混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-201005656

1、,東南大學(xué),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 主要修訂內(nèi)容介紹,張志強(qiáng),目,錄,一、修訂概況 二、術(shù)語與符號 三、基本設(shè)計(jì)規(guī)定 四、混凝土結(jié)構(gòu)的材料 五、結(jié)構(gòu)分析 六、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 七、正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 八、構(gòu)造規(guī)定 九、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本規(guī)定 十、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件 十一、混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010,一、修訂概況 1.1 修訂原則 1、適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)的安全儲備以及抗災(zāi)性能，注重結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性。 2、規(guī)范從以截面配筋計(jì)算為主擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)的重要性。 3、淘汰低強(qiáng)材料采用高

2、強(qiáng)材料，提高資源利用效率，落實(shí)“四節(jié)一環(huán)?！?。 4、貫徹可持續(xù)發(fā)展的基本國策，完善耐久性設(shè)計(jì)，補(bǔ)充既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則。 5、拓展結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容，系統(tǒng)提出各種分析方法，包括間接作用分析的原則。,6、補(bǔ)充、完善構(gòu)件斜截面受剪、沖切、拉彎剪扭復(fù)合受力等的 承載力計(jì)算。 7、修改、完善正常使用狀態(tài)驗(yàn)算，調(diào)整裂縫寬度及撓度計(jì)算， 增加舒適度要求。 8、改進(jìn)鋼筋保護(hù)層、錨固、連接、最小配筋率及各類構(gòu)件連接 構(gòu)造措施的有關(guān)內(nèi)容。 9、補(bǔ)充、完善并集中表達(dá)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容，包括無 粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。 10、加強(qiáng)與抗震規(guī)范的協(xié)調(diào)，補(bǔ)充、完善結(jié)構(gòu)抗震的有關(guān)內(nèi)容。 11、進(jìn)一步與國際接軌，實(shí)現(xiàn)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及土木工程

3、其它專業(yè) 規(guī)范的合理分工、協(xié)調(diào)。,1.2 主要修訂技術(shù)要點(diǎn) 1.補(bǔ)充了“結(jié)構(gòu)方案”和“結(jié)構(gòu)抗倒塌”的設(shè)計(jì)原則； 2.增加了既有結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)的原則的規(guī)定； 3.修改了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正常使用極限 狀態(tài)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定； 4.增加了樓蓋舒適度的設(shè)計(jì)要求； 5.修訂了環(huán)境等級劃分，完善了耐久性設(shè)計(jì)；適當(dāng)調(diào)整 了鋼筋保護(hù)層厚度；,6.淘汰了235MPa級低強(qiáng)鋼筋，增加500MPa級高強(qiáng)鋼筋； 7. 提出了并筋（鋼筋束）的配筋方式、等效直徑的概念及設(shè)計(jì)方法。 8.對結(jié)構(gòu)側(cè)移的二階效應(yīng)（效應(yīng)），提出有限元分析方法及增大系 數(shù)的簡化考慮方法； 9.完善了鋼筋、混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系以及混凝土多

4、軸強(qiáng)度準(zhǔn)則的有關(guān)內(nèi)容，適應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析的要求； 10.統(tǒng)一了一般受彎構(gòu)件與集中荷載作用下的梁的斜截面受剪承載力計(jì)算公式；,10/342,11.修改了鋼筋混凝土框架柱雙向受剪承載力計(jì)算方 法； 12.補(bǔ)充了拉、彎、剪、扭復(fù)合受力鋼筋混凝土矩形截 面框架柱設(shè)計(jì)計(jì)算的相關(guān)規(guī)定； 13.修改了受沖切承載力計(jì)算公式； 14.修改了鋼筋錨固長度的有關(guān)規(guī)定； 15.調(diào)整了混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件縱向受力鋼筋最小配筋率的 要求； 16.補(bǔ)充了雙向受剪鋼筋混凝土框架柱的抗震設(shè)計(jì)相關(guān) 規(guī)定。,11/342,17.調(diào)整了混凝土柱軸壓比限值，增加了四級抗震等級 的軸壓比要求。 18.補(bǔ)充筒體及剪力墻洞口連梁的受彎承載力

5、及小跨高 比連梁、特殊配筋連梁的設(shè)計(jì)規(guī)定。 19.修改了剪力墻邊緣構(gòu)件的有關(guān)設(shè)計(jì)要求，增加了三 級抗震等級剪力墻的相關(guān)規(guī)定。 20.補(bǔ)充了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。 21.增加了沖切及板柱節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定。,1.3 試設(shè)計(jì)分析 1） 試設(shè)計(jì)的工程 新混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范2009年7月開始進(jìn)行試設(shè)計(jì)。試設(shè) 計(jì)由中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所提供設(shè)計(jì)軟件，7個(gè)單位對7種結(jié)構(gòu) 形式的10個(gè)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)及分析、對比。 中國建筑設(shè)計(jì)研究院：剪力墻結(jié)構(gòu)（高層住宅） 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院：框架-筒體結(jié)構(gòu)（辦公樓） 華東建筑設(shè)計(jì)研究院：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)（辦公樓） 中國建筑西南設(shè)計(jì)院：框架結(jié)構(gòu)（辦公樓）

6、 中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院：框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)（多層廠 房）、排架結(jié)構(gòu)（單層廠房） 南京市建筑設(shè)計(jì)研究院：板柱結(jié)構(gòu) 鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院：框架結(jié)構(gòu)(教學(xué)樓)、框架-剪力墻結(jié) 構(gòu)（商住樓）、剪力墻結(jié)構(gòu)（商住樓）。,（2）試設(shè)計(jì)總結(jié) 1. 修訂規(guī)范與原規(guī)范比較，混凝土用量無明顯變化，在鋼筋 等級不變情況下，鋼筋用量稍有波動(dòng)，但基本持平。 2. 受彎構(gòu)件（梁）因計(jì)算公式修改，裂縫寬度控制大幅度減 少（1040%），受力縱筋用量明顯減少，可達(dá)10%左右。 3. 受彎構(gòu)件的箍筋因抗剪承載力計(jì)算公式修改，用鋼量增 加。加上由于保護(hù)層厚度加大對垂直截面承載力的影響 （約14%），故配筋量能夠基本保持不變

7、。 4. 用300MPa級鋼筋取代235MPa級鋼筋；用400、500MPa級鋼 筋取代335MPa級鋼筋，可以明顯減少鋼筋用量，對于不同 情況差異較大，平均可減少用鋼量約15%左右。,5.對于荷載及內(nèi)力很大，由承載力確定配筋的情況（例 如梁），由于適當(dāng)放松了裂縫控制的制約，應(yīng)用高強(qiáng) 鋼筋的效果明顯，省鋼可達(dá)1020%。 6.抗震柱中箍筋體積配箍率改以抗拉強(qiáng)度計(jì)算后，采用 高強(qiáng)箍筋的效果也很明顯，省鋼可達(dá)20%以上，但應(yīng) 解決高強(qiáng)箍筋彎折加工等工藝問題。 7.高強(qiáng)鋼筋帶來錨固、搭接長度等問題，通過采用機(jī)械 錨固、機(jī)械連接等手段解決，并未明顯引起用鋼量增 加，但還應(yīng)加強(qiáng)漿錨等新施工工藝、技術(shù)的開

8、發(fā)應(yīng) 用。,8.對于荷載、內(nèi)力不大，由最小配筋率確定截面配筋 的情況，采用更高強(qiáng)的500MPa鋼筋效果并不明顯。 因此中高強(qiáng)的400MPa級鋼筋可能成為未來的主力鋼 筋。 9.板柱結(jié)構(gòu)在限制高度24m的情況下，采取必要的措施 后，可以滿足抗震的基本要求。在鋼筋等級不變的 情況下用鋼量增加1015%，但采用高強(qiáng)鋼筋后， 可以持平或減少。這種結(jié)構(gòu)形式作為車庫、商場、 倉儲等結(jié)構(gòu)有一定的優(yōu)勢。 10.綜上所述，修訂規(guī)范的工程適用性較好。在適當(dāng)提 高安全儲備、抗災(zāi)能力、耐久性能的情況下，通過 技術(shù)進(jìn)步和采用高強(qiáng)材料等措施，有效地落實(shí)了節(jié) 材、減耗、環(huán)保的目標(biāo)。,（1）結(jié)構(gòu)縫 structural jo

9、int 為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能而主動(dòng)設(shè)置用以分割混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的間隔。 （2）混凝土保護(hù)層 concrete cover 構(gòu)件中鋼筋外緣至構(gòu)件表面的混凝土層，簡稱保護(hù)層。,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 二、術(shù)語與符號 2.1 術(shù)語 規(guī)范給出22個(gè)專用術(shù)語。,2.2 符號 新規(guī)范基本上沿用 02 規(guī)范的符號，增加了以下符號： （1）gt ：鋼筋在最大拉力下的總伸長率，即現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)用熱軋帶肋鋼筋GB 1499 標(biāo)準(zhǔn)中 Agt 。用于控制受力鋼筋的延性（極 限應(yīng)變su ）。 （2）：鋼筋直徑符號（不表示鋼筋牌號）。 （3）HRB500： 強(qiáng)度級別為 500N/mm2的普通熱

10、軋帶肋鋼筋。 （4）HRB400E：強(qiáng)度級別為 400N/mm2的抗震熱軋帶肋鋼筋。 （5）HRBF500：強(qiáng)度級別為 400N/mm2的細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋。 （6）RRB400： 強(qiáng)度級別為 400N/mm2的余熱處理帶肋鋼筋。 （7） ns 、 s ：偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)，其效應(yīng)的增大系數(shù)（偏心距、 彎矩等），對構(gòu)件 ( p - ) 由“ns ”表示；對結(jié)構(gòu) ( P -) 由“s ”表示。,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 三、基本設(shè)計(jì)規(guī)定 3.1 一般規(guī)定 1. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容（3.1.1新增條文）： （1）結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)選型、傳力途徑和構(gòu)件布置； （2）作用及

11、作用效應(yīng)分析； （3）結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面配筋計(jì)算或驗(yàn)算； （4）結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的構(gòu)造、連接措施； （5）對耐久性及施工的要求； （6）滿足特殊要求結(jié)構(gòu)的專門性能設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)應(yīng)明確結(jié)構(gòu)的用途，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)未經(jīng)技術(shù) 鑒定或設(shè)計(jì)許可，不得改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。,2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)極限狀態(tài)分為兩類承載能力極限狀態(tài)和 正常使用極限狀態(tài)（3.1.3） a.承載力極限狀態(tài)中，為結(jié)構(gòu)安全計(jì)，增加了結(jié)構(gòu) 防連續(xù)倒塌的內(nèi)容。 b.正常使用極限狀態(tài)中為提高使用質(zhì)量，增加了舒 適度的要求。,4. 結(jié)構(gòu)上作用效應(yīng)的原則(3.1.4) （1）直接作用、地震作用、直接承受吊車荷載的構(gòu)件 及預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)澆構(gòu)件均沿用原02規(guī)范的規(guī)定；

12、 （2）新規(guī)范增加了非荷載間接作用包括溫度變化、混 凝土收縮、徐變、強(qiáng)迫位移、環(huán)境引起材料性能退化等 造成的影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工程特點(diǎn)及具體 情況分析作用效應(yīng)，采用經(jīng)驗(yàn)性的構(gòu)造措施進(jìn)行定性設(shè) 計(jì)； （3）對于爆炸、撞擊、罕遇自然災(zāi)害等偶然作用及非 常特殊作用，應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或由實(shí)際條件和要求確 定。,28/342,關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的安全等級，增加了可根據(jù)實(shí)際情 況調(diào)整構(gòu)件的安全等級；對關(guān)鍵傳力部位和重要的構(gòu)件 適當(dāng)提高安全等級，以提高構(gòu)件重要性系數(shù)等方法確定 結(jié)構(gòu)的安全；對可更換的構(gòu)件及次要構(gòu)件，可降低其重 要性系數(shù)。（3.1.5）,3.2 結(jié)構(gòu)方案（3.2.1-3.2.4新增條文）

13、（1）3.2.1 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案應(yīng)符合下列要求： 1選用合理的結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件型式和布置； 2結(jié)構(gòu)的平、立面布置宜規(guī)則，各部分的質(zhì)量和剛度宜均勻、連續(xù)； 3結(jié)構(gòu)傳力途徑應(yīng)簡捷、明確，豎向構(gòu)件宜連續(xù)貫通、對齊； 4 宜采用超靜定結(jié)構(gòu)，重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位應(yīng)增加冗余約束或有多條傳力途徑； 5 宜采取減小偶然作用影響的措施； 強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)方案的重要性，其決定了結(jié)構(gòu)體系的合理與否，對建筑物的安全有著決定性的影響。但其沒有計(jì)算，只能以概念設(shè)計(jì)落實(shí)。因此方案階段應(yīng)考慮加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)原則，在與建筑方案協(xié)調(diào)時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)體型（高度比、長度比）適當(dāng)。,3.2.2 混凝土結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)縫的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求

14、： 1 應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及建筑尺度、形狀、使用功能，合理確定結(jié)構(gòu)縫的位置和構(gòu)造形式； 2 宜控制結(jié)構(gòu)縫的數(shù)量，并應(yīng)采取有效措施減少設(shè)縫的不利影響； 3 可根據(jù)需要設(shè)置施工階段的臨時(shí)性結(jié)構(gòu)縫。 結(jié)構(gòu)縫的類型: 伸縮縫：減小混凝土收縮、溫度變化引起的脹縮變形的不利影響； 沉降縫：減小基礎(chǔ)不均勻沉降的不利影響； 防震縫：防止地震時(shí)相鄰結(jié)構(gòu)互相撞擊破壞； 構(gòu)造縫：防止結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力集中的不利影響； 體形縫：避免結(jié)構(gòu)剛度及質(zhì)量突變引起的不利影響； 分割縫：防止結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌，控制倒塌范圍； 臨時(shí)縫（施工接槎和后澆帶等）：消除某些暫時(shí)性（早期收縮）的不利影響； 控制縫：預(yù)留薄弱截面，利用混凝土收縮在指定部位

15、按需的形式開裂，并預(yù)先采取措施，消除設(shè)縫的不利影響。,3.2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接應(yīng)符合下列要求： 1 連接部位的承載力不應(yīng)小于被連接構(gòu)件的承載力，并應(yīng)保證被連接構(gòu)件之間的傳力性能； 2 當(dāng)混凝土構(gòu)件與其他材料構(gòu)件連接時(shí)，應(yīng)采取可靠的連接措施； 3 應(yīng)考慮構(gòu)件變形對連接節(jié)點(diǎn)及相鄰結(jié)構(gòu)或構(gòu)件造成的影響。 3.2.4 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合節(jié)省材料、方便施工、降低能耗與保護(hù)環(huán)境的要求。,3.3 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 新增內(nèi)容。完善了承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，提 出了采用應(yīng)力設(shè)計(jì)或其他形式表達(dá)作用效應(yīng)的混凝土結(jié) 構(gòu)構(gòu)件。 （1）當(dāng)用內(nèi)力的形式表達(dá)時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用下列 承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式（3.3

16、.2條）,0SR (3.3.2-1) R=R(fc, fs, ak, ) / Rd (3.3.2-2),Rd結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力模型不確定性分項(xiàng)系數(shù),2 對二維、三維混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，當(dāng)按彈性或彈塑性方法分析并以應(yīng)力的形式表達(dá)時(shí)，可將混凝土應(yīng)力按區(qū)域等代成內(nèi)力設(shè)計(jì)值，按3.3.2條進(jìn)行計(jì)算；也可直接采用多軸強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算。（3.3.3條） 上述表達(dá)式能適應(yīng)多軸強(qiáng)度計(jì)算、應(yīng)力設(shè)計(jì)、既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以 及結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)等情況。,3.3.4 （新增）偶然作用下承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算規(guī)定。 作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值S按偶然組合計(jì)算 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0取不小于1.0的數(shù)值 材料強(qiáng)度取標(biāo)準(zhǔn)值 3.3.5（新增）既有

17、結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算規(guī)定,3.4 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 1. 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算應(yīng)包括下 列內(nèi)容： a. 對需要控制變形的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算； b. 對使用上限制出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行混凝土拉 應(yīng)力驗(yàn)算； c. 對允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行受力裂縫寬度驗(yàn) 算； d. 對有舒適度要求的樓蓋結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行豎向自振頻 率驗(yàn)算（新增內(nèi)容）。 S C,2. 對大跨度混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向自振頻率驗(yàn)算， 其自振頻率宜符合下列要求： a. 住宅和公寓不宜低于5Hz； b. 辦公樓和旅館不宜低于4Hz； c. 大跨度公共建筑不宜3Hz； d. 工業(yè)建筑及有特殊要求的建筑應(yīng)根據(jù)使用

18、功能提出要求。,3. 受彎構(gòu)件的撓度限值與02規(guī)范相同，僅作了以下變 動(dòng)（3.4.3） （1）鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度計(jì)算改為僅考慮荷載 效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合并考慮荷載長期作用的影響進(jìn)行計(jì) 算；預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合， 并考慮荷載長期作用的影響進(jìn)行計(jì)算。 （2）在受彎構(gòu)件的撓度限值表的注3中，增加了對預(yù)應(yīng) 力混凝土構(gòu)件，可減去預(yù)應(yīng)力所產(chǎn)生的反拱值；注4中 提出起拱和反拱修正的限制，不宜超過構(gòu)件在相應(yīng)荷載 組合作用下的計(jì)算撓度值，防止引起不良影響。,4. 02規(guī)范對受力裂縫的控制偏嚴(yán)，新規(guī)范 適當(dāng)放松（3.4.4）,5.鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行 受拉邊緣應(yīng)力或正

19、截面裂縫寬度驗(yàn)算 （1）一級裂縫控制等級構(gòu)件，在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下，受拉 邊緣應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定： （2）二級裂縫控制等級構(gòu)件，在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下，受拉 邊緣應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定： （3）三級裂縫控制等級時(shí)，鋼筋混凝土構(gòu)件的最大裂縫 寬度可按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響的效應(yīng)計(jì) 算，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的最大裂縫寬度可按荷載標(biāo)準(zhǔn)組 合并考慮長期作用影響的效應(yīng)計(jì)算。,最大裂縫寬度應(yīng)符合下列規(guī)定 對環(huán)境類別為二a類的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在荷載準(zhǔn) 永久組合下，受拉邊緣應(yīng)力尚應(yīng)符合下列規(guī)定： 按概率統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)，符合拉應(yīng)力控制公式情況下， 并不意味著構(gòu)件絕對不會出現(xiàn)裂縫；同樣，符合裂縫寬 度控制公式的情況下，構(gòu)件

20、由荷載作用而產(chǎn)生的最大裂 縫寬度大于最大裂縫限值大致會有5%的可能性。,注6規(guī)定了允許對厚保護(hù)層構(gòu)件適當(dāng)放寬裂縫寬度 限值，主要是考慮厚保護(hù)層時(shí)較大的表面裂縫寬度尚不 致明顯影響構(gòu)件的耐久性。（3.4.5）,3.5 耐久性設(shè)計(jì) 1. 新規(guī)范規(guī)定，耐久性設(shè)計(jì)按正常使用極限狀態(tài)控 制，耐久性問題表現(xiàn)為鋼筋混凝土構(gòu)件表面銹漬或 銹脹裂縫；預(yù)應(yīng)力筋開始銹蝕；結(jié)構(gòu)表面混凝土出 現(xiàn)酥裂、粉化等。它可能引起構(gòu)件承載力破壞，甚 至結(jié)構(gòu)倒塌。（3.1.3） 2. 目前結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)只能采用經(jīng)驗(yàn)方法解決。根據(jù)調(diào) 研及我國國情，新規(guī)范規(guī)定了混凝土使用環(huán)境類別 的7條基本內(nèi)容（3.5.2）。設(shè)計(jì)者可根據(jù)實(shí)際條件選 擇

21、。,46/342,一類環(huán)境中，設(shè)計(jì)年限為100年的混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求（3.5.5） 針對惡劣環(huán)境下采取的保護(hù)性措施（3.5.6）。 對服役期建筑維護(hù)管理方面的要求（3.5.7）。,3.6 防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)原則 混凝土結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌是提高結(jié)構(gòu)綜合抗災(zāi)能力的 重要內(nèi)容。在特定類型的偶然作用發(fā)生時(shí)或發(fā)生后，當(dāng) 結(jié)構(gòu)體系發(fā)生局部垮塌時(shí)，依靠剩余結(jié)構(gòu)體系仍能繼續(xù) 承載，避免發(fā)生與作用不相匹配的大范圍破壞或連續(xù)倒 塌。無法抗拒的地質(zhì)災(zāi)害及人為破壞作用，不包括在防 連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)。 結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的涉及面廣，目前研究尚不充 分，規(guī)范僅提出了設(shè)計(jì)的基本原則和概念設(shè)計(jì)的要求。,結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的難

22、度和代價(jià)很大，一般結(jié)構(gòu) 只須進(jìn)行防連續(xù)倒塌的概念設(shè)計(jì)。規(guī)范給出了結(jié)構(gòu)防連 續(xù)倒塌概念設(shè)計(jì)的基本原則，以定性設(shè)計(jì)的方法增強(qiáng)結(jié) 構(gòu)的整體穩(wěn)固性，控制發(fā)生連續(xù)倒塌和大范圍破壞。 當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生局部破壞時(shí)，如不引發(fā)大范圍倒塌，即 認(rèn)為結(jié)構(gòu)具有整體穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)的延性、荷載傳力途徑 的多重性以及結(jié)構(gòu)體系的超靜定性，均能加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整 體穩(wěn)定性。,1. 新規(guī)范增加了重要結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的要求，目的 是為在各種災(zāi)害（罕遇自然災(zāi)害及爆炸、撞擊、火災(zāi) 等人為襲擊）的偶然作用下，結(jié)構(gòu)能保持必要的整體 穩(wěn)固，不發(fā)生連續(xù)倒塌，提高結(jié)構(gòu)的防災(zāi)性能，確保 生命安全。,2. 混凝土結(jié)構(gòu)宜按下列要求進(jìn)行防連續(xù)倒塌的概念設(shè) 計(jì)： （

23、1）采取減小偶然作用效應(yīng)的措施； （2）采取使重要構(gòu)件及關(guān)鍵傳力部位避免直接遭受偶然作用的措 施； （3）在結(jié)構(gòu)容易遭受偶然作用影響的區(qū)域增加冗余約束，布置備 用傳力途徑； （4）增強(qiáng)重要構(gòu)件及關(guān)鍵傳力部位、疏散通道及避難空間結(jié)構(gòu)的 承載力和變形性能； （5）配置貫通水平、豎向構(gòu)件的鋼筋，采取有效的連接措施并與 周邊構(gòu)件可靠地錨固； （6）通過設(shè)置結(jié)構(gòu)縫，控制可能發(fā)生連續(xù)倒塌的范圍。,3. 防連續(xù)倒塌的設(shè)計(jì)原則（3.6.1） （1）混凝土結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)目標(biāo)是針對特定的偶然作用發(fā)生 時(shí)或發(fā)生后，結(jié)構(gòu)體系僅局部垮塌，依靠剩余結(jié)構(gòu)承載而不發(fā) 生更大范圍的破壞或連續(xù)倒塌。（不包括地質(zhì)災(zāi)害、爆炸等不

24、 可抗拒的作用）。 （2）一般結(jié)構(gòu)僅須滿足防連續(xù)倒塌的概念要求。如： a. 加強(qiáng)樓梯、避難室、底部邊墻、角柱等重要部位 b. 在關(guān)鍵要害區(qū)設(shè)置緩沖裝置（防撞墻、裙房等）或泄能通道 （開敞布置或輕質(zhì)墻體、輕質(zhì)屋蓋等）。 c. 布置分割縫，控制房屋連續(xù)倒塌的范圍。 d. 增加關(guān)鍵部位的冗余約束及備用傳力途徑（斜桿、拉桿 等）。 上述措施僅能定性的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌的性能。,4. 安全等級為一級的重要結(jié)構(gòu)及由政府或業(yè)主確定的必 須增強(qiáng)抗災(zāi)能力的結(jié)構(gòu)，其防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)需采用定量 的設(shè)計(jì)方法。（3.6.2）,5. 定量設(shè)計(jì)方法、規(guī)范提出三種方法： （1）局部加強(qiáng)法：對可能遭受偶然作用發(fā)生局部破 壞的關(guān)鍵

25、受力部位，提高設(shè)計(jì)的安全儲備，當(dāng)單個(gè)豎 向構(gòu)件倒塌后剩余結(jié)構(gòu)的失效面積不超過樓面的 15%，可采用非線性動(dòng)力分析方法進(jìn)行計(jì)算。 （2）拉結(jié)構(gòu)件法：考慮失去支承改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡 圖的條件下，利用水平構(gòu)件的加強(qiáng)筋及相鄰構(gòu)件的拉 結(jié)抗力，在缺失支承、跨度變化的條件下，按梁、懸 索、懸臂及拉桿等新受力構(gòu)件繼續(xù)承受荷載，保持結(jié) 構(gòu)的整體穩(wěn)定。 （3）拆除構(gòu)件法：按一定規(guī)則拆除主要受力構(gòu) 件，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)體系剩余部分的承載能力。,6. 給出了混凝土結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)中的有關(guān)設(shè)計(jì)參 數(shù)，（荷載效應(yīng)、動(dòng)力系數(shù)、材料強(qiáng)度、強(qiáng)化脆性 等）的取值原則（3.6.3）。,3.7.3既有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)定： 1、優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，提高

26、整體穩(wěn)固性，避免質(zhì)量、剛度及承載力的突變； 2、荷載作用按現(xiàn)行規(guī)范，也可根據(jù)使用功能和后續(xù)年限適當(dāng)調(diào)整； 3、既有部分根據(jù)實(shí)測確定設(shè)計(jì)參數(shù)（材料性能、幾何尺寸、已有缺陷等）；也可根據(jù)情況按原規(guī)范確定； 4、后加部分材料性能按現(xiàn)行規(guī)范取值，并考慮既有部分承載歷史及施工狀態(tài)影響加以折減； 5、結(jié)構(gòu)總體按二階段成形疊合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，兩部分間應(yīng)采取可靠連接構(gòu)造措施，以保證整體受力。,3.7 既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 3.7.1既有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包含的范圍：延長使用年限、改變用途、改建、擴(kuò)建、加固修復(fù)。 3.7.2既有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則： 1、根據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（安全、適用、耐久及抗災(zāi)）要求，通過規(guī)范GB50153進(jìn)行檢測評定；

27、 2、從結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性的角度確定結(jié)構(gòu)方案，避免單純構(gòu)件加固的局限性； 3、改擴(kuò)建、加固改造的承載力應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范的要求；復(fù)核、改用途、延長年限宜符合現(xiàn)行規(guī)范的要求； 4、使用狀態(tài)、構(gòu)造要求宜符合現(xiàn)行規(guī)范；必要時(shí)可采用調(diào)整功能、限制使用等手段滿足相應(yīng)的要求。,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 四、混凝土結(jié)構(gòu)的材料 4.1 一般規(guī)定 規(guī)范提出的混凝土的強(qiáng)度等級是最低要求，是下限 值。 素混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C15；鋼 筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C20；采用強(qiáng) 度級別400MPa及以上的鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng) 低于C25。 承受重復(fù)荷載的鋼筋混凝土構(gòu)件，混凝土

28、強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30。 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40，且不應(yīng)低于C30。,4.2 鋼筋 1.熱軋鋼筋的品種及牌號,2.鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和伸長率,3. 給出了普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及最大力 下的總伸長率。 鋼筋斷后伸長率 只能反映鋼筋斷口頸縮區(qū)域殘余變形的大?。徊煌瑯?biāo) 距長度l0得到的結(jié)果不一致；忽略了鋼筋的彈性變形， 不能反映鋼筋受力時(shí)的總體變形能力；容易產(chǎn)生人為 誤差。,4. 鑒于鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋對結(jié)構(gòu)安全的重要性，參考 國際標(biāo)準(zhǔn)列入鋼筋最大力下（延性）總伸長率gt （極 限應(yīng)變均勻伸長率），即鋼筋標(biāo)準(zhǔn)中的 Agt ，以提高 混凝土結(jié)構(gòu)的變形性能和抗震性能。（4

29、.2.2）,鋼筋拉伸及其應(yīng)力應(yīng)變曲線 最大力下的總伸長率（均勻伸長率）如下式：,鋼 鉸 線 增 加 了 強(qiáng) 度 級 別 為 1960MPa 和 大 值 徑21.6mm的品種，補(bǔ)充了預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋及中強(qiáng)鋼絲的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。刪除了不常用的預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度等級和 直徑。,5. 給出了普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（4.2.3） 6. 延性較好的熱軋鋼筋 s = 1.10 ；新投產(chǎn)的高強(qiáng) 500MPa 級鋼筋 s = 1.15 ；延性稍差的預(yù)應(yīng)力筋 s = 1.2 ；由于構(gòu)件中混凝土受到箍 筋的約束，實(shí)際極限應(yīng)變加大，受壓鋼筋可達(dá)到較高強(qiáng)度，因此鋼 筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 取與抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值相同。 根據(jù)正常

30、使用極限狀態(tài)限制斜裂縫寬度開展的要求，取受剪、 受扭、受沖切箍筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度 f yv 不大于 360MPa。 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋不考慮抗壓強(qiáng)度。,7. 新增內(nèi)容：為解決鋼筋密集使設(shè)計(jì)、施工困難， 參考國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)試驗(yàn)研究提出了利用截面積相等的 原則計(jì)算并筋等效直徑的方法。并給出鋼筋最大直徑為 28mm及以下并筋數(shù)不宜超過3根；直徑32mm鋼筋并筋 數(shù)宜2根；直徑36mm及以上的鋼筋不宜采用并筋。一般 二根并筋，可在縱向或橫向并列，三根并筋可排成品字 形。（4.2.6）,70/342,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 五、結(jié)構(gòu)分析 內(nèi)容比02規(guī)范作了較大變動(dòng)，豐富了分析模型、 彈性分析、

31、彈塑性分析、塑性極限分析等內(nèi)容，增加 了間接作用分析一節(jié)。反映了我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 現(xiàn)狀，工程經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)研究等方面的進(jìn)展，也參考了 國外標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容。,71/342,結(jié)構(gòu)分析的基本要求 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證建筑物的安全使用，對結(jié)構(gòu) 分析的基本要求是：依據(jù)設(shè)定的結(jié)構(gòu)方案和布 置、確定合理的計(jì)算模型和分析方法、采用可 能的不利荷載（作用）狀況、通過分析運(yùn)算， 提交準(zhǔn)確可靠的結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)。,五類結(jié)構(gòu)分析方法（ 5.1.5） 1. 彈性分析方法 彈性分析是最基本和最成熟的結(jié)構(gòu)分析方法，也是其它分析方 法的基礎(chǔ)和特例。它適用于分析一般結(jié)構(gòu)。大部分混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè) 計(jì)均基于此法。 結(jié)構(gòu)內(nèi)力的彈性分析和截面承載

32、力的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)相結(jié)合，實(shí) 用上簡易可行。按此設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，其承載力一般偏于安全。少數(shù)結(jié) 構(gòu)因混凝土開裂部分的剛度減小而發(fā)生內(nèi)力重分布，可能影響其它 部分的開裂和變形狀況。 桿系結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的截面剛度按勻質(zhì)的混凝土全截面計(jì)時(shí)，可考 慮簡化，即不計(jì)鋼筋的換算面積，不扣除預(yù)應(yīng)力筋孔道的面積；不 同受力狀態(tài)桿件的截面剛度，宜考慮混凝土開裂、徐變等因素的影 響，予以折減。（5.3.2）,74/342,附：對二階效應(yīng)的解釋,75/342,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 1. 二階效應(yīng) 結(jié)構(gòu)中的二階效應(yīng)是：作用在結(jié)構(gòu)上的重力荷載 或構(gòu)件中的軸壓力在變形后的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中引起 的 附加內(nèi)力 （如彎矩）

33、和 附加變形 （如結(jié)構(gòu)側(cè) 移、構(gòu)件撓曲）。在結(jié)構(gòu)分析中也稱為“幾何非線 性”。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,76/342,2. 二階效應(yīng)的分類 建筑結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)包括重力二階效應(yīng)（ P-效應(yīng)） 和受壓構(gòu)件的撓曲二階效應(yīng)（ P-效應(yīng)）兩部分。 1）結(jié)構(gòu)側(cè)移二階效應(yīng)（ P-效應(yīng)） 對于有側(cè)移結(jié)構(gòu)的偏心受壓桿件，若桿件的長細(xì)比較 大時(shí)，在軸力作用下，由于桿件自身側(cè)移的影響，通 常會增大桿件端部截面的彎矩，即產(chǎn)生效應(yīng)。由重力 在產(chǎn)生了側(cè)移的結(jié)構(gòu)中形成的整體二階效應(yīng)也稱“重力 二階效應(yīng)”。,78/342,2）桿件撓曲二

34、階效應(yīng)（ P-效應(yīng)） 由軸壓力在桿身自身撓曲后引起的局部二階效應(yīng)。 通常 P-效應(yīng)起控制作用的情況僅在少數(shù)偏壓構(gòu) 件中出現(xiàn)。例如反彎點(diǎn)不在層高范圍內(nèi)較細(xì)長的偏 壓桿則可能屬于這種情況。,79/342,桿件撓曲二階效應(yīng),80/342,3. 框架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)的基本規(guī)律,81/342,除底層柱以外， P-不增大其它各層柱上、下端豎向荷載一階,彎矩，反而略有減小作用圖(a)(A),P-效應(yīng)增大所有柱端水平荷載彎矩圖(b),每一層的效應(yīng)對該,層層間位移的增大程度與該層每一柱端彎矩的增大程度是相同的，但 豎向荷載彎矩不被 P-效應(yīng)增大。,P-效應(yīng)減少梁端豎向荷載彎矩， P-效應(yīng)增大梁端水平荷載,彎矩圖(a

35、)(b),當(dāng)框架產(chǎn)生水平位移時(shí)，柱除產(chǎn)生 P-效應(yīng)外，它相對于自己,的軸線也產(chǎn)生了撓曲，所以軸壓力在柱自身撓曲變形中也將形成 P-效應(yīng)，但通常不起控制作用。,如果框架桿件在無側(cè)移狀況下過于細(xì)長，在柱高度范圍內(nèi)被,P-效應(yīng)增大了的彎矩有可能大于柱端一階彎矩，從而形成對框架 柱截面設(shè)計(jì)起控制作用圖(B)。,82/342,4. 在二階效應(yīng)計(jì)算中需注意的主要問題 1. P-效應(yīng)只增大引起結(jié)構(gòu)側(cè)移荷載產(chǎn)生的一階彎矩 M s ，不增大不引起結(jié) 構(gòu)側(cè)移荷載產(chǎn)生的一階彎矩 M ns 。,s,M = M ns +s M *,s P-效應(yīng)彎矩增大系數(shù),（見附錄 B.,B.0.1 條）,2.框架結(jié)構(gòu)同層各柱柱端的

36、M s 被 P-效應(yīng)增大的比例應(yīng)相同（層效應(yīng)）。 3.進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)，必須考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料的非彈性特點(diǎn)，否則附 加彎矩（二階彎矩）可能小 4060%（不能用彈性剛度，若用彈性剛度則, f 值小）。,*,原規(guī)范不加區(qū)別，全部放大 M = s (M ns + M s ),83/342,5. P-效應(yīng)的分析方法(5.3.4條) 1） 有限元分析方法，宜考慮混凝土構(gòu)件開裂對構(gòu)件剛 度降低的影響（ 否則，二階彎矩可能低估 4060%），亦可稱作：考慮折減構(gòu)件剛度的彈性二 階分析方法。 我國02規(guī)范7.3.12條稱作：考慮二階效應(yīng)的彈性 分析方法。美國（ACI318-05）（10.13.4 條）

37、稱作 二階彈性分析方法,84/342,構(gòu)件剛度折減系數(shù),剪力墻，筒體 0.45（0.7） 0.45（0.7） 0.35（0.7） 0.5,柱 0.6 0.6 0.7 0.5,梁 0.4 0.4 0.35 0.5,規(guī)范 02規(guī)范 新規(guī)范附錄B 美國 歐洲,（）內(nèi)為不開裂時(shí)的值。新規(guī)范5.3.4條未明確剛 度折減系數(shù)取值，使用程序時(shí)應(yīng)予以關(guān)注為妥。,2） 附錄 B 的簡化方法： 近似計(jì)算偏壓構(gòu)件結(jié)構(gòu)側(cè)移的二階效應(yīng)的增大系數(shù)法。,a.,近似：相對于有限元分析方法而言。,b. 計(jì)算 P-效應(yīng)，不涉及 P-效應(yīng)。,c.,增大系數(shù)法： 層增大系數(shù)法框架結(jié)構(gòu)； 整體增大系數(shù)法剪力墻結(jié)構(gòu)，框剪結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)。

38、 增大系數(shù)法：我國高規(guī) JGJ3-2002 第 5.4 條，已經(jīng)采用。 第 5.4.3 條給出了內(nèi)力（彎矩）位移放大系數(shù)的計(jì)算公式。,85/342,.,6. 增大系數(shù)法（ P-效應(yīng)） 嚴(yán)格地講，考慮 P-效應(yīng)和 P-效應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)考慮材料的非線 性、裂縫、構(gòu)件的曲率、層間位移、荷載的持續(xù)作用、混凝土的收縮、徐變等因 素，目前這種分析尚存在困難，因此一般采用簡化分析方法。 1) 層增大系數(shù)法（ P-效應(yīng)） B.0.1 條： M = M ns + s M s = s i M ns 不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移荷載產(chǎn)生的一階彈性分析的構(gòu)件端彎矩； M s 引起結(jié)構(gòu)側(cè)移荷載產(chǎn)生的一階彈性分析的構(gòu)件端彎矩。

39、s P-效應(yīng)增大系數(shù)； i一階彈性分析的層間位移。,91/342,104/342,8. 排架結(jié)構(gòu)仍采用02規(guī)范,105/342,106/342,框架結(jié)構(gòu)中，樓層各柱的s 可按下列公式計(jì)算：,式中： D 所計(jì)算樓層的側(cè)向剛度。在計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件彎矩增大系數(shù)與計(jì)算結(jié)構(gòu)位移 增大系數(shù)時(shí)，應(yīng)按本規(guī)范第 B.0.5 條規(guī)定取用結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度，并用相應(yīng) 的結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行計(jì)算； N j 計(jì)算樓層第 j 列柱軸力設(shè)計(jì)值； H 0 計(jì)算樓層的層高。,107/342,剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)中的s 可按下列公式計(jì)算：,排架結(jié)構(gòu)中的s 可按下列公式計(jì)算：,當(dāng)采用上述公式計(jì)算各結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的彎矩增大系數(shù)s 時(shí)，宜

40、對構(gòu)件的 彈性抗彎剛度 Ec J d 乘以折減系數(shù)：對梁，取 0.4；對柱，取 0.6；對剪力墻 及核心筒壁，取 0.45；當(dāng)計(jì)算各結(jié)構(gòu)中的位移增大系數(shù)s時(shí)，可不對剛度 進(jìn)行折減。,108/342,新規(guī)范對重力二階效應(yīng)計(jì)算（ P -）放在結(jié)構(gòu)整體分析中 考慮，提出了有限元法和增大系數(shù)兩種方法。（5.3.4） 混凝土結(jié)構(gòu)由側(cè)移產(chǎn)生的重力二階效應(yīng)（ P -效應(yīng)）可采 用有限元分析方法計(jì)算，也可采用新規(guī)范附錄 B 的簡化方法。 當(dāng)采用有限元分析方法時(shí)，宜考慮混凝土構(gòu)件開裂對構(gòu)件剛度 降低的影響。嚴(yán)格地講，考慮 P -效應(yīng)和 p -效應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu) 分析時(shí)，應(yīng)考慮材料的非線性、裂縫、構(gòu)件的曲率、層間位移、

41、 荷載的持續(xù)作用、混凝土的收縮、徐變等因素，目前這種分析 尚存在困難，因此一般采用簡化分析方法。,109/342,2. 考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法 設(shè)計(jì)超靜定混凝土結(jié)構(gòu)，具有充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)潛力，節(jié) 約材料，簡化設(shè)計(jì)和方便施工等優(yōu)點(diǎn)。但應(yīng)注意到，結(jié)構(gòu) 的變形和裂縫可能相應(yīng)增大。 超靜定結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)彈塑性鉸后會發(fā)生內(nèi)力重力分布， 為節(jié)約村料，可利用該特點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)件之間的內(nèi)力調(diào)幅。本 規(guī)范規(guī)定重力荷載作用下的框架、框剪結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)澆梁及 雙向板等，可對支座節(jié)點(diǎn)彎矩進(jìn)行調(diào)幅。（5.4.1）,110/342,對直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件及要求不出現(xiàn)裂縫或環(huán)境 類別為三a、三b等情況下的結(jié)構(gòu)，由于塑性鉸的出現(xiàn)，構(gòu)

42、件變形和裂縫寬度較大，所以不應(yīng)考慮塑性內(nèi)力重分布的 分析方法。 對一般結(jié)構(gòu)考慮采用內(nèi)力重分布方法分析時(shí)，應(yīng)滿足 正常使用極限狀態(tài)的要求（限制裂縫），并采取有效構(gòu)造 措施。（5.4.2） 梁支座或節(jié)點(diǎn)邊緣截面的負(fù)彎矩調(diào)幅幅度不宜大于 25%；彎矩調(diào)整后的梁端截面相對受壓區(qū)高度不應(yīng)超過 0.35，且不宜小于0.10；板的負(fù)彎矩調(diào)幅幅度不宜大于 20%。（5.4.3）,111/342,3. 彈塑性分析方法 以鋼筋混凝土的實(shí)際力學(xué)性能為依據(jù)，引入相應(yīng)的本 構(gòu)關(guān)系后，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力全過程的分析，而且可以較 好地解決各種體形和受力復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析問題。但這種 分析方法比較復(fù)雜，計(jì)算工作量大，各種非線性本構(gòu)關(guān)

43、 系尚不夠完善和統(tǒng)一，至今應(yīng)用范圍仍然有限。主要用 于重要、復(fù)雜結(jié)構(gòu)工程的分析和罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu) 分析。,112/342,重要或受力復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，宜對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體或局部 的彈塑性驗(yàn)算。進(jìn)行彈塑性分析時(shí)，首先應(yīng)預(yù)先設(shè)定構(gòu) 件各部分尺寸和材料性能指標(biāo)。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用不 同的離散尺度，確定相應(yīng)的本構(gòu)關(guān)系（如應(yīng)力 應(yīng)變 關(guān)系、彎矩 曲率關(guān)系、內(nèi)力 變形關(guān)系等）。 確定鋼筋和混凝土的材料特征值及本構(gòu)關(guān)系時(shí)，宜 事先進(jìn)行試驗(yàn)分析確定，也可采用附錄C提供的材料強(qiáng) 度、本構(gòu)模型或強(qiáng)度準(zhǔn)則。新規(guī)范附錄C完善了鋼筋、 混凝土的應(yīng)力 應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系以及混凝土多軸強(qiáng)度準(zhǔn) 則的有關(guān)內(nèi)容，滿足了混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析的

44、需要。 （5.5.1）,113/342,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算模型及離散尺度按以下原則確定（5.5.2） （1）梁、柱等桿系，一個(gè)方向的正應(yīng)力明顯大于其 余兩個(gè)正交方向的應(yīng)力，可簡化為一維單元。 （2）墻、板等構(gòu)件兩個(gè)方向的正應(yīng)力明顯大于另一 方向的應(yīng)力，可簡化為二維單元。 （3）復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu)，大體積結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn) 或局部需作精細(xì)分析時(shí)，三個(gè)方向正應(yīng)力無顯著差異， 應(yīng)按三維單元考慮。 某些變形較大的構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)需進(jìn)行局部精確分析 時(shí)，宜考慮鋼筋混凝土間的粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系（規(guī)范附錄 C）（5.5.3）。,114/342,4. 塑性極限分析方法又稱塑性分析法或極限平衡法 此法主要用于周邊有梁或墻支承的雙向

45、板設(shè)計(jì)。工 程設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，按此法進(jìn)行計(jì)算和構(gòu)造設(shè) 計(jì)簡便易行?？梢员ＷC結(jié)構(gòu)的安全。 對于超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中的某一個(gè)截面（或某幾個(gè) 截面）達(dá)到屈服，整個(gè)結(jié)構(gòu)可能并沒有達(dá)到其最大承載 力，外荷載還可以繼續(xù)增加。先達(dá)到屈服截面的塑性變 形會隨之不斷增大，并且不斷有其他截面陸續(xù)達(dá)到屈 服。直至有足夠數(shù)量的截面達(dá)到屈服，使結(jié)構(gòu)體系即將 形成幾何可變機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)才達(dá)到最大承載力。 （5.6.1）,115/342,因此，利用超靜定結(jié)構(gòu)的這一受力特征，可采用塑 性極限分析方法來計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)的最大承載力，并以 達(dá)到最大承載力時(shí)的狀態(tài)，作為整個(gè)超靜定結(jié)構(gòu)的承載 能力極限狀態(tài)。這樣既可以使超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)

46、力分析更 接近實(shí)際內(nèi)力狀態(tài)，也可以充分發(fā)揮超靜定結(jié)構(gòu)的承載 潛力，使設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)合理。,116/342,但是，超靜定結(jié)構(gòu)達(dá)到承載力極限狀態(tài)（最大承載 力）時(shí)，結(jié)構(gòu)中較早達(dá)到屈服的截面已處于塑性變形階 段，即已形成塑性鉸，這些截面實(shí)際上已具有一定程度 的損傷。如果塑性鉸具有足夠的變形能力，則這種損傷 對于一次加載情況的最大承載力影響不大。但是對于重 復(fù)荷載作用，由于屈服截面在塑性階段重復(fù)加載作用下 的低周疲勞效應(yīng)，會使塑性鉸的承載力降低，從而使整 個(gè)結(jié)構(gòu)不能達(dá)到靜力荷載作用下的最大承載力。 為安全計(jì)，建議塑性極限分析方法不得用于承受多 次重復(fù)荷載作用的混凝土結(jié)構(gòu)。,117/342,塑性鉸線法應(yīng)根據(jù)

47、以下假定進(jìn)行計(jì)算（5.6.2）： （1）板被塑性鉸線分成若干板塊，形成幾何可變體系。 （2）配筋合理時(shí)，通過塑性鉸線的鋼筋均達(dá)到屈服，且塑性 鉸線可在保持屈服彎矩的條件下產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)角變形。 （3）塑性鉸線之間的板塊處于彈性階段，與塑性鉸線上的塑 性變形相比很小，故板塊可視為剛體。 條帶法可根據(jù)板面荷載的合理傳遞分布假定，將雙向板簡化為 兩個(gè)方向的單向板進(jìn)行計(jì)算。對于開洞口的雙向板，應(yīng)在洞口周邊 考慮加強(qiáng)板帶，并據(jù)此給出板面荷載的傳遞分布。對于不考慮豎向 不均勻變形影響的雙向板發(fā)生板的破壞機(jī)構(gòu)，可采用下述近似方法 進(jìn)行分析。 承受豎向均布荷載的雙向矩形板可采用塑性鉸線法或條帶法等 塑性極限分析

48、法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的分析與設(shè)計(jì)。,118/342,5. 試驗(yàn)分析方法 對體型復(fù)雜或受力狀況特殊的結(jié)構(gòu)或其部分，可采 用試驗(yàn)方法對結(jié)構(gòu)的材料性能、本構(gòu)關(guān)系、作用效應(yīng)等 進(jìn)行實(shí)測或模擬，為結(jié)構(gòu)分析或確定設(shè)計(jì)參數(shù)提供依 據(jù)。,119/342,6. 間接作用效應(yīng)分析 大體積混凝土結(jié)構(gòu)，超長混 凝土結(jié)構(gòu)在收縮、徐變、溫度等間接作用下裂縫問題比 較明顯，宜進(jìn)行間接作用效應(yīng)分析。對允許出現(xiàn)裂縫的 構(gòu)件，應(yīng)考慮裂縫開展使構(gòu)件剛度降低的影響。其分析 方法可采用彈塑性分析法或采用考慮裂縫開展剛度降低 后的剛度，按彈性分析方法近似進(jìn)行計(jì)算。 （5.7.1）、（5.7.2）,120/342,5.3 分析模型 桿系

49、結(jié)構(gòu)宜按空間體系進(jìn)行分析，并考慮桿件彎 曲、軸向、剪切和扭轉(zhuǎn)變形對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響?？砂聪?述規(guī)定進(jìn)行簡化。 體形規(guī)則的空間桿系結(jié)構(gòu)，可按柱列或墻軸線分解 為不同方向的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，但應(yīng)考慮平面結(jié)構(gòu)的 空間協(xié)調(diào)；桿件的軸向、剪切和扭轉(zhuǎn)變形對結(jié)構(gòu)內(nèi)力分 析影響不大時(shí)，可給出計(jì)算簡圖的確定方法；在整體分 析中樓板假定在自身平面內(nèi)無限剛性及當(dāng)樓板產(chǎn)生明顯 的平面內(nèi)變形時(shí)，應(yīng)在整體分析中予以考慮；對現(xiàn)澆樓 板和裝配整體式樓板宜考慮樓板作為翼緣對梁剛度和承 載力的影響。（5.2.25.2.4）,121/342,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 六、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 6.1 一般規(guī)定 混凝

50、土結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)，是指對應(yīng)于結(jié)構(gòu) 或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或不適合繼續(xù)承載的變形的極限 狀態(tài)。混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件或構(gòu)件截面承受作用效應(yīng)并達(dá)到 其極限狀態(tài)的能力，稱為承載力或抗力。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu) 件時(shí)，應(yīng)根據(jù)其屬于那種性質(zhì)的破壞極限狀態(tài)，選用相 應(yīng)的承載力函數(shù)。,122/342,6.2 正截面承載力計(jì)算 1. 受壓構(gòu)件的撓曲二階效應(yīng)（ p - 效應(yīng)） 2. Cm ns 方法（ p - 效應(yīng)） 各類混凝土結(jié)構(gòu)中的偏心受壓構(gòu)件在確定偏心受壓構(gòu) 件的內(nèi)力設(shè)計(jì)值（M、N、V、T 等）時(shí)，均應(yīng)遵守規(guī)范第 5.3.4 條規(guī)定，考慮二階效應(yīng)（ p -效應(yīng)）的影響。 對于有側(cè)移和無側(cè)移結(jié)構(gòu)的偏心受壓桿件，若桿件的

51、長 細(xì)比較大時(shí)，在軸力作用下，由于桿件自身撓曲變形的影響， 通常會增大桿件中間區(qū)段截面的彎矩，即產(chǎn)生 p - 效應(yīng)。,124/342,對于有側(cè)移和無側(cè)移結(jié)構(gòu)的偏心受壓桿件，若桿件的長 細(xì)比較大時(shí)，在軸力作用下，由于桿件自身撓曲變形的影響， 通常會增大桿件中間區(qū)段截面的彎矩，即產(chǎn)生 P - 效應(yīng)。 只要桿件發(fā)生單曲率彎曲且兩端的彎矩值比較接近時(shí)， 就可能出現(xiàn)桿件中間區(qū)段截面考慮 P - 效應(yīng)后的彎矩值超 過桿端彎矩的情況，從而使桿件中間區(qū)段的截面成為設(shè)計(jì)的 控制截面；或者即使桿件發(fā)生雙曲率彎曲，但如果桿件中的 軸壓比較大，也有可能發(fā)生考慮附加彎矩后的桿件中間區(qū)段 截面的彎矩值超過桿端彎矩的情況。

52、,125/342,根據(jù)國外相關(guān)文獻(xiàn)資料、規(guī)范以及近期國內(nèi)對不同 桿端彎矩比、不同軸壓比和不同長細(xì)比的桿件進(jìn)行計(jì)算 驗(yàn)證表明，當(dāng)柱端彎矩比不大于0.9且軸壓比不大于0.9 時(shí)，若桿件的長細(xì)比滿足要求，則考慮桿件自身撓曲后 中間區(qū)段截面的彎矩值通常不會超過桿端彎矩，即可以 不考慮該方向桿件自身撓曲產(chǎn)生的附加彎矩影響。,126/342,桿件端彎矩設(shè)計(jì)值通常指不利組合的彎矩設(shè)計(jì)值，考慮 P 效應(yīng) 的方法采用的是 “軸力表達(dá)式”，為沿用我國工程設(shè)計(jì)習(xí)慣，新規(guī)范 將ns 轉(zhuǎn)換為理論上完全等效的“曲率表達(dá)式”。Cm 系數(shù)計(jì)算公式是在 經(jīng)典彈性解析解的基礎(chǔ)上，考慮了鋼筋混凝土柱非彈性性質(zhì)的影響， 并根據(jù)國內(nèi)外

53、的系列試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)擬合調(diào)整后得出的。 本條的構(gòu)件端彎矩設(shè)計(jì)值通常指不利組合的彎矩設(shè)計(jì)值；對一、 二、三級抗震等級的混凝土構(gòu)件，此值已經(jīng)考慮了規(guī)范第十一章規(guī)定 的“強(qiáng)柱弱梁”及其他有關(guān)調(diào)整。 提出考慮 p - 效應(yīng)的方法與美國 ACI 318-08 規(guī)范基本相同。美 國規(guī)范在計(jì)算ns 時(shí)采用的是“軸力表達(dá)式”，為沿用我國工程設(shè)計(jì)習(xí) 慣，改將ns轉(zhuǎn)換為理論上完全等效的“曲率表達(dá)式”。（6.2.4）,127/342,彎矩作用內(nèi)截面對稱的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)同一主軸方向的桿端彎矩,比,M1 M 2,不大于 0.9 且設(shè)計(jì)軸壓比不大于 0.9 時(shí)，構(gòu)件的長細(xì)比滿足廣義,的界限條件公式的要求，可不考慮該方向構(gòu)

54、件自身撓曲產(chǎn)生的附加彎矩 影響。,式中,M1 、M 2 分別為偏心受壓構(gòu)件兩端截面按結(jié)構(gòu)分析確定的對同 一主軸的彎矩設(shè)計(jì)值；絕對值較大端為 M 2 ，絕對值 較小端為 M1 ，當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲時(shí)， M1 / M 2 為 正，否則為負(fù)； l0 構(gòu)件的計(jì)算長度，此處可近似取偏心受壓構(gòu)件相應(yīng)主軸方向 兩支撐點(diǎn)之間的距離； i 偏心方向的截面回轉(zhuǎn)半徑。,128/342,129/342,130/342,此外，在彎矩增大系數(shù)ns 計(jì)算公式中，取消了構(gòu)件不同長細(xì)比 對截面曲率的修正系數(shù) 2 。 2 原本是考慮當(dāng)桿件長細(xì)比較大時(shí)，在 最大彎矩截面的曲率未到達(dá)極限曲率時(shí)桿件可能發(fā)生失穩(wěn)破壞而對 截面極限曲率采

55、取折減的處理方法。但從結(jié)果看，當(dāng)長細(xì)比較大時(shí)， 桿件的撓曲變形將更大，本應(yīng)考慮可能出現(xiàn)更大的附加彎矩，或者說 考慮更大的彎矩增大系數(shù)ns 來抵御可能發(fā)生的失穩(wěn)破壞。而原計(jì)算 公式中桿件的長細(xì)比越長，修正系數(shù) 2 卻降低了ns ，因此取消了公 式中的 2 。 考慮二階效應(yīng)排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法基本維持 02 版規(guī)范不變。,131/342,6.3 斜截面承載力計(jì)算 1. 02 版規(guī)范，矩形、T 形和 I 形截面的一般受彎構(gòu)件，斜截面受 剪承載力按下式計(jì)算：,h0,Asv s,V Vcs = 0.7 f t bh0 + 1.25 f yv,集中荷載作用下的獨(dú)立梁（包括作用多種荷載，且其中集中 荷載對支座

56、截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的 75以 上的情況），斜截面受剪承載力按下式計(jì)算：,h0,Asv s,f t bh 0 + f yv,V Vcs =,1.75 + 1.0,132/342,133/342,02規(guī)范受剪承載力計(jì)算公式及其問題 兩個(gè)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果的差異 集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的 75%左右時(shí)，如果分別按兩種情況進(jìn)行計(jì)算結(jié)果，其配箍率卻有著 很大的差異。 集中載荷計(jì)算公式與均布載荷計(jì)算公式的配箍率比較,134/342,用 m 表示集中載荷對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力 值的75%左右時(shí)，兩種不同計(jì)算模式引起的配箍率差異，則,式中：

57、( sv )1 按均布載荷作用進(jìn)行計(jì)算所得的配箍率； ( sv ) 2 按集中載荷作用進(jìn)行計(jì)算所得的配箍率。 根據(jù)設(shè)計(jì)剪力大小的不同，同時(shí)考慮最小配筋率和截面尺寸要求，計(jì) 算可得到 m 的取值范圍為下圖中的陰影部分。,135/342,配箍率差異的取值范圍 由上圖可以看出，復(fù)雜荷載作用下，用兩種計(jì)算公式 引起的最大配箍差異為134%?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 對多種復(fù)雜載荷作用下的斜截面受剪承載力計(jì)算公式采 用了一刀切的辦法處理，造成了配箍的不連續(xù)問題。,136/342,02版規(guī)范的受剪承載力設(shè)計(jì)公式分為集中荷載和均 布荷載兩種情況，較國外多數(shù)國家的規(guī)范煩瑣，且兩個(gè) 公式在臨界集中荷載為主附近計(jì)算值不

58、協(xié)調(diào)，甚至差異 過大。因此，建立一個(gè)統(tǒng)一的受剪承載力計(jì)算公式是規(guī) 范修訂和發(fā)展的趨勢。,137/342,考慮到我國的國情和規(guī)范的設(shè)計(jì)習(xí)慣，且過去的規(guī)范的受剪承 載力設(shè)計(jì)公式分兩種情況用于設(shè)計(jì)也是可行的，此次修訂實(shí)質(zhì)上仍 保留了受剪承載力計(jì)算的兩種形式，只是在原有受彎構(gòu)件兩個(gè)斜截 面承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，混凝土項(xiàng)系數(shù)不變，僅對 均布荷載公式的箍筋項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，由1.25改為1.0。通過 對55個(gè)均布荷載作用下有腹筋簡支梁構(gòu)件試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析（試 驗(yàn)數(shù)據(jù)來自原冶金建筑研究總院、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大 學(xué)、原哈爾濱建筑大學(xué)、R.B.L.Smith等），結(jié)果表明，此次修訂 公式

59、的可靠度有一定程度的提高，但與國外主要規(guī)范相比依然處于 較低水平。采用本次修訂公式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，箍筋用鋼量比02版規(guī)范 計(jì)算值可能增加約25%。箍筋項(xiàng)系數(shù)由1.25改為1.0，也是為將來統(tǒng) 一一個(gè)受剪承載力計(jì)算公式建立基礎(chǔ)。,138/342,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 各國規(guī)范受剪承載力設(shè)計(jì)公式的比較,139/342,各國規(guī)范公式的比較,140/342,新規(guī)范公式是在02規(guī)范的一般受彎構(gòu)件斜截面承載 力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，混凝土項(xiàng)系數(shù)不變， 僅對箍筋項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)折減。取均布荷載作用下試 驗(yàn)數(shù)據(jù)，新規(guī)范公式與各國規(guī)范公式的對比如下圖所 示。 由圖可以看出：均布荷載作用下，受剪承載力建議 公式較我國現(xiàn)有均布荷載下的設(shè)計(jì)公式偏于安全，公 式的可靠度有一定程度地提高。同時(shí)，與國外各國受 剪承載力計(jì)算公式相比，新規(guī)范公式的可靠度還是低 于其他國家規(guī)范的設(shè)計(jì)公式。,141/342,142