《混凝土结构设计规范》修订内容之结构三

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结构分析条文说明：

本章对02版规范的内容作了较大的变动，丰富了分析模型、弹性分析、弹塑性分析、塑性极限分析等内容，增加了间接作用分析一节。弥补了02版混凝土结构设计规范中结构分析内容的不足。所列条款基本反映了我国混凝土结构的设计现状、工程经验和实验研究等方面所取得的进展，同时也参考了国外标准规范的相关内容。本规范只列入了结构分析的基本原则和各种分析方法的应用条件。各种结构分析方法的具体内容在有关标准中有更详尽的规定，可遵照执行。5.1基本原则

混凝土结构应进行整体作用效应分析，必要时尚应对结构中受力状况特殊的部分进行更详细的分析。条文说明：在所有的情况下，设计计算、验收前均应对结构的整体进行分析。必要时，结构中的重要部位、形状突变部位以及内力和变形有异常变化的部分（例如较大孔洞周围、节点及其附近区域、支座和集中荷载附近等）应另作更详细的局部分析。对02规范进行了简化

当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时应分别进行结构分析，并确定其最不利的作用效应组合。对结构的两种极限状态进行结构分析时，应取用相应的作用组合。条文说明：

结构在不同的工作阶段，例如结构的施工期、检修期和使用期，预制构件的制作、运输和安装阶段等，应确定其可能的不利作用效应组合。对于重要的结构，应考虑偶然作用可能带来的严重后果，进行相应的结构防倒塌分析。5.1.3结构分析的模型应符合下列要求：1

结构分析采用的计算简图、几何尺寸、计算参数、边界条件以及结构材料性能指标等应符合实际情况，并应有相应的构造措施；2

结构上各种作用的取值与组合、初始应力和变形状况等，应符合结构的实际状况；3

结构分析中所采用的各种近似假定和简化，应有理论、试验依据或经工程实践验证；计算结果的精度应符合工程设计的要求。条文说明：结构分析应以结构的实际工作状况和受力条件为依据。结构分析的结果应有相应的构造措施加以保证。例如，固定端和刚节点的承载能力和对变形的限制；塑性铰的充分转动能力；适筋截面的配筋率或压区相对高度的限制等对02规范进行了整理5.1.4结构分析应符合下列要求：1

满足力学平衡条件；2在不同程度上符合变形协调条件，包括节点和边界的约束条件；3

采用合理的材料本构关系或构件单元的受力-变形关系。条文说明：结构分析方法均应符合三类基本方程，即力学平衡方程，变形协调（几何）条件和本构（物理）关系。其中平衡条件必须满足；变形协调条件应在不同程度上予以满足，本构关系则需合理的选用。对02规范为本构关系5.1.5结构分析时，应根据结构类型、材料性能和受力特点等选择下列分析方法：1

弹性分析方法；（02规范是线弹性分析方法）2

塑性内力重分布分析方法；3

弹塑性分析方法；（新增）4

塑性极限分析方法；5

试验分析方法。

（删掉了02规范非线性分析方法）条文说明：现有的结构分析方法可归纳为五类。各类方法的主要特点和应用范围如下：1

弹性分析方法是最基本和最成熟的结构分析方法，也是其他分析方法的基础和特例。它适用于分析一般结构。大部分混凝土结构的设计均基于此方法。结构内力的弹性分析和截面承载力的极限状态设计相结合，实用上简易可行。按此设计的结构，其承载力一般偏于安全。少数结构因混凝土开裂部分的刚度减小而发生内力重分布，可能影响其他部分的开裂和变形状况。考虑到混凝土结构开裂后刚度的减小，对梁、柱构件可分别取用不同的折减刚度值，且不再考虑刚度随作用效应而变化。在此基础上，结构的内力和变形仍可采用弹性方法进行分析。2

考虑塑性内力重分布的分析方法设计超静定混凝土结构，具有充分发挥结构潜力，节约材料，简化设计和方便施工等优点。但应注意到，结构的变形和裂缝可能相应增大。3

弹塑性分析方法以钢筋混凝土的实际力学性能为依据，引入相应的本构关系后，可进行结构受力全过程的分析，而且可以较好地解决各种体型和受力复杂结构的分析问题。但这种分析方法比较复杂，计算工作量大，各种非线性本构关系尚不够完善和统一，至今应用范围仍然有限。主要用于重要、复杂结构工程的分析和罕遇地震作用下的结构分析。4塑性极限分析方法又称塑性分析法或极限平衡法。此法主要用于周边有梁或墙支承的双向板设计。工程设计和施工实践经验证明，按此法进行计算和构造设计简便易行，可以保证结构的安全。5

对体型复杂或受力状况特殊的结构或其部分，可采用试验方法对结构的材料性能、本构关系、作用效应等进行实测或模拟，为结构分析或确定设计参数提供依据。5.1.6结构分析所采用的计算软件应经考核和验证，其技术条件应符合本规范和国家现行有关标准的要求。条文说明：

结构设计中采用电算分析日益增多，商业的和自编的电算程序都必须保证其运算的可靠性。而且每一项电算的结果都应作必要的判断和校核。本条保留内容没有变化，删掉了02规范对电算结果进行判断和校核的条文内容5.2分析模型5.2.1杆系结构宜按空间体系进行结构整体分析，并宜考虑构件的弯曲、轴向、剪切和扭转等变形对结构内力的影响。当进行简化分析时，应符合下列规定：1

体形规则的空间结构，可沿柱列或墙轴线分解为不同方向的平面结构分别进行分析，但应考虑平面结构的空间协同工作。2

构件的轴向、剪切和扭转变形对结构内力分析影响不大时，可不予考虑。删除了02规范条的3关于“结构或杆件的变形对其内力的二阶效应影响不大时，可不计及”的内容。增加的一节

杆系结构的计算简图宜按下列方法确定：1

梁、柱等一维构件的轴线宜取为控制截面几何中心的连线，墙、板等二维构件的中轴面宜取为控制截面中心线组成的平面或曲面。2

现浇结构和装配整体式结构的梁柱节点、柱与基础连接处等可作为刚接；非整体浇筑的次梁两端及板跨两端可作为铰接。3

梁、柱等杆件的计算跨度或计算高度可按其两端支承长度的中心距或净距确定，并应根据支承节点的连接刚度或支承反力的位置加以修正；4

梁、柱等杆件间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时，在计算模型中可作为刚域处理。条文说明：计算图形宜根据结构的实际形状、构件的受力和变形状况、构件间的连接和支承条件以及各种构造措施等，作合理的简化。例如，支座或柱底的固定端应有相应的构造和配筋作保证；有地下室的建筑底层柱、其固定端的位置还取决于底板（梁）的刚度；节点连接构造的整体性决定其刚接或铰接考虑等。当钢筋混凝土梁柱构件截面尺寸相对较大时，梁柱交汇点会形成相对的刚性节点区域。钢域尺寸的合理确定，会在一定程度上影响结构整体分析的精度。

进行结构整体分析时，对于现浇结构或装配整体式结构，可假定楼盖在其自身平面内为无限刚性。当楼盖开有较大孔或其局部会产生明显的平面内变形时，在结构分析中应考虑其影响。条文说明：一般的建筑结构的楼层大多数为现浇钢筋混凝土楼板或有现浇面层的预制装配式楼板，可近似假定楼板在其自身平面内为无限刚性，以减少结构的自由度数，简化结构分析。实践证明，采用刚性楼板假定对大多数建筑结构进行分析，其分析精度都能够满足工程设计的需要。若因结构布置的变化导致楼板面内刚度削弱或不均匀时，结构分析应考虑楼板面内变形的影响。根据楼面结构的具体情况，楼板面内变形可按全楼、部分楼层或部分区域考虑。5.2.4对现浇楼盖和装配整体式楼盖，宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。梁受压区有效翼缘计算宽度

bf′可按表5.2.4所列情况中的最小值取用；也可采用梁刚度增大系数法近似考虑，刚度增大系数应根据梁有效翼缘尺寸与梁截面尺寸的相对比例确定对02规范进行了简化处理，原来3项，现取为1项注：1表中b为梁的腹板厚度；2肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距的横肋时，可不考虑表中情况3的规定；3加腋的T形、I形和倒L形截面，当受压区加腋的高度hh≥hf′且加腋的长度bh

≤

3hh时，其翼缘计算宽度可按表中情况3的规定分别增加2bh(T形、I形截面)和bh(倒L形截面)；4独立梁受压区的翼缘板在荷载作用下经验算沿纵肋方向可能产生裂缝时，其计算宽度应取腹板宽度b。条文说明：

现浇楼面和装配整体式楼面的楼板作为梁的有效翼缘，与梁一起形成T形截面，提高了楼面板的刚度，结构分析时应予以考虑。当采用梁刚度放大系数法时，应考虑各梁截面尺寸大小的差异，以及各楼层楼板厚度的差异。采用T形截面方式考虑楼板的刚度贡献，相对比较合理。5.2.5当地基与结构的相互作用对结构的内力和变形有显著影响时，结构分析中宜考虑地基与结构相互作用的影响。5.3

弹性分析5.3.1结构的弹性分析方法可用于正常使用极限状态和承载能力极限状态的作用效应分析。5.3.2杆系结构中构件的截面刚度可按下列原则确定：1混凝土的弹性模量应按本规范表4.1.5采用；2截面惯性矩可按匀质的混凝土全截面计算；3端部加腋的杆件，应考虑其截面变化对结构分析的影响；4不同受力状态构件的截面刚度，宜考虑混凝土开裂、徐变等因素的影响予以折减。条文说明：按构件全截面计算截面惯性矩时，可简化考虑，既不计钢筋的换算面积，也不扣除预应力筋孔道等的面积。5.3.3混凝土结构弹性分析宜采用结构力学或弹性力学等分析方法。体形规则的结构，可根据作用的种类和特性，采用适当的简化分析方法。

当结构的二阶效应可能使作用效应显著增大时，在结构分析中应考虑二阶效应的不利影响。混凝土结构的重力二阶效应可采用有限元分析方法计算也可采用本规范附录B的简化方法。当采用有限元分析方法时，宜考虑混凝土构件开裂对构件刚度降低的影响。条文说明：

建筑结构的二阶效应包括重力二阶效应（P—Δ效应）和受压构件的挠曲效应（P—δ效应）两部分。严格地讲，应考虑P—Δ效应和P—δ效应进行结构分析，应考虑材料的非线性和裂缝、构件的曲率和层间侧移、荷载的持续作用、混凝土的收缩和徐变等因素。但要实现这样的分析，在目前条件下还有困难，工程分析中一般都采用简化的分析方法。重力二阶效应计算属于结构整体层面的问题，一般在结构整体分析中考虑，本条给出了两种计算方法：有限元法和增大系数法。受压构件的挠曲效应计算属于构件层面的问题，一般在构件设计时考虑，详见本规范第6.2节。5.三4塑性三内力三重分三布分三析混凝三条文说明：

超静定混凝土结构在出现塑性铰的情况下会发生内力重分布。可利用这一特点进行构件截面之间的内力调幅，以达到节约的目的。本条给出了可以采用塑性调幅设计的构件或结构类型。02规范三这里三为“三宜”按考三虑塑三性内三力重三分布三分析三方法三设计三的结三构和三构件三，尚三应满三足正三常使三用极三限状三态的三要求三，并三采取三有效三的构三造措三施。三对于三直接三承受三动力三荷载三的构三件，三以及三条文说明：本条提出了考虑塑性内力重分布设计的条件。考虑塑性内力重分布的计算方法进行构件或结构的设计时，由于塑性铰的出现，构件的变形和裂缝宽度均较大。所以本条进一步明确允许考虑塑性内力重分布构件的使用环境，并强调应进行构件变形和裂缝宽度的验算，以满足正常使用极限状态的要求。钢筋三混凝三土梁三支座三或节三点边三缘截三面的三负弯三矩调三幅幅三度不三宜大三于25三%；弯三矩调三整后三的梁三端截三面相三对受三压区三高度三不应三超过0.三35，且三不宜三小于0.三10。钢三筋混三凝土三板的三负弯三矩调三幅幅三度不三宜大三于20三%。条文三说明三：采用三基于三弹性三分析三的塑三性内三力重三分布三方法三进行三弯矩三调幅三时，三调整三的幅三度及三受压三区的三高度三均应三满足三本条三的规三定，三以保三证构三件出三现塑三性铰三的位三置有三足够新增三条5.三5弹塑三性分三析重要三或受三力复三杂的三结构三，宜三采用三弹塑三性分三析方三法对三结构三整体三或局三部进三行验三算。结三构的三弹塑三性分三析宜三遵循三下列三原则三：1应预三先设三定结三构的三形状三、尺三寸、三边界三条件三、材三料性三能和三配筋三等；2材料三的性三能指三标宜三取平三均值或实三测值，可按三本规三范附三录C采用三，或三通过三试验三分析三确定三；3宜考三虑结三构几三何非三线性三的不三利影三响；4分析三结果三用于三承载三力设三计时三，应三考虑三承载三力不三定性三系数三，对三结构三的抗三力进三行适三当调三整。条文三说明：弹塑三性分三析可三根据三结构三的类三型和三复杂三性、三要求三的计三算精三度等三选择三计算三方法5.三5.三2混凝三土结三构的三弹塑三性分三析，三可根三据实三际情三况采三用静三力或三动力三分析三方法三。结三构的三基本三构件三计算三模型三宜按三下列三原则三确定三：1梁、三柱等三杆系三构件三可简三化为三一维三单元三，宜三采用三纤维三束模三型或三塑性三铰模三型；2墙、三板等三构件三可简三化为三二维三单元三，宜三采用三膜单三元、三板单三元或三壳单三元；3复杂三的混三凝土三结构三、大三体积三结构三、结三构的三节点三或局三部区三域需三作精三细分三析时三，宜三采用三三维三块体三单元三。新增三条条文三说明三：结构三构件三的计三算模三型以三及离三散尺三度应三根据三实际三情况三以及三计算三精度三的要三求确三定。三若一三个方三向的三正应三力明三显大三于其三余两三个正三交方三向的三应力三，则三构件三可简三化为三一维三单元三；若三两个三方向三的正三应力三均显三著大三于另三一个三方向三的应三力，三则应三简化三为二三维单三元；三若构三件三三个方三向的三正应三力无三显著三差异三，则三构件三应按三三维三单元三考虑三。钢筋三、混三凝土三材料三的本三构关三系可三按本三规范三附录C采用三，也三可通三过试三验分三析确三定。构件三、截三面或三各种三计算三单元三的受三力-变形三关系三宜符三合实三际受三力情三况。某些三变形三较大三的构三件或三节点三进行三局部三精细三分析三时，三宜考三虑钢三筋与三混凝三土间三的粘三结-滑移三本构三关系三。条文三说明三：本条三给出三了在三结构三弹塑三性分三析中三建议三采用三的钢三筋和三混您三图材三料本三构关三系，三并建三议相三关参三数宜三通过三实验三分析三确定三。钢三筋混三凝土三界面三的粘三结滑三移对三其分三析结三果影三响较三显著三地构三件（三如：三框架三结构三梁柱三的节三点区三域等三），三建议三在进三行分三析时三考虑三粘结三滑移三的本三构关三系。5.三6塑性三极限三分析5.三6.三1对不三承受三多次三重复三荷载三作用三的混三凝土三结构三，当三有足三够的三塑性三变形三能力三时，三可采三用塑三性极三限理三论的三分析三方法三进行三结构三的承三载力三计算三，同三时应三满足三正常三使用三的要三求。条文三说明三：对于三超静三定结三构，三结构三中的三某一三个截三面（三或某三几个三截面三）达三到屈三服，三整个三结构三可能三并没三有达三到最三大承三载力三，外三荷载三还可三以继三续增三加。三先达三到屈三服截三面的三塑性三变形三会随三之不三断增三大，三并且三不断三有其三他截三面陆三续达三到屈三服。三直至三有足三够数三量的三截面三达到三屈服三，使三结构三体系三即将三形成三几何三可变三机构三，结三构才三达到三最大三承载三力。三因此三，利三用超三静定三结构三的这三一受三力特三征，三可采三用塑三性极三限分三析方三法来三计算三超静三定结三构的三最大三承载三力，三并以三达到三最大三承载三力时三的状三态，三作为三整个三超静三定结三构的三承载三能力三极限三状态三。这三样既三可以三使超三静定三结构三的内三力分三析更三接近三实际三内力三状态三，也三可以三充分三发挥三超静三定结三构的三承载三潜力三，使三设计三更经三济合三理。但是三，超三静定三结构三达到三承载三力极三限状三态（三最大三承载三力）三时，三结构三中较三早达三到屈三服的三截面三已处三于塑三性变三形阶三段，三即已三形成三塑性三铰，三这些三截面三实际三上已三具有三一定三程度三的损三伤。三如果三塑性三铰具三有足三够的三变形三能力三，则三这种三损伤三对于三一次三加载三情况三的最三大承三载力三影响三不大三。但三是对三于重三复荷三载作三用，三由于三屈服三截面三在塑三性阶三段重三复加三载作三用下三的低三周疲三劳效三应，三会使三塑性三铰的三承载三能力三降低三，从三而使三整个三结构三不能三达到三静力三荷载三作用三下的三最大三承载三力。三因此三为安三全计三，建三议塑三性极三限分三析方三法不三得用三于承三受多三次重三复荷三载作三用三的混三凝土三结构三。5.三6.三2整体三结构三的塑三性极三限分三析计三算应三符合三下列三规定三：1对可三预测三结构三破坏三机制三的情三况，三结构三的极三限承三载力三可根三据设三定的三结构三塑性三屈服三机制三，采三用塑三性极三限理三论进三行分三析；2对难三于预三测结三构破三坏机三制的三情况三，结三构的三极限三承载三力可三采用三静力三或动三力弹三塑性三分析三方法三确定三；3对直三接承三受偶三然作三用的三结构三构件三或部三位，三应根三据偶三然作三用的三动力三特征三考虑三其动三力效三应的三影响三。条文塑性铰线法应根据以下假定进行计算：1

板被塑性铰线分成若干板块，形成几何可变体系；2

配筋合理时，通过塑性铰线的钢筋均达到屈服，且塑性铰线可在保持屈服弯矩的条件下产生很大的转角变形；3

塑性铰线之间的板块处于弹性阶段，与塑性铰线上的塑性变形相比很小，故板块可视为刚体。条带三法可三根据三板面三荷载三的合三理传三递分三布假三定，三将双三向板三简化三为两三个方三向的三单向三板进三行计三算。三对于三开洞三口的三双向三板，三应在三洞口三周边三考虑三加强三板带三，并三据此三给出三板面三荷载三的传三递分三布。三对于三不考三虑竖三向不三均匀三变形三影响三的双三向板三发生三板的三破坏三机构三，可三采用三下述三近似三方法三进行三分析三。承受三竖向三均布三荷载三的双三向矩三形板三（图三），三板塑三性铰三线上三的总三极限三弯矩三值应三满足三下式三要求三：式中三：，——双向三板两三个方三向的三计算三跨度三（m）；p——作用三于板三面上三的竖三向荷三载设三计值三（kN三/）;，三，——x方向三沿板三全宽三（三）塑三性铰三线上三的跨三中和三两边三中和三两边三支座三处的三总极三限弯三矩绝三对值三（kN三-m）；，三，——y方向三沿板三全长三（三）三塑性三铰线三上的三跨中三和两三边支三座处三的总三极限三弯矩三绝对三值（kN三-m）。总极三限弯三矩分三别按三两个三方向三相应三位置三的单三位长三度极三限弯三矩（三，三，三，三，三，三）和三塑性三铰线三投影三长度三（三，三）计三算确三定。三极限三分析三时，三单位三长度三极限三弯矩三（kN三-m三图5.三6.三2不考三虑竖三向不三均匀三变形三影响三的矩三形双三向板三塑性三铰线三分布两个三方向三跨中三截面三单位三长度三极限三弯矩三的比三值可三取为（）两个三方向三支座三截面三与跨三中截三面单三位长三度极三限弯三矩的三比值三：，三，三，三，三可取1.三5~三2.三5。双向三板有三简支三边或三者部三分极三限弯三矩已三知时,式（三）中三的总三极限三弯矩三应按三实际三情况三计算三。承受三均布三荷载三的周三边支三承的三双向三矩形三板，三可采三用塑三性铰三线法三或条三带法三等塑三性极三限分三析方三法进三行承三载能三力极三限状三态的三分析三与设三计。当边三界支三承位三移对三板的三内力三及破三坏状三态有三较大三影响三时，三宜考三虑边三界支三承的三竖向三不均三匀变三形的三影响。条文三说明三：结构三极限三分析三可采三用精三确解三、上三限解三和下三限解三法。三当采三用上三限解三法时三，应三根据三具体三结构三的试三验结三果或三弹性三理论三的内三力分三布，三预先三建立三可能三