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文档简介
新编《混凝土结构设计规范》
GB50010-2002简介周朝阳(教授,博导,一级注册结构师)(中南大学建筑工程系主任、教授委员会委员、学位评审委员会委员、学术委员会委员、全国混凝土结构技术委员会委员、建筑物鉴定与加固改造技术委员会委员、国际桥梁与结构工程学会高级会员)2003年9月第一部分 概况一、修订过程新规范修订历时4年多(1997-2001)召开了全体修订组会议7次大型专题研讨会15次小型研讨会40次协调会8次可靠度讨论会4次经历:初稿→征求意见稿(共征求116个单位,征得意见1089条)→送审稿→试设计→2000年11月召开全国审查会→对审查意见进行专题讨论→形成第二次送审稿→反馈意见426条→形成报批稿(部分成员参加)新规范共11章454条7个附录其中强制性条文17条,占3.7%主编单位——中国建筑科学研究院参编单位——17个成员——27人(另有5人列席)二、修订原则
(2J03/1p3)国内统一国际接轨补充完善安全高强国内协调统一修订时,我国有5本混凝土结构设计规范房建:GBJ10-89(国标)铁路:TB10002·3-99(00.2.1实施)公路:JTJ023-85水工:SL/T191-96港工:JTJ267-98
面临工程市场化,必须打破部门垄断,与此相适应,高校脱离行业管理,教学改革成立大的土木工程专业;要求混凝土结构设计规范尽可能走向统一(需要较长的过程)。与国际接轨市场化还意味着经济国际化、全球化,面临加入WTO,要求规范尽可能与国际接轨。补充完善这是长期的需要,随着认识的深入而逐渐进步。本次修订时:新增加的内容约占15%,有重大修订的1/3,保持或基本保持的1/2。安全高强这是最基本的要求,但随着经济的发展可适当提高可靠度水平。四、试设计(2J03/1p4)
对常用5种类型共8个工程进行了试设计对比1、单按新荷载规范住宅、办公室楼面活载厨房、厕所、食堂楼面活载风、雪荷载当永久荷载为主时→2.0kN/m2→2.5→50年一遇组合中γG=1.35民用板梁——用钢量+7~8%工业楼板——用钢量+6%2、按新荷载规范范及新混凝土结构构规范总用钢量+10%受弯构件梁、板配配筋增加明显;受受压构件柱、墙配配筋增加不明显,,因为其配筋主要要取决于构造要求求而不是计算结果果。试设计时未计入为为控制温度-收缩缩间接裂缝而增加加的构造钢筋,否否则总用钢量增加可达达到+15%或更多材料成本上浮可控控制在5%左右——措施:采用高高强材料,尤其是是强度价格比较高高的Ⅲ级钢筋(HRB400)及及高强度低松弛钢钢丝、钢绞线做主主导受力钢筋,并并适当提高混凝土土强度等级。应应该了解:钢筋ⅢⅢ级比Ⅰ级强度提提高70%,价格格仅提高17%,,约4:1;混凝凝土从C15到C50,强度价格格提高率之比相当当(各地有差异))。例如箍筋受剪承载载力设计值现1.5下降至1.25。若箍筋筋仍用Ⅱ级,强度从310下降至300,箍筋用量即即费用增加24%;若箍筋改用Ⅲ级,强度从310上升至360,箍筋用量增增加3.3%,费费用增加11%;;若箍筋原来用ⅠⅠ级,现在改用细直径Ⅲ级,强强度从210上上升至360,,箍筋用量及费用用均不增反降。因此,除非构造配配筋,钢筋原来用用Ⅱ级,尽可能改改用Ⅲ级;原来用用Ⅰ级,尽可能改改用Ⅲ级或Ⅱ级;;尽可能用提高混混凝土强度等级来来满足截面尺寸限限制条件。这样对对控制造价有利。。同时应该加强对对正常使用极限状状态的验算。五、强制性条文强制性规范750本15万条《建设工程质量管理理条例》(国务院279号令)《工程建设标准强制制性条文》(2001年3月)新规范强制性条文文——17条P10未经技术鉴定或设设计许可,不得改改变结构用途和使使用环境1p10建筑结构的三个安安全等级(根据破破坏后果的严重程程度)1p16、19砼和钢筋的材料强强度标准值及设计计值4p28预应力作为荷载效效应考虑时的分项项系数1p113保护层厚度1p119最小配筋率1p162、163锚筋、吊环2p165、166、169、172、178、193抗震6今后趋势——建筑法规、规范技技术性条文、企业业标准第二部分新新规范主要修订内内容简介(分若干问题介绍绍)一、材料及强度(第4章)(一)混凝土1、混凝土强度等等级fcuk取消C7.5、C10增加C65、C70、C75、C80从C15到C80以5N/mm2为级差共分为14个强度等级。。2、强度标准值((保证率不低于95%)fckfc平均=α1fcu平均fck=0.88α1α2fcuk0.88—构件与与试件强度比值α1—试件摩阻力影响系系数≤C50α1=0.76(原规规范)C80α1=0.82α2—脆性影响系数≤C50α2=1.0(原规范范)C80α2=0.87ftk3、强度设设计值目的:适当当提高混凝凝土结构的的安全度并并逐步与国国际混凝土土结构安全全度接近((RC构件件特别是受受压构件的的安全度比比国外偏低低较多)。。(二)钢筋筋原规范中钢钢筋品种存存在的问题题:(1)强度度偏低(比比国外低一一个强度等等级,用量量增加导致致费用提高高、施工困困难、工作作量加大))(2)细钢钢筋—热轧轧的长期缺缺乏规模生生产,自行行冷加工的的质量不稳稳定。需求求有上升趋趋势。(3)Ⅲ级级钢推广慢慢(4)预应应力钢筋用用冷拉钢筋筋—延性差差新规范(1)钢筋筋混凝土用用1990年年代以来,,冶金部门门利用我国国的钒资源源优势,生生产出质量量高价格低低的Hotrolled,Ribbed,Bar热轧钢筋HRB400新新ⅢⅢ级—主导导HRB335ⅡⅡ——辅助HRB235ⅠⅠ——辅助RRB400余余热处理理钢筋fyk—与冶标一一致,分400、335、235三档档,相应地地fy=360、300、210:(2)预应应力混凝土土用钢丝光光面Plain——后后张法钢筋筋束螺旋肋Helix——先张法刻痕Indented—(三三面刻痕))钢绞线Strand1××31×7热处理钢筋筋HeatTreatedφpφHφIφSφHT预应力筋的的强度标准准值fptk是具有95%保证率率的抗拉强强度值,有有1570、1670、…、、1860等5种规规格。其设设计值取条条件屈服点点除以分项项系数:设计值提高高了约4%,是考虑虑到冶金系系统采用了了国际标准准,质量提提高→新规范表中中不同直径径与不同fptk配套。现在在据说对所所有直径,,5种fptk都有。新规范未列列入冷加工工钢筋(质质量不稳定定,其它品品种有供应应)。贰、耐久性性设计(3.4)耐久性能是是混凝土结结构应满足足的基本性性能之一,与混凝土土结构的安安全性和适适用性有着着密切的关关系。《混混凝土结构构设计规范范》GBJ10-89中关于于耐久性能能的设计规规定是隐含含在相关条条款之中的的。随着对对耐久性问问题重视程程度的提高高,新修订订的《混凝凝土结构设设计规范》》GB50010中中增加了耐耐久性设计计的专门规规定。为了便于有有关技术人人员了解混混凝土结构构的耐久性性问题和理理解耐久性性设计的规规定,介绍绍下面三个个问题:(1)混凝凝土结构的的耐久性问问题;(2)延长长混凝土结结构使用年年限的措施施;(3)混凝凝土结构耐耐久性设计计方法及相相应规定一、混凝土土结构的耐耐久性问题题混凝土结构构的耐久性性问题可分分成钢材问问题和混凝凝土问题两两大类。钢钢材问题主主要指钢筋筋的锈蚀,此外还有有钢筋的氢氢脆、应力力腐蚀、疲疲劳、低温温脆断等问问题;混凝凝土问题可可分成:碱碱骨料反应应和环境作作用问题,环境作用用可分成化化学物质侵侵蚀、冻融融损伤、机机械物理损损伤等。1.钢筋的的锈蚀问题题钢筋锈蚀是是混凝土结结构最常见见和量最大大的耐久性性问题。新成型混凝凝土的孔隙隙溶液中含含有氢氧化化钙,pH值较高,呈碱性。。在这种情情况下,钢钢筋表面可可形成钝化化膜,钢筋筋处于钝化化状态。钝钝化膜对钢钢筋起到保保护作用,处于钝化化状态的钢钢筋不会锈锈蚀。当钝钝化膜遭到到破坏时,钢筋则具具备锈蚀的的条件。在下列三种种情况下钢钢筋表面的的钝化膜可可遭到破坏坏:混凝土土碳化(中性化)、混凝土土遭受氯污染和环境中缺氧。二氧化碳、、二氧化硫硫等气体及及其他酸性性物质可通通过混凝土土的孔隙进进入混凝土土的内部,与混凝土孔孔隙溶液中中的氢氧化化钙发生化化学反应,使溶液的pH值降低,钢筋出现脱脱钝现象。。如果有足足够的氧和和水,钢筋就可以以锈蚀。钢钢筋锈蚀产产物的体积积膨胀,将保护层混混凝土胀裂裂,继而剥落。。氯污染可分分成内掺型型和外侵型型。内掺型型是指混凝凝土成型时时使用了含含氯的原材材料,如海砂、海海水或含氯氯的外加剂剂等。外侵侵型是指环环境中的氯氯离子通过过构件表面面侵入到硬硬化的混凝凝土内部,达到钢筋表表面。外侵侵型氯污染染常见于使使用含氯原原材料的工工业环境、、海洋环境境、盐渍土土与含氯地地下水的环环境和使用用化冰盐的的环境等。。游离的氯氯离子使钢钢筋表面的的钝化膜破破坏,使钢筋具备备了锈蚀条条件。有资料表明明:钝化膜膜保持完好好需要相当当于0.2~0.3.mA/m2的氧氧流量。如如果氧流量量低于此值值,钝化膜膜厚度会逐逐步减小直直至完全消消失,导致致钢筋非常常缓慢地锈锈蚀。此种种情况常见见于水中或或土中的混混凝土构件件。除了上述几几种情况外外,杂散电电流会加速速钢筋的锈锈蚀速度。。因为钢筋筋的锈蚀过过程本身就就是一个电电化学过程程,在杂散散电流的影影响下,钢钢筋的电位位发生变化化,钢筋锈锈蚀速度加加快。电线线杆、绝缘缘不好的与与直流或交交流电有接接触的构件件上可看到到这种现象象。2.钢筋的的其他问题题除了锈蚀问问题外,钢钢筋还有氢氢脆、低温温冷脆、应应力腐蚀和和疲劳等问问题。氢脆是指氢氢原子进入入钢筋的内内部,使钢钢筋局部产产生较高的的内应力,产生脆断断。这种破破坏现象常常见于使用用铝制套管管的预应力力钢材的施施工阶段。。在水泥水水化过程中中,与铝制制品会产生生一定量的的氢,氢原原子进入钢钢筋的内部部的可能性性增大,加加上预应力力钢材张拉拉应力较高高,有可能能产生氢脆脆破坏。但但是混凝土土完全硬化化后,进入入钢材内部部的氢原子子会被逐渐渐地释放出出来,使钢钢材产生氢氢脆破坏的的可能性降降低。低温冷脆是是钢结构常常见的问题题。北方室室外的钢结结构,如桥桥梁、钢储储仓等,有有出现低温温冷脆破坏坏的事例。。钢筋混凝凝土结构也也会出现低低温冷脆的的问题,主主要出现在在钢筋搭接接不合理和和出现应力力集中的部部位。应力腐蚀破破坏是钢材材在高应力力状态下的的腐蚀断裂裂破坏。应应力会使钢钢材中的电电位产生变变化,加上上环境的作作用使腐蚀蚀速度加快快,特别是是腐蚀达到到一定程度度,由于钢钢材处于高高应力状态态而产生脆脆断。钢材的疲劳劳破坏也属属于耐久性性问题,由由于以往研研究得相对对较多,这这里不再介介绍。3.混凝土土的冻融破破坏关于混凝土土冻融破坏坏的机理有有多种理论论,有珂林林斯(A.R.Colilins)于于1944年提出的的水的离析析成层理论论,鲍尔斯斯于1945年提出出的冰压力力和溶液迁迁移压力理理论和随后后与海尔姆姆斯提出的的渗透压力力理论,瑞瑞典学者1975年年提出的临临界饱水理理论以及我我国吴中伟伟院士提出出的孔结构构理论。迄迄今为止,国内外尚尚未得到统统一的结论论。总的来说,在环境温温度下降和和升高的作作用下,混混凝土孔隙隙中的溶液液冻结与融融化会使混混凝土产生生冻融破坏坏。这种破破坏是混凝凝土微观结结构损伤的的逐渐积累累造成的宏宏观破坏。。破坏的前前期是混凝凝土强度降降低,弹性性模量降低低,接着是是混凝土由由表及里的的剥落。我国部分地地区室外混混凝土结构构存在冻融融损伤问题题,北方问问题更为明明显,特别别是与环境境水接触较较多的结构构和构件问问题相对严严重,如电电厂的通风风冷却塔、、水厂的水水池、建筑筑物外露的的阳台、水水工结构、、港工结构构等。当混凝土孔孔隙溶液中中含有一定定量的氯离离子时,混混凝土的冻冻融破坏加加剧。一般般称之为"盐冻"。。海港工程程、使用化化冰盐的混混凝土高速速公路、城城市立交桥桥和停车场场等均有这这类问题。。4.化学物物质的侵蚀蚀化学物质的的侵蚀是混混凝土结构构耐久性中中最为复杂杂的问题。。复杂的原原因是在于于化学物质质的种类多多,随机性性强,对混混凝土的作作用效应不不易准确确确定。但归归纳起来,化学物质质的侵蚀可可分成酸侵侵蚀、碱侵侵蚀和硫酸酸盐侵蚀三三大类。酸性物质对对混凝土中中的水泥水水化物有侵侵蚀作用,使其中的的氢氧化钙钙变成可溶溶性的钙盐盐,使混凝凝土丧失强强度。典型型的酸性物物质侵蚀的的损伤特征征为:混凝凝土呈黄色色,水泥水水化物剥落落,粗骨料料外露或剥剥落。工业污染、、酸雨、酸酸性地下水水及酸性土土壤等均可可对混凝土土构成酸侵侵蚀。固体的碱对对混凝土的的侵蚀作用用较小,而而熔融状的的碱或碱的的浓溶液对对水泥的水水化物有侵侵蚀作用。。其侵蚀作作用主要有有化学侵蚀蚀和结晶侵侵蚀。化学学侵蚀是碱碱溶液与水水泥水化物物之间产生生化学反应应,生成胶胶结力不强强且易为碱碱液浸析的的产物。结结晶侵蚀是是由碱溶液液渗入混凝凝土的孔隙隙,形成具具有膨胀力力的结晶体体,使混凝凝土被胀裂裂并逐渐剥剥落。在混凝土结结构中,化化学侵蚀最最广泛的形形式是硫酸酸盐侵蚀。。硫酸盐一一般是指硫硫酸钠和硫硫酸镁等。。硫酸盐通通常存在于于地下水和和土壤中,硫酸盐是是海水中主主要的化学学成分之一一。一些工工业厂房中中硫酸盐侵侵蚀也比较较严重。硫酸盐溶液液与水泥水水化物中的的氢氧化钙钙及水化铝铝酸钙发生生化学反应应,生成石石膏和硫铝铝酸钙,产产生体积膨膨胀,使混混凝土被胀胀裂并逐渐渐剥落。5.碱骨料料反应碱骨料反应应是指水泥泥水化过程程中释放出出来的碱金金属与骨料料中的碱活活性成分发发生化学反反应造成的的混凝土破破坏。破坏坏形式主要要有两种::碱一硅酸酸反应和碱碱一碳酸盐盐反应。碱一硅酸反反应是指碱碱性溶液与与骨料中的的硅酸类物物质发生反反应,形成成凝胶体。。这种凝胶胶体是组分分不定的透透明的碱一一硅混合物物,会与混混凝土中的的氢氧化钙钙及其他水水泥水化物物中的钙离离子反应生生成一种白白色不透明明的钙硅或或碱一钙一一硅混合物物。这种混混合物吸水水后体积膨膨胀,使周周围的水泥泥石受到较较大的应力力而产生裂裂缝。由多多个这样的的膨胀体产产生的应力力会互相作作用,使裂裂缝连通加加宽。通常常,膨胀的的反应生成成物围绕着着活性骨料料形成一道道白色的边边缘,在开开裂前,混混凝土表面面会起皮。。碱一碳酸盐盐反应是水水泥水化物物中的碱与与骨料中的的碳酸盐发发生反应。。骨料中的的陶土矿和和结晶状岩岩石的存在在会影响这这些反应的的速度。6.其他损损伤除了上述问问题外,混混凝土还会会有机械物物理损伤、、大气侵蚀蚀、生物侵侵蚀、溶蚀蚀等问题。。机械物理损损伤包括磨磨损、空蚀蚀、冲撞等等。一般建筑的的混凝土地地面和楼梯梯可出现磨磨损,更为为典型的是是混凝土路路面和机场场跑道,含含泥砂量较较大的水流流也会磨损损混凝土。。沿混凝土表面面高速流动的的气体或水流流会产生负压压区,在负压压区的混凝土土会产生空蚀蚀破坏,破坏坏的特征是成成片的混凝土土受拉破坏。。在工业建筑中中和道桥上经经常出现冲撞撞损伤。大气侵蚀作用用除了酸雨、、空气污染的的损伤外,长长期的雨水冲冲淋和风沙影影响也会造成成混凝土的损损伤。长期浸泡在流流动的水中的的混凝土,其其氢氧化钙等等有效成分会会被水溶解并并带走,使混混凝土的强度度减低,随后后产生破坏。。生物损伤常见见于海洋环境境和城市排污污工程。7.耐久性问问题的特点混凝土结构耐耐久性问题具具有以下三个个特点:(1)多数损损伤发展的速速度较慢,往往往需要若干干年甚至几十十年的时间,这就是称这这些问题为耐耐久性问题的的原因。(2)耐久性性问题是多种种因素共同影影响的结果。。如北方的海海洋混凝土工工程,有混凝凝土碳化钢筋筋锈蚀问题,也有氯离子子侵蚀和冻融融问题,还有有海水冲击和和海砂磨损等等问题,当然然还有化学物物质侵蚀和生生物侵蚀的问问题。(3)大多数数损伤是由构构件表面开始始的,所以有有人称耐久性性问题是混凝凝土结构的皮皮肤病。二、延长混凝凝土结构使用用年限的措施施延长混凝土结结构使用年限限的措施较多多,应根据实实际情况采取取行之有效的的措施。避免免水分侵袭、、提高混凝土土的抗渗透性性和合理的使使用与维护是是延长混凝土土结构使用年年限的带有普普遍意义的措措施。1.避免水分分的侵袭大多数混凝土土结构的耐久久性问题都与与水有关。在干燥环境中中,即使保护护层混凝土完完全碳化,钢钢筋也不会锈锈蚀。水是氯离子及及其他有害化化学物质进入入混凝土内部部的载体。在在构件表面湿湿润时,溶于于水中的有害害化学物质随随水进入构件件表层。在干干燥的周期,混凝土中的的部分水分蒸蒸发,有害物物质却留在混混凝土中。混混凝土含水率率较高时,有有害化学物质质从构件表面面向内部扩散散的速度快;混凝土含含水率低时,扩散速度慢慢。含有等量氯离离子的混凝土土构件,在干干燥的环境中中,钢筋锈蚀蚀速度慢,在在潮湿的环境境中,钢筋锈锈蚀速度快。。干燥的混凝土土冻融破坏和和碱骨料反应应的速度极慢慢。因此延长混凝凝土结构使用用年限的首要要措施是解决决环境水的问问题。解决环境水问问题的主要措措施是减少水水分与构件接接触的构造措措施和排水措措施。构件表表面涂刷防水水涂料、设置置装饰层、防防雨水挑檐、、防溅隔板以以及檐口的滴滴水等都可起起到防止水与与构件接触的的作用。尽快快排水可避免免水分侵入混混凝土内部较较深和很快干干燥,减少其其影响深度和和作用时间。。2.减小混凝凝土的渗透性性减小混凝土的的渗透性主要要是使混凝土土内部贯通的的毛细孔的直直径减小、数数量减少,使使有害物质扩扩散的速度减减慢。提高混混凝土的强度度等级、降低低混凝土拌和和物的水灰比比、确保振捣捣密实、使用用合适的掺合合料和外加剂剂等都可以减减小混凝土的的渗透性。在在施工时,将将混凝土表面面压光可将毛毛细孔阻断,是一种经济济有效的减小小混凝土渗透透性的措施。。3.使用与维维护通常认为,设设计质量与施施工质量是决决定混凝土结结构耐久性的的主要因素。。实际上,结结构的使用方方也是决定结结构耐久性的的主要方面,从某种意义义上讲,使用用方的作用更更为重要。使用方在对混混凝土结构耐耐久性方面起起到的作用有有三种,其一一为不随便改改变结构的用用途,其二为为避免对结构构或构件造成成人为的损伤伤,其三为定定期检查与维维修。在我国混凝土土结构耐久性性状况调查时时发现,随便便改变结构的的用途造成结结构寿命缩短短的事例相当当多。如某港港口储仓,原原设计存储袋袋装食糖,后后改为散装化化肥;化肥含含氯,散装则则使化肥的细细小颗粒四处处飞扬。用途途改变了却没没有相应的防防护措施,使使用3~4年年后,混凝土土构件钢筋锈锈蚀,保护层层混凝土胀裂裂。结构的改造等等容易造成构构件的损伤,如在构件上上开口凿洞,有些甚至将将钢筋凿断,这些都会影影响结构的使使用寿命。定期检查可以以尽早发现结结构存在的问问题,及时的的维修可将存存在的问题尽尽快地解决,避免劣化的的发展。定期期的检查与及及时的维修是是延长结构使使用寿命的重重要措施。除了上述带有有普遍意义的的措施外,在在特定条件下下采取特殊的的措施也是十十分必要的。。如限制混凝凝土中的碱含含量、使用环环氧涂层钢筋筋等。三、混凝土结结构的耐久性性设计及耐久久性规定《混凝土结构构设计规范》》GB50010在耐久久性规定中首首先阐明了混混凝土结构耐耐久性设计工工作的特点一一一根据环境类别和设计使用年限限进行设计。1.耐久性设设计工作的特特点混凝土结构的的耐久性设计计所要解决的的主要问题是是环境作用与与材料抵抗环环境作用能力力的问题。耐耐久性设计时时应根据环境境类别采取相相应的对策。。例如,在有有碱活性骨料料的地区,限限制混凝土中中的碱含量是是设计工作中中必不可少的的措施;在有有人为侵蚀性性化学物质的的工业建筑中中,选择合适适的防腐涂料料,避免混凝凝土直接暴露露在侵蚀性物物质之中是保保证结构使用用年限的关键键问题。衡量量材料抵抗环环境作用能力力的主要指标标是时间,其其具体的体现现是结构的设设计使用年限限。对设计使使用年限为100年的混混凝土的要求求肯定与对临临时性结构的的混凝土要求求不同。根据据环境类别和和设计使用年年限的设计方方法是耐久性性设计有别于于承载能力等等设计的关键键。2.耐久性设设计方法目前,关于混混凝土结构耐耐久性的设计计方法有两种种方法,其一一是宏观控制制的方法,其其二为极限状状态设计方法法。宏观控制是将将具有代表性性的环境不严严格定量地进进行区分,根根据环境类别别和设计使用用年限,对结结构混凝土提提出相应的限限制要求,保保证其耐久性性能。这种方方法的优点是是易于理解、、便于操作,缺点是不能能准确定量。。《混凝土结结构设计规范范》GB50010采取取了这种划分分方法,将混混凝土结构的的环境分为五五类:室内正正常环境、室室外环境或类类似室外环境境、氯侵蚀环环境、海洋环环境和化学物物质侵蚀环境境。这种划分方法法与欧洲规范范的划分方法法基本一致。。在对结构混混凝土提出要要求时,将试试验研究结果果、混凝土耐耐久性长期观观测结果与混混凝土结构耐耐久性调查的的情况结合起起来,根据使使用环境的宏宏观情况和设设计使用年限限情况,使要要求具体化,使之能满足足耐久性要求求。一类室内正常环境二a类室内潮湿环境,露天的、与水土接触的环境(非寒冷地区)二b类露天的、与水土接触的环境(寒冷地区)三类使用除冰盐的环境,寒冷地区水位变动区,滨海室外四类海水环境五类侵蚀性物质影响的环境极限状态的设设计方法是将将上述分类加加上侵蚀性指指标细化,如如室内环境根根据常年温度度、湿度、通通风情况阳光光照射情况等等定量细化。。材料抵抗环环境作用的能能力要通过试试验研究、长长期观测和现现场调研统计计得到的计算算公式的验算算来体现。以以混凝土碳化化造成的钢筋筋锈蚀问题为为例来说明这这种方法。先先计算碳化深深度达到钢筋筋表面所需要要的时间t1,在计算时时要考虑混凝凝土的孔隙结结构、氢氧化化钙的含量、、环境中的二二氧化碳含量量、空气温度度与湿度等因因素。然后,计算钢筋锈锈蚀达到允许许锈蚀极限状状态的时间t2,在计算算时要考虑混混凝土的孔隙隙结构、保护护层厚度、空空气温度与湿湿度和钢筋直直径等因素。。令t1+t2大于设计计使用年限,则满足耐久久性要求。从目前的情况况来看,按极极限状态方法法进行设计的的条件还不够够成熟。3.相应规定定的说明《混凝土结构构设计规范》》GB50010对设计计使用年限为为50年,处处于一类、二二类和三类环环境中的结构构混凝土作出出规定。主要要包括混凝土土强度等级、、水灰比、水水泥用量、混混凝土中氯离离子含量、混混凝土中的碱碱含量、保护护层厚度等。。大量的材料性性能的研究表表明:水灰比比、水泥用量量、水泥品种种决定了混凝凝土的渗透性性能。考虑到到结构设计人人员的习惯,《混凝土结结构设计规范范》GB50010对混混凝土强度等等级作出规定定。这是因为为混凝土强度度等级可综合合反映水灰比比、水泥等级级和水泥用量量的情况。一般情况下,水泥用量量太少不利于于混凝土的耐耐久性。但近近年来研究表表明,水泥用用量太大未必必是好事。水水泥用量大,水泥水化热热量大,混凝凝土收缩量大大,易产生裂裂缝。有害物物质容易通过过裂缝侵入混混凝土内部。。对于混凝土中中氯离子含量量的限定,与与目前国内相相应标准的规规定基本一致致。所不同的的是《混凝土土结构设计规规范》GB50010规规定的是硬化化混凝土中的的氯离子含量量,包括拌合合物中掺加的的氯离子和从从外部侵入的的氯离子。特特别应当指出出的是,预应应力混凝土拌拌合物中不得得掺加氯化物物。考虑到水水泥、砂和水水中多少会有有些氯离子,规范的限值值未定为零。。对于四类和五五类环境中的的混凝土结构构,《混凝土土结构设计规规范》GB50010未未作出具体的的规定,设计计工作可参考考《港工混凝凝土结构设计计规范》和《《工业建筑防防腐蚀设计规规范》的规定定。对于设计使用用100年,处于一类环环境的混凝土土结构,《混混凝土结构设设计规范》GB50010作出了专专门的规定。。这些规定包包括混凝土强强度等级、氯氯离子含量、、骨料、混凝凝土碱含量、、保护层厚度度、表面防护护措施等。特特别是提到定定期维护的要要求。根据国内混凝凝土结构耐久久性的调查,我国有使用用了70~80年的正常常室内环境的的混凝土结构构构件,这些些构件基本没没有问题,即即使碳化深度度超过保护层层厚度,钢筋筋也不锈蚀或或锈蚀量较小小。这些构件件的混凝土强强度等级一般般不到C15。因此,适适当提高混凝凝土强度等级级、对氯离子子含量、碱含含量予以限制制、规定了定定期维修的措措施,一类环环境设计使用用年限100年是可以得得到保证的。。但是,室外构构件使用年限限100年是是不容易保证证的。调查情情况表明,即即使是民用建建筑的室外构构件,一般使使用寿命也只只有30~40年。这些些构件主要为为阳台、雨罩罩和挑檐等。。避免直接受受到雨水冲淋淋、避免构件件积水或积雪雪,增加面层层等防护措施施,能够延长长构件的使用用寿命。更为为重要的是定定期的检查与与维护。至于结构混凝凝土抗渗和抗抗冻性能的设设计,可参考考有关标准的的规定。二、耐久性(小小结)1、耐久性问题题的严重性2、环境类别一类室内正常环境二a类室内潮湿环境,露天的、与水土接触的环境(非寒冷地区)二b类露天的、与水土接触的环境(寒冷地区)三类使用除冰盐的环境,寒冷地区水位变动区,滨海室外四类海水环境五类侵蚀性物质影响的环境3、混凝土的耐耐久性要求提出了水灰比、、水泥用量、强强度等级、氯离离子含量、碱含含量等限制。4、结构设计的的问题不积水、潮气能能散发恶劣环境慎用薄薄肋型结构保护层厚度表面保护环氧涂层钢筋((3类环境宜用用)三、结构分析(第5章)1、如何看待““结构分析”一一章2、内力分析方方法线弹性分析方法法考虑塑性内力重重分布—弯矩调调幅法(连续梁梁、刚架)塑性极限分析方方法—塑性铰线线法、条带法((板)非线性分析方法法—有限元法((板、壳及实体体结构)试验分析方法——(复杂体型结结构、新型结构构)3、混凝土的多多轴强度与本构构关系(附录C)Ⅰ增补结构分析析的原因(Why)在混凝土结构工工程的设计过程程中,结构在各各种荷载作用下下的力学效应分分析和其构件的的构造设计或性性能验算,是不不可或缺、且相相互影响的两大大部分。对于保保证结构的安全全使用而言,前前者的重要性决决不亚于后者。。我国《混凝土结结构设计规范》》GBJ10-89和解放后后相继颁发的同同类规范或规程程中,绝大部分分的篇幅和条款款都是针对构件件的截面承载力力、变形和裂缝缝的计算方法的的具体规定以及及提供的相关材材料性能指标和和构造措施等,有关结构分析析的内容极少。。只在个别条款款中提到一些原原则性的指示,例如连续梁(板)考虑塑性性内力重分布分分析方法的应用用和限制。俄国国(包括前苏联联)历来的混凝凝土结构设计规规范也是如此。。反观欧美等国家家的混凝土结构构设计规范中,结构分析的内内容都占有重要要的地位和相当当大的篇幅,且且常独立成章。。除了列出对结结构分析的一般般性原则指示外外,还按不同类类型的结构体系系,如框架、双双向板、深梁、、墙、壳体等给给出具体的计算算方法,甚至给给定确切的计算算参数(如弯矩矩系数)值。显显然,这类规范范对于统一结构构的分析方法、、提高设计质量量、保证结构安安全,并对推行行或鼓励采用先先进的分析方法法等起着有益的的作用。如今,我国的国国民经济高速地地发展着,基本本建设事业方兴兴未艾,混凝土土结构的应用范范围和规模不断断扩大,结构设设计中常常出现现一些新的情况况。例如:许多多结构,尤其是是高层建筑和大大型公共建筑的的结构体形不规规则,受力状况况复杂,结构分分析的难度较大大;结构的类型型、布置和构造造出现新的方案案;电子计算机机的运算能力空空前增强、促使使计算方法的革革新,且电算日日益普及,更多多地取代手算;有些重大结构构工程要求进行行非线性全过程程分析;某些结结构分析方法的的应用范围尚有有争议等。因此此,在结构设计计时合理地选择择分析方法:确确定力学模型和和所需参数值;检验计算结果果的可靠性和准准确度等,成为为提高设计质量量、确保结构安安全的重要环节节。所以,结构构分析部分应在在设计规范中占占有相应的位置置。此外,我国国在多年规模宏宏大的结构工程程建设中积累的的丰富经验,也也可在规范中加加以反映。Ⅱ结构分析的基基本要求(How)结构设计要保证证建筑物的安全全使用,对结构构分析的基本要要求就是:依据据设定的结构方方案和布置、确确定合理的计算算模型和分析方方法、采用可能能的不利荷载(作用)状况、、通过分析运算算,提交准确可可靠的结构作用用效应。因此,结构分析析中所采用的各各种简化或近似似假设、数学运运算方法等都应应有理论的或试试验的验证,或或者有工程经验验确认其可靠性性;所确定的力力学计算模型应应符合结构的实实际受力状况,并有相应的构构造措施作保证证;取用的各种种参数值,如构构件尺寸、荷载载(作用)和材材料的性能指标标等应与结构的的实际工作条件件一致;还应概概念清楚、易于于应用、便于校校核和纠错。每一种结构分析析方法都必定用用到三类基本方方程,即力学平平衡条件、变形形协调(几何)条件和本构(物理)关系。。由于各类分析析方法的基本原原理和数学运算算过程的差别很很大,对此三类类方程可有不同同的处理方式。。其中,结构的的整体、或其中中任一部分的力力学平衡条件都都必须满足;结结构的变形、包包括边界条件、、支座和节点的的约束条件、截截面变形条件等等、若难以严格格地满足,可在在宏观上近似地地满足;材料或或各种计算单元元的本构关系,则应选取合理理的模型、尽可可能地符合或接接近钢筋混凝土土的实际性能。。结构分析时应用用电子计算机进进行运算的情况况日益普及。这这是确保计算的的准确性、节约约工时、加速设设计进程、解决决复杂结构的疑疑难分析问题的的十分有效的手手段,是结构分分析技术发展的的必然趋势,今今后必将更多、、更广泛地取代代工程师的手算算。设计人员进进行结构的电算算分析时,只需需按照程序规定定的要求,输入入原始数据和操操作运行,随即即可获得结构分分析的全部结果果。但是,他们们对于繁复的大大量运算过程和和中间数值并不不清楚,如果电电算程序本身存存在问题、甚至至错误,或者输输入的任一数据据因格式、符号号、单位或数值值有误,都将失失之毫厘、差之之千里,引起谬谬误的计算结果果,且很难及时时发现。为了保证结构分分析的正确,设设计中采用的商商用电算程序或或自编的程序都都必须经过严格格的考核和验证证,所依据的分分析方法和确定定的技术条件都都应符合设计规规范的要求。设设计人员在选定定电算程序、进进行运算之前,应认真阅读程程序说明书,全全面、准确地理理解程序中采用用的分析方法、、基本假设、近近似性和适用条条件等,检查是是否适合设计对对象;在运算时时,应严格按照照程序的要求输输入数据和获取取计算结果;完完成运算后,应应采取有效方法法对每一份电算算结果进行必要要的判断和校核核,确认其合理理、可靠后方可可用于工程设计计。Ⅲ结构分析的方方法分类(What)混凝土结构的设设计,除了应遵遵循本规范外,还有一些相关关的设计规范或或规程,对于特特定的结构类型型或受力条件、、给出了结构分分析的详细要求求和规定,可予予参照执行。钢筋混凝土结构构是由两种性质质迥异的材料组组合而成。其中中,钢材(筋)的性质接近理理想弹塑性,而而混凝土的拉、、压强度相差悬悬殊、应力-应应变关系为非线线性变化,超过过强度峰值点后后还有应力下降降段。因此,任任何一个设计合合理的钢筋混凝凝土结构在荷载载作用下,必经经历一复杂的受受力破坏过程:开始时出现短短暂的弹性阶段段;随后进入混混凝土受拉开裂裂和出现少量塑塑性变形的使用用阶段:至钢筋筋屈服后,结构构局部形成塑性性饺,发生塑性性内力重分布阶阶段;最终达到到结构的承载能能力极限状态;其后,还有变变形继续增大、、但承载力逐渐渐下降的阶段。。可见,混凝土土结构的内力和和变形是一个不不断变化的非线线性过程,其变变化幅度主要取取决于结构体系系的类型和布置置、各部分的配配筋数量和构造造、以及材料的的力学性能等因因素而有很大差差别。结构分析方法可可基于混凝土结结构的不同受力力阶段。有的方方法可用于一切切受力阶段、多多数方法则只适适用于个别阶段段。工程中现用用的结构分析方方法、按其力学学原理和其针对对的受力阶段可可分为五类,各各类方法的特点点、适用条件和和应用范围扼要要说明如下:1.线弹性分析析方法这类方法假设混混凝土结构的材材料和构件均为为匀质的线弹性性体,故二、三三维结构分析中中所需的刚度矩矩阵或柔度矩阵阵、弹性模量E和泊松比ν、、或杆系结构分分析中所需的杆杆件截面刚度(EI)均取为为常值,不随荷荷载或材料应力力值而变化。因因而,在确定的的荷载(作用)状况下,结构构分析有唯一解解,其内(应)力和变形均随随荷载值按比例例增减。线弹性分析法是是最基本和最成成熟的结构分析析方法,也是其其他类分析方法法的基础和特例例。线弹性分析析法可应用于一一切形式的二、、三维结构和杆杆系结构体系。。一些体形和受受力复杂的特殊殊结构,当没有有简捷可靠的专专门分析方法时时也常采用。至至今,国内外已已建成的混凝土土结构中,大部部分都按此类方方法进行分析并并设计。线弹性分析法当当然是以结构的的弹性阶段的受受力特点为依据据建立的,但也也可应用于对混混凝土结构其他他各受力阶段的的分析。超静定定结构的试验表表明:在受拉钢钢筋屈服、所在在截面及其附近近区段形成塑性性饺之前,由于于混凝土受拉开开裂和受压塑性性变形等原因使使构件(截面)刚度减小,各各部分相对刚度度发生变化而引引起的结构内力力重分布的幅度度不大,实际内内力分布与线弹弹性法计算值的的差别约在工程程的允许范围以以内。因而在验验算混凝土结构构的正常使用极极限状态时,仍仍可采用线弹性性分析的结果。。按承载能力极限限状态设计超静静定结构时,采采用线弹性分析析所得的构件(截面)内力,以及按此内力力用规范的截面面极限状态法计计算配筋,逻辑辑上似有矛盾。。但是,从理论论上分析、试验验也有验证,虽虽然混凝土结构构在使用阶段和和塑性内力重分分布阶段的内力力都与线弹性法法的计算值有出出入,而在实现现内力充分重分分布、形成破坏坏机构时,其最最终的内力分布布取决于各截面面的极限弯矩值值,仍与线弹性性分析一致。故故线弹性分析法法也适用于结构构承载能力极限限状态的验算,同样可保证结结构的安全,且且实用上简易可可行。结构工程程的无数实例,足以证实其可可靠性。当然,其条件是是构件(截面〉〉有足够的塑性性转动能力,能能保证结构的内内力充分重分布布,还需符合正正常使用极限状状态的要求。混混凝土结构在使使用阶段因为混混凝土开裂、刚刚度减小而变形形增大,内力重重分布又影响其其他部分的混凝凝土开裂,必要要时应作验算。。2.考虑塑性内内力重分布的分分析方法超静定结构在达达到承载能力极极限状态之前,总要发生程度度不等的塑性内内力重分布,最最终的内力分布布主要取决于各各构件(截面)的配筋和极限限弯矩值。主动动地利用混凝土土结构的这一特特点、确定其设设计内力值,具具有简化计算、、节约钢材、调调整布筋、方便便施工等优点。。考虑塑性内力重重分布的结构分分析方法有多种种,比较简便、、且应用最多的的是弯矩调幅法法:首先用线弹弹性法分析各种种荷载状况下的的结构内力,获获得各控制截面面的最不利弯矩矩后,对构件的的支座截面弯矩矩进行调幅处理理、并确定相应应的跨中弯矩。。这一分析方法法已在我国应用用多年,取得较较好的技术经济济效益,且有专专门的设计规程程可敷设计时采采用。弯矩调幅幅法最适宜应用用于连续梁、连连续单向板和框框架等结构。其其他类结构,例例如框架一剪力力墙、双向板等等也可用同样的的原理进行内力力调幅处理。此类方法是针对对结构的承载能能力极限状态所所建立。为保证证结构在极限状状态时实现设计计内力值,各构构件(截面)必必须具有足够的的塑性转动能力力,构件的选材材和配筋率等应应满足一定要求求。此外,结构在使使用阶段的内力力分布显然不同同于设计值,一一些控制截面附附近将提早出现现裂缝。一般情情况下,对弯矩矩调幅值加以限限制,就可满足足结构的正常使使用性能,必要要时才进行专门门的验算,所需需结构内力可按按线弹性法分析析。有些结构不允许许出现裂缝,或或直接承受动荷荷载作用,或处处于严重的侵蚀蚀环境等情况下下,为保证其安安全性,不宜采采用此类分析方方法。3.塑性极限分分析方法此类方法假设结结构的材料或构构件为刚塑性或或弹塑性体,应应用塑性理论中中的上限解、下下限解和解答唯唯一性等基本定定理,验算结构构的极限承载力力,或求解结构构承载能力极限限状态时的内力力,但不能用于于结构使用阶段段的分析。此类类方法在欧美称称为塑性分析法法、在俄国则称称为极限平衡法法。塑性极限分析法法最常应用于双双向板的设计。。我国多使用塑塑性铰线法(上上限解),欧美美还使用条带法法(下限解)。。此法还可应用用于连续梁和框框架等结构的分分析和设计。我我国按塑性极限限分析设计双向向板已有数十年年的工程经验,证明结构安全全可靠,且计算算和构造均简便便易行,但也需需注意满足结构构在使用阶段的的性能要求。板柱体系的实用用分析法布置规则(连续续多跨,跨度接接近),竖向向活、恒载比值值不大时,板内内力变化范围较较小,可采用弯弯矩系数法直接接计算两个方向向柱上板带和跨跨中板带各控制制截面(支座和和跨中)的弯矩矩设计值。系数数主要依据板的的弹性内力分布布,并考虑内力力重分布,参考考已有试验结果果和工程经验而而确定。布置不太规则时时,竖载下可用用等代框架法进进行近似分析::两个方向都等等代为梁-柱框框架进行计算,,再将等代梁控控制截面(支座座和跨中)弯矩矩向柱上板带和和跨中板带分配配,弯矩分配系系数亦是参照弹弹性分析结果和和工程经验确定定的。4.非线性分析析方法以钢筋混凝土的的材料、构件(截面)、或各各种计算单元的的实际力学性能能为依据,导出出相应的非线性性本构关系,并并建立变形协调调条件和力学平平衡方程后,可可准确地分析结结构从开始受力力、直至承载力力极限状态,甚甚至其后的承载载力下降段的各各种作用效应的的变化全过程。。必要时还可考考虑结构的几何何非线性的作用用效应和随时间间、环境条件变变化的各种作用用效应。显然,非线性分分析能应用于一一切类型和形式式的结构体系,又适用于结构构受力全过程的的各个阶段。有有些体形复杂和和受力特殊的结结构体系,其他他类分析方法难难以准确求解,只有非线性分分析可给出满意意的结果。混凝凝土结构的非线线性分析采用了了日趋成熟而多多样的有限元方方法,充分地利利用高速发展的的计算机技术,成为一种强有有力的计算手段段,可快速、准准确地给出结构构的全方位的作作用效应,在实实际的工程设计计中起了重要作作用,已经成为为先进分析方法法的发展方向,且不同程度地地纳入国外的一一些主要设计规规范。但是,非线性分分析法比较复杂杂,计算工作量量很大,所需的的钢筋混凝土各各种非线性本构构关系尚不够完完善,至今使用用范围仍有限,目前主要应用用于重要的大型型结构工程,如如水坝、核电站站结构等以及在在特殊作用如地地震、核爆炸、、温度等情况下下的结构分析。。5.试验分析方方法各种结构、特别别是体形和受力力复杂的结构,可用钢筋混凝凝土、弹性材料料、或其他材料料制作成结构的的整体或其一部部分的模型,进进行荷载或其他他作用的试验,测定其内(应应)力分布、变变形和裂缝的发发展,确定其破破坏形态和极限限承载能力等。。以此为依据,可判断结构的的安全性和使用用阶段的性能、、验证或修正计计算方法、测定定计算所需的参参数值、修改初初步设计、改进进构造措施等,完成结构分析析所需解决的问问题。试验方法法对验算结构的的正常使用极限限状态和承载能能力极限状态均均可适用。上述的五类结构构分析方法中,又各有多种具具体的计算方法法,有解析解或或数值解、精确确解或近似解。。在结构设计时时,应根据建筑筑物的重要性和和使用要求、结结构体系的特点点、荷载(作用用)状况、要求求的计算精度等等加以选择,有有时还取决于手手头的分析手段段,如计算程序序、手册、图表表等。单轴受压σ-ε曲线单轴受拉σ-ε曲线双轴强度三轴抗压强度多轴应力状态下下的破坏准则(用σoct、τoct表示)混凝土本构关系系(非线性正交异异性模型或其他他本构模型)Ⅳ混凝土的多轴轴强度与本构关关系四、正截面受弯弯承载力计算理论体系相对较较为完备,不变变。本次修订一一是为了适应混混凝土强度等级级提高带来的变变化:混凝土应应力-应变关系系曲线上升段逐逐渐趋近于直线线,相应于峰值值应力的应变有有所增加,下降降段变陡。二是是为了提高安全全度,以及与国国际规范接轨。。参照CEB-FIPMC90规范处理如如下:1、受压区混凝土σ-ε关系2、受压区矩形形应力图形→取消了fcm≤C50C60C70C80α11.00.980.960.94β10.80.780.760.744、任意位置的的钢筋应力σsi(近似公式)→3、相对界限受受压区高度ξb→5、双筋矩形截截面承载力公式式五、正截面受压压承载力计算(一)轴心受压压钢箍柱螺旋筋柱0.9用于保持持与偏心受压构构件正截面承载载力计算具有相相近的可靠度,,α用于考虑对对高强度混凝土土约束作用的降降低。其余完全全相同。(二)偏心受压压(矩形截面))1、承载力公式式同样取消fcm,改用α1fcea—附加偏心矩,取取20mm或h/30两者中的较大值值。2、二阶效应问问题二阶效应是指杆杆件轴力在产生生了侧向位移和和杆件挠曲变形形的结构中引起起的附加内力。。偏心受压构件件均应考虑。p–Δ效应将增大柱端端截面的弯矩p–δ效应将增大柱中中间截面的弯矩矩二阶效应计算本本属于结构分析析的内容,但计计算侧移与挠度度时所用的杆件件实际刚度不是是弹性刚度,所所以手算极为复复杂。因此,条条件不成熟时,,在原规范中只能能在偏压构件受受压承载力设计计中,采用近似似的η-l0法,以偏心距增增大系数η来增大弯矩值,,用以反应二阶效效应的影响,此此时l0为相应的标准柱柱的长度即计算算长度。随着电算的发展展,新规范中过过渡到可采用2种方法(7.3.9):考虑二阶效应的的弹性分析法η-l0法(1)考虑二阶阶效应的弹性分分析方法(7.3.12)结构内力仍按弹弹性体系分析区别是考虑结构构变形的几何非非线性办法是对杆件的的刚度进行折减减(原则:使层层间位移及其分分布相当,各杆杆件内力相近)),取毛截面弹弹性刚度EcI×修正系数用有限元电算是是不困难的根据弹性分析法法得出的内力求求偏心距,加上上ea,直接用于配筋设设计,不再考虑虑η值。刚度修正系数梁—0.4剪剪力墙墙—0.45((不开裂时,0.7)柱—0.6核核心筒筒壁—0.45(不开裂时,,0.7)(2)η-l0法(7.3.10)老方法η公式同原规范l0的取值①排架及常见框架架—同原规范②当水平荷载产生生的弯矩占总弯矩矩75%以上时原因:对于框架,,水平荷载才产生生侧移,理论上应应该M=ηsMh+Mv,但原规范习惯上是是η乘以总弯矩的:M=η(Mh+Mv)取中较小值当Mh相对很大或ψmin过大时,η(Mh+Mv)有可能小于ηsMh+Mv,为安全计,与η相应的l0取值要按上列两公公式计算,比原规规范增大一些。3、其他问题基本上同原规范原因:对于框架,,水平荷载才产生生侧移,理论上应应该M=ηsMh+Mv,但原规范习惯上是是η乘以总弯矩的:M=η(Mh+Mv)。本规范沿用,但是是——(三)任意截面的的正截面承载力一一般性计算方法((7.3.14保保留了倪克勤公式式,此法补充于附附录F备选)划分预应力筋Apk、普通钢筋Asj及受压混凝土单元元Aci;根据平截面假定,,求出εpk、εsj、εci;根据材料σ-ε关关系,求出σpk、σsj、σci;根据静力平衡,求求出N、Mx、My;逐次假定中和轴位位置xn,逐次迭代,电算算完成六、斜截面受剪承承载力计算(7.5)理论尚不完备,国国际上各不相同,,此次未做大的改改变,主要是———将适用范围扩大到到更高混凝土强度度等级、更大的截截面高度,适当提提高可靠度1、防止斜压破坏坏及斜拉破坏的条条件截面尺寸的控制同原规范,但公式式中加了一个βc箍筋最小配筋率2、不配腹筋的板板类受弯构件的斜斜截面受剪承载力力fc改为ft,近似取ft=0.1fc考虑截面高度的影影响,βh=1~0.8纵筋的影响仍未纳纳入3、受弯构件一般构件:集中力为主:4、偏压、偏拉构构件基本同原规范5、圆形截面构件件—按矩形截面公式计计算取b=1.76rh0=1.6r6、双向受剪柱((增补,见7.5.16-18))研究表明:双向受受剪时,受剪承载载力大致服从圆形形相关规律:式中:配筋设计时,可近近似取直接计算七、扭曲截面承载载力计算1、截面尺寸控制制条件2、箍筋最小配筋筋率3、矩形、工形截截面纯扭承载力计计算(基本同原规规范)5、剪扭构件及弯弯扭构件4、箱形截面纯扭扭承载力计算基本同原规范。当当然受扭承载力降降低系数βt稍有变动。受扭纵筋的最小配配筋率ρtlmin,原规范有误;新规规范取八、受冲切承载力力计算1、不配置箍筋或或弯筋的板存在的问题—过分分安全、考虑的问问题不够全面系数由0.6→0.7考虑了双向预应力力的有利影响σpc,m考虑了板厚的尺寸寸效应βh,h≤800βh=1.0h≥2000时,βh=0.9η—考虑长柱和大柱时时不利影响,取下下列两式中的较小小值:还考虑了局部荷载载附近开洞对um的影响2、配置箍筋或弯弯筋的板(基本同同原规范)3、基础冲切承载载力(基本同原规规范)4、板柱节点当传传递不平衡弯矩时时,承载力下降。。规范的措施是不不变承载力,增大大冲剪力:Fl取等效集中反力设设计值Fl,eq,Fl,eq由新规范附录G列列出。参照ACI九、局部受压承载载力计算1、截面尺寸控制制条件为提高安全度,受受压承载力乘以0.9,所以1.5→1.35对高强混凝土,考考虑强度影响系数数βc2、配置间接钢筋筋时的局部受压承承载力公式十、疲劳验算1、受弯构件正截截面疲劳应力验算算(1)受压区混凝凝土边缘应力(2)受拉钢筋应应力2、受弯构件斜截截面疲劳验算(1)中和轴处混混凝土剪应力τf≤0.6ftf,箍筋按构造配置置(2)τf>0.6ftf时原规范是以剪应力力图形分配给混凝凝土、箍筋及弯起起钢筋分别承担的的。新规范是由变形协协调,由应变圆求求出箍筋与弯筋的的应力的,而以应应力幅验算疲劳::由应变圆也可以推推出弯起钢筋的应应力幅,,从理论和试验均均证明,,即疲劳劳时,总是弯筋先先发生疲劳破坏。。为稳妥计,在疲疲劳验算时,新规规范不计入弯筋的的作用,疲劳剪力力全部由箍筋承担担。十一、裂缝宽度与与挠度验算(1)一级——严严格要求不出现裂裂缝的构件原规范:在荷载的的短期效应组合下下,应符合:新规范:在荷载效效应的标准组合下下,应符合:(2)二级——一一般要求不出现裂裂缝的构件原规范:在荷载的的短期效应组合下下,应符合:在荷载的长期效应应组合下,应符合:新规范:在荷载效效应的标准组合下下,应符合:在荷载效应的准永永久组合下,宜符合:(3)三级——允允许出现裂缝的构构件按荷载效应的标准准组合并考虑长期期作用影响计算的的最大裂缝宽度,,应符合:(一)裂缝控制等等级(3.3.3)1、正截面混凝土土法向应力(二)抗裂验算与原规范相同以受弯构件为例::2、斜截面主拉应应力与主压应力验验算(1)主拉应力一级二级(2)主压应力σtp、σcp计算公式及限值同同原规范。但当为为超静定后张预应应力构件时,Vk中应计入预应力引引起的次内力V2。钢筋表面特征系数数υ只与粘结力项有有关,与c无关。υ—光面钢筋0.7,带肋钢筋1.0;钢丝0.4~0.8,钢绞线0.5~0.6υ移入括号内,所以以括号内的系数改改了。σsk计算同原规范ψ公式同原规范(三)裂缝宽度验验算新规范的最大裂缝缝宽度公式与原规规范公式实质没有有根本性改变,亦亦即基本保留了原原规范的计算理论论和方法——试验验、统计平均裂缝缝间距,由伸长差差得平均裂缝宽度度,乘以扩大系数数得最大裂缝宽度度。局部改进归纳纳如下:保护层厚度的影响响与钢筋表面特征征关系不大,系数数υ移入括号内在粘结结力项中考虑。系数1.9和0.08的最终确定定考虑到了保护层层厚度有增大的趋趋势,收集和分析析了厚保护层试验验资料。适用厚度度可达到65mm。钢筋换算直径中考考虑了不同钢筋表表面特征对粘结特特性的影响。考虑虑了环氧涂层带肋肋钢筋υ的取值(8折)。。对钢筋混凝土构件件和预应力混凝土土构件分别给出了了构件受力特征系系数(原规范用同同一值)。根据某些低配筋率率构件工程实践,,缝间钢筋应变不不均匀系数ψ下限限由0.4降为0.2。注意:c大则w大大,不耐久(控裂裂理由:裂缝过宽宽,①引起锈蚀,,降低耐久性;②②损坏外观,引起起不安)。按常识c大应该更更耐久。矛盾!必必须了解:裂缝形状。为了防防锈,控制表面裂裂缝不如控制钢筋筋处裂缝,但试验验观察困难,实践践不便操作。从短期试验看,裂裂缝宽度对钢筋腐腐蚀确有显著影响响,但随时间推移移而渐减,从整个个使用寿命来看,,影响无足轻重。。工程调查和暴露露试验表明,混凝凝土的密实性和必必要的保护层厚度度,要比控制表面面裂缝宽度对防锈锈更重要。从耐久久性角度看,裂缝缝宽度限值有放松松的趋势,如新西西兰已放宽到0.5mm。从外观角度看,裂裂缝宽度限值与构构件在结构中的部部位、光线、表面面处理情况以及观观察距离等多种因因素有关。一般认认为控制在0.3mm以内是适当的。1、钢筋混凝土受受弯构件的刚度公公式与原规范相同同。2、预应力混凝土土受弯构件(四)受弯构件挠挠度验算不出现裂缝出现裂缝上述公式与原规范范形式不同,但其其实质与来源是一一样的。式中γ—截面
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