力系数数，并根据据倒塌的的具体情情况确定定荷载效应应。材料强度度可取标准值或或平均值值，并应考考虑动力力作用下下材料强强化。22对大跨度度混凝土土楼盖结结构，宜宜进行竖向自振振频率验算，其其自振频频率不宜宜低于下下列要求求：住宅和公公寓6Hz;办公楼和和旅馆5Hz;大跨度公公共建筑筑3.5Hz;工业建筑筑及有特特殊要求求的建筑筑根据使使用功能能提出要要求。★规定了楼楼盖竖向自振振频率的的限值（（8）23对下列情情况的既有结构构应进行相相应的设设计延长使用用年限；；加固、改改造，消消除安全全隐患；；改变用途途或使用用环境；；改建、扩扩建；受损后的的修复。。★增加了既有结构构再设计计的基本本规定（（9）24既有结构构再设计计◆既有结构构的设计原则则应按现行有关关标准进行检测测和可靠靠性评估估，确定定相应的的设计参参数；应根据使使用要求求确定结结构继续使用用的年限限。承载能力力应符合合现行有关关标准的规定；；正常使用用极限状状态验算算宜符合合现行有关关标准的规定；；必要时可可对使用用功能作相应的的调整。25★淘汰低强强钢筋，纳入高强、高高性能钢钢筋，提出钢筋延性性（极限限应变））的要求(10)钢筋修订时作作下列改改动：增加500MPa级高强钢钢筋；列入HRBF系列细晶粒钢筋；淘汰低强的HPB235钢筋，代之以以HPB300钢筋，並並规定了了过渡方方法；列入中强钢丝丝以增加预预应力筋筋品种，，补充中中强空档档.26淘汰锚固固性能差差的刻痕钢丝丝；应用极极少的热处理钢钢筋不再列入入。普通纵向向受力钢钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也也可采用用HRB335、HRBF335、HPB300和RRB400钢筋；预应力钢钢筋宜采用预预应力钢钢绞线、、钢丝和和预应力力螺纹钢钢筋；普通箍筋筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500钢筋；也也可采用用HRB335、HRBF335和HPB300钢筋。27表4.2.3-1普通钢筋筋强度标标准值（（N/mm2）种类符号公称直径d（mm）屈服强度fyk抗拉强度ftk极限应变（%）HPB300

6～22

300420不小于10HRB335、HRBF335

6～50

335455不小于7.5

HRB400、HRBF400、RRB400

6～50

400540HRB500、HRBF500

6～50

500630注：当采采用直径径大于40mm的钢筋时时，应经经相应的的试验检检验或有有可靠的的工程经经验28★间接作用用分析方方法（11）◆针对目前前工程中中较多超长结构构不设缝缝的实际际需求，增补了了间接作作用效应应分析原原则，重点强调调对收缩缩、徐变变和温度度作用的的考虑。◆间接作用用范围：当混凝凝土的收缩、徐徐变，以以及温度度等间接作作用在结结构中产产生的作作用效应应可能危危及结构构的安全全或正常常使用时时，宜进进行间接接作用分分析。温度作用用应按下列列情况考考虑混凝土施施工期：：考虑外界界气温、、混凝土土浇筑温温度、胶胶凝材料料水化热热、调节节结构温温度状态态的人工工温控措措施、建建筑物基基底及相相邻部分分的热量量传导等等；29间接作用用分析方方法结构使用用期：考虑季节节温差、、外界气气温、结结构表面面日照及及内部使使用环境境温度等等周期性性影响等等，其温温度作用用计算参参数及周周期变化化过程应应取自工工程附近近气象水水文部门门的实测测资料。。◆间接作用用分析方方法▼弹塑性分分析方法法；▼采用考虑裂缝缝开展使使构件刚刚度降低低后的刚刚度，按按弹性分分析方法法近似计计算。30▼不配置箍箍筋或弯弯起钢筋筋的板，其受冲冲切承载载力应符符合下列列规定：：★修改了受冲切承承载力计算公式式（02规范公式式保守）(12)▼配置箍筋筋时的受冲冲切承载载力▼配置弯起起钢筋时的受冲冲切承载载力（将原系数数0.35提高到0.55，将原系系数0.15提高到0.25）31★增加了按应力限限制钢筋筋间距的要求(13)裂缝宽度度公式给给出的是是纵筋处处的宽度度，在较较宽的梁梁中，两两钢筋之之间的裂裂缝最大大。对钢筋混混凝土受受弯构件件及环境境为一a类的预应应力混凝凝土受弯弯构件，，当钢筋净保保护层厚厚度不大大于65mm时，除计计算最大大裂缝宽宽度外，，离构件件受拉边边最近的的纵向带肋肋钢筋的的最大间间距宜符合表表7.1.5规定。当配置有有粘结预预应力筋筋，且在在使用荷荷载下预预应力筋筋的应力力增量,在。有粘结结预应力力束的间间距不应应超过非非预应力力配筋允允许的最最大间距距的2/3。（32增加了按应力限限制钢筋筋间距的要求钢筋应力

()()MPa1602002402803203603003002502001501003002502001501005020015010050——表7.1.5控制裂缝缝宽度带带肋钢筋筋的最大间距距s（mm）33★挠度计算算中增加加按荷载效应应准永久久组合时时长期刚度度的计算算公式(14)（PC）采用荷载载效应标准组合合时（RC）采用荷载载效应准永久组组合时注：标准组合合一般用于于不可逆逆正常使使用极限限状态；；频遇组合合一般用于于可逆正正常使用用极限状状态；准永久组组合一般用在在当长期期效应是是决定性性因素时时的正常常使用极极限状态态。34★适当调整整了钢筋保护护层厚度度的规定(15)构件中普通钢钢筋及预预应力筋筋的保护护层厚度度应满足足下列要要求。◆构件中受力钢筋筋的保护层层厚度不不应小于于钢筋的的直径。。◆设计使用用年限为为50年的混凝凝土结构构，最外层钢钢筋的保保护层厚度应符符合表8.2.1的规定；；设计使使用年限限为100年的混凝凝土结构构，不应小于表8.2.1数值的1.4倍。（条条文说明明中说明明构造网网片不考考虑）35表8.2.1混凝土保保护层的的最小厚厚度c（mm）耐久性环境等级

板墙壳

梁柱

一

1520二a

2025二b

2535三a

3040三b

4050注：1混凝土强强度等级级不大于于C25时，表中中保护层层厚度数数值应增增加5mm；2钢筋混凝凝土基础础应设置置混凝土土垫层，，其纵向向受力钢钢筋的混混凝土保保护层厚厚度应从从垫层顶顶面算起起，且不不小于40mm。36注：参考耐久久性设计计规范、、防腐蚀蚀设计规规范、国国外相应应规范标标准的规规定以及及我国科科研试验验成果及及耐久性性调研结结果，对保护层层厚度作作了较大大调整：：一般情情况微微调稍稍有加加大，，悪劣劣环境境大幅幅增加加；以最外外层钢钢筋（（包括箍箍筋、、纵筋筋等，，不包括括构造造网片片）计算保保护层层厚度度，实际际值普普遍加加大：：板类6-8mm;杆类10-12mm左右按杆件（梁柱柱）及及平面（板墙墙壳））分为为两类类考虑虑；增加对对外露金金属件件的耐久久性要要求。。37★钢筋锚锚固长长度(16)◆受拉钢钢筋基本锚锚固长长度应按下下列公公式计计算：：普通钢钢筋预应力力筋◆受拉钢钢筋锚固长长度一般情情况下下受拉钢钢筋的的锚固固长度度可取取基本本锚固固长度度；当采取取不同同的埋置方方式和和构造造措施施时，锚锚固长长度应应按下下列公公式计计算，，且不不应小小于基基本锚锚固长长度的的0.6倍和200mm的较大大值：：38★纵向向受受力力钢钢筋筋的的最最小小配配筋筋率率(17)纵向向受受力力钢钢筋筋的的最最小小配配筋筋百百分分率率(%)受力类型

最小配筋百分率

受压构件

全部纵向钢筋

0.60和10

中的较大值

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

0.20和45中的较大值

注：：受受压压构构件件的的配配筋筋率率采采用用双双控控，，有有利利于于高高强强材材料料应应用用。。39★少筋筋混混凝凝土土配配筋筋概概念念(18)截面面厚厚度度很很大大而而内内力力较较小小的的受受弯弯构构件件，可按按下下列列公公式式计计算算截截面面的的临临界界厚厚度度及及受受拉拉钢钢筋筋的的最最小小配配筋筋面面积积，，且按按全全截截面面计计算算的的最最小小配配筋筋率率不不应应小小于于0.10%。hcr———构件件截截面面的的临临界界厚厚度度，，当当小小于于h/2时取取h/2；M———构件件的的正正截截面面受受弯弯承承载载力力设设计计值值。。为节节约约钢钢筋筋，，提提出出少少筋筋混混凝凝土土配配筋筋率率的的概概念念。。由由临临界界厚厚度度计计算算配配筋筋量量，，但但仍仍需需满满足足绝绝对对配配筋筋下下限限值值，，限限制制为为一一半半及及0.1％。40★表层层钢钢筋筋设设置置(19)对纵筋筋直直径径大大于于32mm或混凝凝土土保保护护层层厚厚度度大大于于50mm的梁梁，在平平行行和和垂垂直直于于梁梁中中受受拉拉钢钢筋筋的的两两个个方方向向均均可布置置表表层层钢钢筋筋。。表表层层钢钢筋筋的的配配置置应应符符合合下下列列规规定定：：▼表层层钢钢筋筋的的直直径径不不宜宜大于于8mm、间间距距不不应应大大于于150mm；▼两个个方方向向上上表表层层钢钢筋筋的的面面积积均均不不应应小小于于，，其其中中为为受受力力纵纵筋筋外外受受拉拉混混凝凝土土的的面面积积，，按按式式计计算算：：41★在梁柱柱节节点点中中引入入钢钢筋筋机机械械锚锚固固的的形形式式(20)（a）钢筋筋端端头头加加锚锚板板锚锚固固（b）90°°弯折折锚锚固固图9.3.4梁上上部部纵纵向向钢钢筋筋在在框框架架中中层层端端节节点点内内的的锚锚固固42★调整整了了预预应应力力混混凝凝土土的的收缩缩、、徐徐变变损损失失计算算公公式式(21)先张张法法构构件件后张张法法构构件件43★加严严对对一一、、二二、、三三级级抗抗震震等等级级的的各各类类框框架架的的纵向向受受力力钢钢筋筋的的延延性性性性能能要要求求(22)按一一、、二二、、三三级级抗抗震震等等级级设设计计的的各各类类框框架架和和斜斜撑撑构构件件，，其其纵向向受受力力钢钢筋筋应符符合合下下列列要要求求：：钢筋筋的的抗拉拉强强度度实实测测值值与屈服服强强度度实实测测值值之比比不不应应小小于于1.25；钢筋筋的的屈服服强强度度实实测测值值与屈服服强强度度标标准准值值之比比不不应应小小于于1.25；钢筋筋最大大拉拉力力下下的的总总伸伸长长率率不应应小小于于0.9%。44★框架架柱柱修改改为为按按配筋筋特特征征值值及绝对对值值双控控钢钢筋筋的最最小小配配筋筋率率(23)表11.4.7-1柱全全部部纵纵向向受受力力钢钢筋筋最最小小配配筋筋百百分分率率(%)柱类型抗震等级一级二级三级四级框架中柱、边柱中的较大值

中的较大值中的较大值中的较大值框架角柱、框支柱中的较大值中的较大值中的较大值中的较大值0.9（1.0）和和0.7（0.8）和和0.6（0.7）和和0.5（0.6）和和1.1（1.2）和和0.9（1.0）和和0.8（0.9）和和0.7（0.8）和和注：：对于于采采用用335MPa级纵纵向向受受力力钢钢筋筋的的柱柱，，其其最最小小配配筋筋百百分分率率的的数数值值应应采采用用括括号号内内的的数数值值；；当当混混凝凝土土强强度度等等级级高高于于C60时，按C60取值。45★增加了四级抗抗震等级的各各类结构的框框架柱、框支支柱的轴压比限值(24)一、二、三、、四级抗震等级的各各类结构的框框架柱和框支支柱，其轴压压比不宜大于于表11.4.11规定的限值。。对Ⅳ类场地上较高高的高层建筑筑，柱轴压比比限值应适当当减小。表11.4.11柱轴压比限值值结构体系抗震等级一级二级三级四级框架结构0.650.750.850.90框架-剪力墙结构、筒体结构0.750.850.950.95部分框支剪力墙结构0.60.7———46★抗震受剪承载载力计算扩大大到三级抗震等级级框架节点核核心区(25)◆一、二、三级抗震等级的框框架应进行节节点核心区抗抗震受剪承载载力计算。四四级抗震等级级的框架