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文檔簡介
《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2010目錄前言1總則2術語和符號2.1術語2.2.1材料性能3基本設計規(guī)定3.1一般規(guī)定3.2結構方案3.3承載能力極限狀態(tài)計算3.4正常使用極限狀態(tài)驗算3.5耐久性設計3.6防連續(xù)倒塌設計原則3.7既有結構設計原則4材料4.1混凝土4.2鋼筋5結構分析5.1基本原則5.2分析模型5.3彈性分析5.4塑性內力重分布分析5.5彈塑性分析5.6塑性極限分析5.7間接作用分析6承載能力極限狀態(tài)計算6.1一般規(guī)定6.2正截面承載力計算6.3斜截面承載力計算6.4扭曲截面承載力計算6.5受沖切承載力計算6.6局部受壓承載力計算6.7疲勞驗算7正常使用極限狀態(tài)驗算7.1裂縫控制驗算7.2受彎構件撓度驗算8構造規(guī)定8.1伸縮縫8.2混凝土保護層8.3鋼筋的錨固8.4鋼筋的連接8.5縱向受力鋼筋的最小配筋率9結構構件的基本規(guī)定9.1板9.2梁9.3柱、梁柱節(jié)點及牛腿9.4墻9.5疊合構件9.6裝配式結構9.7預埋件及連接件10預應力混凝土結構構件10.1一般規(guī)定10.2預應力損失值計算10.3預應力混凝土構造規(guī)定11混凝土結構構件抗震設計11.1一般規(guī)定11.2材料11.3框架梁11.4框架柱及框支柱11.5鉸接排架柱11.6框架梁柱節(jié)點11.7剪力墻及連梁11.8預應力混凝土結構構件11.9板柱節(jié)點附錄A鋼筋的公稱直徑、公稱截面面積及理論重量附錄B近似計算偏壓構件側移二階效應的增大系數法附錄C鋼筋、混凝土本構關系與混凝土多軸強度準則C.1鋼筋本構關系C.2混凝土本構關系C.3鋼筋-混凝土粘結滑移本構關系C.4混凝土強度準則附錄D素混凝土結構構件設計D.1一般規(guī)定D.2受壓構件D.3受彎構件D.4局部構造鋼筋D.5局部受壓附錄E任意截面、圓形及環(huán)形構件正截面承載力計算附錄F板柱節(jié)點計算用等效集中反力設計值附錄G深受彎構件附錄H無支撐疊合梁板附錄J后張曲線預應力筋由錨具變形和預應力筋內縮引起的預應力損失附錄K與時間相關的預應力損失本規(guī)范用詞說明引用標準名錄
前言前言根據原建設部《關于印發(fā)<2006年工程建設標準規(guī)范制訂、修訂計劃(第一批)>的通知》(建標[2006]77號文)要求,本規(guī)范由中國建筑科學研究院會同有關單位經調查研究,認真總結實踐經驗,參考有關國際標準和國外先進標準,并在廣泛征求意見的基礎上修訂完成。本規(guī)范的主要內容是:總則、術語和符號基本設計規(guī)定、材料、結構分析、承載能力極限狀態(tài)計算、正常使用極限狀態(tài)驗算、構造規(guī)定、結構構件的基本規(guī)定、預應力混凝土結構構件、混凝土結構構件抗震設計以及有關的附錄。本規(guī)范修訂的主要技術內容是:1.補充了結構方案、結構防連續(xù)倒塌、既有結構設計和無粘結預應力設計的原則規(guī)定;2.修改了正常使用極限狀態(tài)驗算的有關規(guī)定;3.增加了500MPa級帶肋鋼筋,以300MPa級光圓鋼筋取代了235MPa級鋼筋;4.補充了復合受力構件設計的相關規(guī)定,修改了受剪、受沖切承載力計算公式;5.調整了鋼筋的保護層厚度、鋼筋錨固長度和縱向受力鋼筋最小配筋率的有關規(guī)定;6.補充、修改了柱雙向受剪、連梁和剪力墻邊緣構件的抗震設計相關規(guī)定;7.補充、修改了預應力混凝土構件及板柱節(jié)點抗震設計的相關要求。本規(guī)范中以黑體字標志的條文為強制性條文,必須嚴格執(zhí)行。本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設部負責管理和對強制性條文的解釋,由中國建筑科學研究院負責具體技術內容的解釋。執(zhí)行本規(guī)范過程中如有意見或建議,請寄送中國建筑科學研究院國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》管理組(地址:北京市北三環(huán)東路30號,郵編:100013)。本規(guī)范主編單位:中國建筑科學研究院本規(guī)范參編單位:清華大學同濟大學重慶大學天津大學東南大學鄭州大學大連理工大學哈爾濱工業(yè)大學浙江大學湖南大學西安建筑科技大學河海大學國家建筑工程質量監(jiān)督檢驗中心中國建筑設計研究院北京市建筑設計研究院華東建筑設計研究院有限公司中國建筑西南設計研究院南京市建筑設計研究院有限公司中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院國家建筑鋼材質量監(jiān)督檢驗中心中建國際建設公司北京榆構有限公司本規(guī)范主要起草人員:趙基達徐有鄰黃小坤陶學康李云貴李東彬葉列平李杰傅劍平王鐵成劉立新邱洪興邸小壇王曉鋒朱愛萍宋玉普鄭文忠金偉良梁興文易偉建吳勝興范重柯長華張鳳新左江賈潔吳小賓朱建國蔣勤儉鄧明勝劉剛本規(guī)范主要審查人員:吳學敏徐永基白生翔李明順汪大綏程懋堃康谷貽莫庸王振華胡家順孫慧中陳國義耿樹江趙君黎劉瓊祥婁宇章一萍李霆吳一紅
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1總則1總則1.0.1為了在混凝土結構設計中貫徹執(zhí)行國家的技術經濟政策,做到安全、適用、經濟,保證質量,制定本規(guī)范。
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1.0.2本規(guī)范適用于房屋和一般構筑物的鋼筋混凝土、預應力混凝土以及素混凝土結構的設計。本規(guī)范不適用于輕骨料混凝土及特種混凝土結構的設計。
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1.0.3本規(guī)范依據現(xiàn)行國家標準《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153及《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068的原則制定。本規(guī)范是對混凝土結構設計的基本要求。
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1.0.4混凝土結構的設計除應符合本規(guī)范外,尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。
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2術語和符號2.1術語2術語和符號2.1術語2.1.1混凝土結構concretestructure以混凝土為主制成的結構,包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構等。2.1.2素混凝土結構plainconcretestructure無筋或不配置受力鋼筋的混凝土結構。2.1.3普通鋼筋steelbar用于混凝土結構構件中的各種非預應力筋的總稱。2.1.4預應力筋prestressingtendonand/orbar用于混凝土結構構件中施加預應力的鋼絲、鋼絞線和預應力螺紋鋼筋等的總稱。2.1.5鋼筋混凝土結構reinforcedconcretestructure配置受力普通鋼筋的混凝土結構。2.1.6預應力混凝土結構prestressedconcretestructure配置受力的預應力筋,通過張拉或其他方法建立預加應力的混凝土結構。
2.1.7現(xiàn)澆混凝土結構cast-in-situconcretestructure在現(xiàn)場原位支模并整體澆筑而成的混凝土結構。2.1.8裝配式混凝土結構precastconcretestructure由預制混凝土構件或部件裝配、連接而成的混凝土結構。2.1.9裝配整體式混凝土結構assembledmonolithicconcretestructure由預制混凝土構件或部件通過鋼筋、連接件或施加預應力加以連接,并在連接部位澆筑混凝土而形成整體受力的混凝土結構。2.1.10疊合構件compositemember由預制混凝土構件(或既有混凝土結構構件)和后澆混凝土組成,以兩階段成型的整體受力結構構件。2.1.11深受彎構件deepflexuralmember跨高比小于5的受彎構件。2.1.12深梁deepbeam跨高比小于2的簡支單跨梁或跨高比小于2.5的多跨連續(xù)梁。2.1.13先張法預應力混凝土結構pretensionedprestressedconcretestructure在臺座上張拉預應力筋后澆筑混凝土,并通過放張預應力筋由粘結傳遞而建立預應力的混凝土結構。2.1.14后張法預應力混凝土結構post-tensionedprestressedconcretestructure澆筑混凝土并達到規(guī)定強度后,通過張拉預應力筋并在結構上錨固而建立預應力的混凝土結構。2.1.15無粘結預應力混凝土結構unbondedprestressedconcretestructure配置與混凝土之間可保持相對滑動的無粘結預應力筋的后張法預應力混凝土結構。2.1.16有粘結預應力混凝土結構bondedprestressedconcretestructure通過灌漿或與混凝土直接接觸使預應力筋與混凝土之間相互粘結而建立預應力的混凝土結構。2.1.17結構縫structuraljoint根據結構設計需求而采取的分割混凝土結構間隔的總稱。2.1.18混凝土保護層concretecover結構構件中鋼筋外邊緣至構件表面范圍用于保護鋼筋的混凝土,簡稱保護層。2.1.19錨固長度anchoragelength受力鋼筋依靠其表面與混凝土的粘結作用或端部構造的擠壓作用而達到設計承受應力所需的長度。2.1.20鋼筋連接spliceofreinforcement通過綁扎搭接、機械連接、焊接等方法實現(xiàn)鋼筋之間內力傳遞的構造形式。2.1.21配筋率ratioofreinforcement混凝土構件中配置的鋼筋面積(或體積)與規(guī)定的混凝土截面面積(或體積)的比值。2.1.22剪跨比ratioofshearspantoeffectivedepth截面彎矩與剪力和有效高度乘積的比值。2.1.23橫向鋼筋transversereinforcement垂直于縱向受力鋼筋的箍筋或間接鋼筋。
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2.2.1材料性能2.2.1材料性能Ec-混凝土的彈性模量;Es——鋼筋的彈性模量;C30——立方體抗壓強度標準值為30N/mmz的混凝土強度等級;HRB500——強度級別為500MPa的普通熱軋帶肋鋼筋;HRBF400——強度級別為400MPa的細晶粒熱軋帶肋鋼筋;RRB400——強度級別為400MPa的余熱處理帶肋鋼筋;HPB300——強度級別為300MPa的熱軋光圓鋼筋;HRB400E——強度級別為400MPa且有較高抗震性能的普通熱軋帶肋鋼筋;fck、fc——混凝土軸心抗壓強度標準值、設計值;ftk、——混凝土軸心抗拉強度標準值、設計值;fyk、——普通鋼筋、預應力筋屈服強度標準值;fstk、——普通鋼筋、預應力筋極限強度標準值;fy、f'y——普通鋼筋抗拉、抗壓強度設計值;fpy、f’py——預應力筋抗拉、抗壓強度設計值}fyv——橫向鋼筋的抗拉強度設計值;δgt——鋼筋最大力下的總伸長率,也稱均勻伸長率。
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2.2.2作用和作用效應N——軸向力設計值;Nk、Nq——按荷載標準組合、準永久組合計算的軸向力值;Noо——構件的截面軸心受壓或軸心受拉承載力設計值;Npo——預應力構件混凝土法向預應力等于零時的預加力;M——彎矩設計值;Mk、Mq——按荷載標準組合、準永久組合計算的彎矩值;Mu——構件的正截面受彎承載力設計值;Mcr——受彎構件的正截碗開裂彎矩值;T——扭矩設計值;V——剪力設計值;Fl——局部荷載設計值或集中反力設計值;σs、σp——正截面承載力計算中縱向鋼筋、預應力筋的應力;σpe——預應力筋的有效預應力;σl、σ'l——受拉區(qū)、受壓區(qū)預應力筋在相應階段的預應力損失值;τ——混凝土的剪應力;ωmax——按荷載準永久組合或標準組合,并考慮長期作用影響的計算最大裂縫寬度。2.2.3幾何參數b——矩形截面寬度,T形、I形截面的腹板寬度;c——混凝土保護層厚度;d——鋼筋的公稱直徑(簡稱直徑)或圓形截面的直徑;h——截面高度;ho——截面有效高度;lab、la——縱向受拉鋼筋的基本錨固長度、錨固長度;lo——計算跨度或計算長度;s——沿構件軸線方向上橫向鋼筋的間距、螺旋筋的間距或箍筋的間距;x——混凝土受壓區(qū)高度;A——構件截面面積;As、A's-受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積;Ap、A'p-受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向預應力筋的截面面積;Al——混凝土局部受壓面積;Acor——箍筋、螺旋筋或鋼筋網所圍的混凝土核心截面面積;B——受彎構件的截面剛度;I——截面慣性矩;W——截面受拉邊緣的彈性抵抗矩;Wt——截面受扭塑性抵抗矩。2.2.4計算系數及其他αE——鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值;γ——混凝土構件的截面抵抗矩塑性影響系數;η——偏心受壓構件考慮二階效應影響的軸向力偏心距增大系數;λ——計算截面的剪跨比,即M/(Vho);ρ——縱向受力鋼筋的配筋率;ρv——間接鋼筋或箍筋的體積配筋率;φ——表示鋼筋直徑的符號,φ20表示直徑為20rnm的鋼筋。
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3基本設計規(guī)定3.1一般規(guī)定3基本設計規(guī)定3.1一般規(guī)定3.1.1混凝土結構設計應包括下列內容:1結構方案設計,包括結構選型、構件布置及傳力途徑;2作用及作用效應分析;3結構的極限狀態(tài)設計;4結構及構件的構造、連接措施;5耐久性及施工的要求;6滿足特殊要求結構的專門性能設計。
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3.1.2本規(guī)范采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法,以可靠指標度量結構構件的可靠度,采用分項系數的設計表達式進行設計。
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3.1.3混凝土結構的極限狀態(tài)設計應包括:1承載能力極限狀態(tài):結構或結構構件達到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞、發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形或因結構局部破壞而引發(fā)的連續(xù)倒塌;2正常使用極限狀態(tài):結構或結構構件達到正常使用的某項規(guī)定限值或耐久性能的某種規(guī)定狀態(tài)。
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3.1.4結構上的直接作用(荷載)應根據現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009及相關標準確定;地震作用應根據現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011確定。間接作用和偶然作用應根據有關的標準或具體情況確定。直接承受吊車荷載的結構構件應考慮吊車荷載的動力系數。預制構件制作、運輸及安裝時應考慮相應的動力系數。對現(xiàn)澆結構,必要時應考慮施工階段的荷載。
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3.1.5混凝土結構的安全等級和設計使用年限應符合現(xiàn)行國家標準《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153的規(guī)定?;炷两Y構中各類結構構件的安全等級,宜與整個結構的安全等級相同。對其中部分結構構件的安全等級,可根據其重要程度適當調整。對于結構中重要構件和關鍵傳力部位,宜適當提高其安全等級。
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3.1.6混凝土結構設計應考慮施工技術水平以及實際工程條件的可行性。有特殊要求的混凝土結構,應提出相應的施工要求。
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3.1.7設計應明確結構的用途,在設計使用年限內未經技術鑒定或設計許可,不得改變結構的用途和使用環(huán)境。
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3.2結構方案3.2結構方案3.2.1混凝土結構的設計方案應符合下列要求:1選用合理的結構體系、構件形式和布置;2結構的平、立面布置宜規(guī)則,各部分的質量和剛度宜均勻、連續(xù);3結構傳力途徑應簡捷、明確,豎向構件宜連續(xù)貫通、對齊;4宜采用超靜定結構,重要構件和關鍵傳力部位應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。
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3.2.2混凝土結構中結構縫的設計應符合下列要求:1應根據結構受力特點及建筑尺度、形狀、使用功能要求,合理確定結構縫的位置和構造形式;2宜控制結構縫的數量,并應采取有效措施減少設縫對使用功能的不利影響;3可根據需要設置施工階段的臨時性結構縫。
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3.2.3結構構件的連接應符合下列要求:1連接部位的承載力應保證被連接構件之間的傳力性能;2當混凝土構件與其他材料構件連接時,應采取可靠的措施;3應考慮構件變形對連接節(jié)點及相鄰結構或構件造成的影響。
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3.2.4混凝土結構設計應符合節(jié)省材料、方便施工、降低能耗與保護環(huán)境的要求。
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3.3承載能力極限狀態(tài)計算3.3承載能力極限狀態(tài)計算3.3.1混凝土結構的承載能力極限狀態(tài)計算應包括下列內容:1結構構件應進行承載力(包括失穩(wěn))計算;2直接承受重復荷載的構件應進行疲勞驗算;3有抗震設防要求時,應進行抗震承載力計算;4必要時尚應進行結構的傾覆、滑移、漂浮驗算;5對于可能遭受偶然作用,且倒塌可能引起嚴重后果的重要結構,宜進行防連續(xù)倒塌設計。
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3.3.2對持久設計狀況、短暫設計狀況和地震設計狀況,當用內力的形式表達時,結構構件應采用下列承載能力極限狀態(tài)設計表達式:γ0S≤R(3.3.2—1)R=R(fc,fs,ak,…)/γRd
(3.3.2—2)式中:γ0——結構重要性系數:在持久設計狀況和短暫設計狀況下,對安全等級為一級的結構構件不應小于1.1,對安全等級為二級的結構構件不應小于1.0,對安全等級為三級的結構構件不應小于0.9;對地震設計狀況下應取1.0;S——承載能力極限狀態(tài)下作用組合的效應設計值:對持久設計狀況和短暫設計狀況應按作用的基本組合計算;對地震設計狀況應按作用的地震組合計算;R——結構構件的抗力設計值;R(·)——結構構件的抗力函數;γRd——結構構件的抗力模型不定性系數:靜力設計取1.0,對不確定性較大的結構構件根據具體情況取大于1.0的數值;抗震設計應用承載力抗震調整系數γRE代替γRd;
fc、fs——混凝土、鋼筋的強度設計值,應根據本規(guī)范第4.1.4條及第4.2.3條的規(guī)定取值;ak——幾何參數的標準值,當幾何參數的變異性對結構性能有明顯的不利影響時,應增減一個附加值。注:公式(3.3.2—1)中的γ0S為內力設計值,在本規(guī)范各章中用N、M、V、T等表達。
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3.3.3對二維、三維混凝土結構構件,當按彈性或彈塑性方法分析并以應力形式表達時,可將混凝土應力按區(qū)域等代成內力設計值,按本規(guī)范第3.3.2條進行計算;也可直接采用多軸強度準則進行設計驗算。
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3.3.4對偶然作用下的結構進行承載能力極限狀態(tài)設計時,公式(3.3.2—1)中的作用效應設計值S按偶然組合計算,結構重要性系數γ0取不小于1.0的數值;公式(3.3.2—2)中混凝土、鋼筋的強度設計值fc、fs改用強度標準值fck、fyk(或fpyk)。當進行結構防連續(xù)倒塌驗算時,結構構件的承載力函數應按本規(guī)范第3.6節(jié)的原則確定。
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3.3.5對既有結構的承載能力極限狀態(tài)設計,應按下列規(guī)定進行:1對既有結構進行安全復核、改變用途或延長使用年限而需驗算承載能力極限狀態(tài)時,宜符合本規(guī)范第3.3.2條的規(guī)定;2對既有結構進行改建、擴建或加固改造而重新設計時,承載能力極限狀態(tài)的計算應符合本規(guī)范第3.7節(jié)的規(guī)定。
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3.4正常使用極限狀態(tài)驗算3.4正常使用極限狀態(tài)驗算3.4.1混凝土結構構件應根據其使用功能及外觀要求,按下列規(guī)定進行正常使用極限狀態(tài)驗算:1對需要控制變形的構件,應進行變形驗算;2對不允許出現(xiàn)裂縫的構件,應進行混凝土拉應力驗算;3對允許出現(xiàn)裂縫的構件,應進行受力裂縫寬度驗算;4對舒適度有要求的樓蓋結構,應進行豎向自振頻率驗算。
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3.4.2對于正常使用極限狀態(tài),鋼筋混凝土構件、預應力混凝土構件應分別按荷載的準永久組合并考慮長期作用的影響或標準組合并考慮長期作用的影響,采用下列極限狀態(tài)設計表達式進行驗算:S≤C(3.4.2)式中:S——正常使用極限狀態(tài)荷載組合的效應設計值;C——結構構件達到正常使用要求所規(guī)定的變形、應力、裂縫寬度和自振頻率等的限值。
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3.4.3鋼筋混凝土受彎構件的最大撓度應按荷載的準永久組合,預應力混凝土受彎構件的最大撓度應按荷載的標準組合,并均應考慮荷載長期作用的影響進行計算,其計算值不應超過表3.4.3規(guī)定的撓度限值。注:1表中l(wèi)0為構件的計算跨度;計算懸臂構件的撓度限值時,其計算跨度l0按實際懸臂長度的2倍取用;2表中括號內的數值適用于使用上對撓度有較高要求的構件;3如果構件制作時預先起拱,且使用上也允許,則在驗算撓度時,可將計算所得的撓度值減去起拱值;對預應力混凝土構件,尚可減去預加力所產生的反拱值;4構件制作時的起拱值和預加力所產生的反拱值,不宜超過構件在相應荷載組合作用下的計算撓度值。
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3.4.4結構構件正截面的受力裂縫控制等級分為三級,等級劃分及要求應符合下列規(guī)定:一級——嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件,按荷載標準組合計算時,構件受拉邊緣混凝土不應產生拉應力。二級——一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件,按荷載標準組合計算時,構件受拉邊緣混凝土拉應力不應大于混凝土抗拉強度的標準值。三級——允許出現(xiàn)裂縫的構件:對鋼筋混凝土構件,按荷載準永久組合并考慮長期作用影響計算時,構件的最大裂縫寬度不應超過本規(guī)范表3.4.5規(guī)定的最大裂縫寬度限值。對預應力混凝土構件,按荷載標準組合并考慮長期作用的影響計算時,構件的最大裂縫寬度不應超過本規(guī)范第3.4.5條規(guī)定的最大裂縫寬度限值;對二a類環(huán)境的預應力混凝土構件,尚應按荷載準永久組合計算,且構件受拉邊緣混凝土的拉應力不應大于混凝土的抗拉強度標準值。
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3.4.5結構構件應根據結構類型和本規(guī)范第3.5.2條規(guī)定的環(huán)境類別,按表3.4.5的規(guī)定選用不同的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值ωlim。注:1對處于年平均相對濕度小于60%地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構件,其最大裂縫寬度限值可采用括號內的數值;2在一類環(huán)境下,對鋼筋混凝土屋架、托架及需作疲勞驗算的吊車梁,其最大裂縫寬度限值應取為0.20mm;對鋼筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂縫寬度限值應取為0.30mm;3在一類環(huán)境下,對預應力混凝土屋架、托架及雙向板體系,應按二級裂縫控制等級進行驗算;對一類環(huán)境下的預應力混凝土屋面梁、托梁、單向板,應按表中二a類環(huán)境的要求進行驗算;在一類和二a類環(huán)境下需作疲勞驗算的預應力混凝土吊車梁,應按裂縫控制等級不低于二級的構件進行驗算;4表中規(guī)定的預應力混凝土構件的裂縫控制等級和最大裂縫寬度限值僅適用于正截面的驗算;預應力混凝土構件的斜截面裂縫控制驗算應符合本規(guī)范第7章的有關規(guī)定;5對于煙囪、筒倉和處于液體壓力下的結構,其裂縫控制要求應符合專門標準的有關規(guī)定;6對于處于四、五類環(huán)境下的結構構件,其裂縫控制要求應符合專門標準的有關規(guī)定;7表中的最大裂縫寬度限值為用于驗算荷載作用引起的最大裂縫寬度。
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3.4.6對混凝土樓蓋結構應根據使用功能的要求進行豎向自振頻率驗算,并宜符合下列要求:1住宅和公寓不宜低于5Hz;2辦公樓和旅館不宜低于4Hz;3大跨度公共建筑不宜低于3Hz。
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3.5耐久性設計3.5耐久性設計3.5.1混凝土結構應根據設計使用年限和環(huán)境類別進行耐久性設計,耐久性設計包括下列內容:1確定結構所處的環(huán)境類別;2提出對混凝土材料的耐久性基本要求;3確定構件中鋼筋的混凝土保護層厚度;4不同環(huán)境條件下的耐久性技術措施;5提出結構使用階段的檢測與維護要求。注:對臨時性的混凝土結構,可不考慮混凝土的耐久性要求。
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3.5.2混凝土結構暴露的環(huán)境類別應按表3.5.2的要求劃分。注:1室內潮濕環(huán)境是指構件表面經常處于結露或濕潤狀態(tài)的環(huán)境;2嚴寒和寒冷地區(qū)的劃分應符合現(xiàn)行國家標準《民用建筑熱工設計規(guī)范》GB50176的有關規(guī)定;3海岸環(huán)境和海風環(huán)境宜根據當地情況,考慮主導風向及結構所處迎風、背風部位等因素的影響,由調查研究和工程經驗確定;4受除冰鹽影響環(huán)境是指受到除冰鹽鹽霧影響的環(huán)境;受除冰鹽作用環(huán)境是指被除冰鹽溶液濺射的環(huán)境以及使用除冰鹽地區(qū)的洗車房、停車樓等建筑。5暴露的環(huán)境是指混凝土結構表面所處的環(huán)境。
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3.5.3設計使用年限為50年的混凝土結構,其混凝土材料宜符合表3.5.3的規(guī)定。注:1氯離子含量系指其占膠凝材料總量的百分比;2預應力構件混凝土中的最大氯離子含量為0.06%;其最低混凝土強度等級宜按表中的規(guī)定提高兩個等級;3素混凝土構件的水膠比及最低強度等級的要求可適當放松;4有可靠工程經驗時,二類環(huán)境中的最低混凝土強度等級可降低一個等級;5處于嚴寒和寒冷地區(qū)二b、三a類環(huán)境中的混凝土應使用引氣劑,并可采用括號中的有關參數;6當使用非堿活性骨料時,對混凝土中的堿含量可不作限制。
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3.5.4混凝土結構及構件尚應采取下列耐久性技術措施:1預應力混凝土結構中的預應力筋應根據具體情況采取表面防護、孔道灌漿、加大混凝土保護層厚度等措施,外露的錨固端應采取封錨和混凝土表面處理等有效措施;2有抗?jié)B要求的混凝土結構,混凝土的抗?jié)B等級應符合有關標準的要求;3嚴寒及寒冷地區(qū)的潮濕環(huán)境中,結構混凝土應滿足抗凍要求,混凝土抗凍等級應符合有關標準的要求;4處于二、三類環(huán)境中的懸臂構件宜采用懸臂梁-板的結構形式,或在其上表面增設防護層;5處于二、三類環(huán)境中的結構構件,其表面的預埋件、吊鉤、連接件等金屬部件應采取可靠的防銹措施,對于后張預應力混凝土外露金屬錨具,其防護要求見本規(guī)范第10.3.13條;6處在三類環(huán)境中的混凝土結構構件,可采用阻銹劑、環(huán)氧樹脂涂層鋼筋或其他具有耐腐蝕性能的鋼筋、采取陰極保護措施或采用可更換的構件等措施。
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3.5.5一類環(huán)境中,設計使用年限為100年的混凝土結構應符合下列規(guī)定:1鋼筋混凝土結構的最低強度等級為C30;預應力混凝土結構的最低強度等級為C40;2混凝土中的最大氯離子含量為0.06%;3宜使用非堿活性骨料,當使用堿活性骨料時,混凝土中的最大堿含量為3.0kg/m3;4混凝土保護層厚度應符合本規(guī)范第8.2.1條的規(guī)定;當采取有效的表面防護措施時,混凝土保護層厚度可適當減小。
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3.5.6二、三類環(huán)境中,設計使用年限100年的混凝土結構應采取專門的有效措施。3.5.7耐久性環(huán)境類別為四類和五類的混凝土結構,其耐久性要求應符合有關標準的規(guī)定。
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3.5.8混凝土結構在設計使用年限內尚應遵守下列規(guī)定:1建立定期檢測、維修制度;2設計中可更換的混凝土構件應按規(guī)定更換;3構件表面的防護層,應按規(guī)定維護或更換;4結構出現(xiàn)可見的耐久性缺陷時,應及時進行處理。
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3.6防連續(xù)倒塌設計原則3.6防連續(xù)倒塌設計原則3.6.1混凝土結構防連續(xù)倒塌設計宜符合下列要求:1采取減小偶然作用效應的措施;2采取使重要構件及關鍵傳力部位避免直接遭受偶然作用的措施;3在結構容易遭受偶然作用影響的區(qū)域增加冗余約束,布置備用的傳力途徑;4增強疏散通道、避難空間等重要結構構件及關鍵傳力部位的承載力和變形性能;5配置貫通水平、豎向構件的鋼筋,并與周邊構件可靠地錨固;6設置結構縫,控制可能發(fā)生連續(xù)倒塌的范圍。
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3.6.2重要結構的防連續(xù)倒塌設計可采用下列方法:1局部加強法:提高可能遭受偶然作用而發(fā)生局部破壞的豎向重要構件和關鍵傳力部位的安全儲備,也可直接考慮偶然作用進行設計。2拉結構件法:在結構局部豎向構件失效的條件下,可根據具體情況分別按梁-拉結模型、懸索-拉結模型和懸臂-拉結模型進行承載力驗算,維持結構的整體穩(wěn)固性。3拆除構件法:按一定規(guī)則拆除結構的主要受力構件,驗算剩余結構體系的極限承載力;也可采用倒塌全過程分析進行設計。
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3.6.3當進行偶然作用下結構防連續(xù)倒塌的驗算時,作用宜考慮結構相應部位倒塌沖擊引起的動力系數。在抗力函數的計算中,混凝土強度取強度標準值fck;普通鋼筋強度取極限強度標準值fstk,預應力筋強度取極限強度標準值fptk并考慮錨具的影響。宜考慮偶然作用下結構倒塌對結構幾何參數的影響。必要時尚應考慮材料性能在動力作用下的強化和脆性,并取相應的強度特征值。
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3.7既有結構設計原則3.7既有結構設計原則3.7.1既有結構延長使用年限、改變用途、改建、擴建或需要進行加固、修復等,均應對其進行評定、驗算或重新設計。
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3.7.2對既有結構進行安全性、適用性、耐久性及抗災害能力進行評定時,應符合現(xiàn)行國家標準《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153的原則要求,并應符合下列規(guī)定:1應根據評定結果、使用要求和后續(xù)使用年限確定既有結構的設計方案;2既有結構改變用途或延長使用年限時,承載能力極限狀態(tài)驗算宜符合本規(guī)范的有關規(guī)定;3對既有結構進行改建、擴建或加固改造而重新設計時,承載能力極限狀態(tài)的計算應符合本規(guī)范和相關標準的規(guī)定;4既有結構的正常使用極限狀態(tài)驗算及構造要求宜符合本規(guī)范的規(guī)定;5必要時可對使用功能作相應的調整,提出限制使用的要求。
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3.7.3既有結構的設計應符合下列規(guī)定:1應優(yōu)化結構方案,保證結構的整體穩(wěn)固性;2荷載可按現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定確定,也可根據使用功能作適當的調整;3結構既有部分混凝土、鋼筋的強度設計值應根據強度的實測值確定;當材料的性能符合原設計的要求時,可按原設計的規(guī)定取值;4設計時應考慮既有結構構件實際的幾何尺寸、截面配筋、連接構造和已有缺陷的影響;當符合原設計的要求時,可按原設計的規(guī)定取值;5應考慮既有結構的承載歷史及施工狀態(tài)的影響;對二階段成形的疊合構件,可按本規(guī)范第9.5節(jié)的規(guī)定進行設計。
▼點擊展開條文說明4材料4.1混凝土4材料4.1混凝土4.1.1混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定。立方體抗壓強度標準值系指按標準方法制作、養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件,在28d或設計規(guī)定齡期以標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度值。
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4.1.2素混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C15;鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C20;采用強度等級400MPa及以上的鋼筋時,混凝土強度等級不應低于C25。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不宜低于C40,且不應低于C30。承受重復荷載的鋼筋混凝土構件,混凝土強度等級不應低于C30。
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4.1.3混凝土軸心抗壓強度的標準值fck應按表4.1.3—1采用;軸心抗拉強度的標準值ftk應按表4.1.3—2采用。
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4.1.4混凝土軸心抗壓強度的設計值fc應按表4.1.4—1采用;軸心抗拉強度的設計值ft應按表4.1.4—2采用。
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4.1.5混凝土受壓和受拉的彈性模量Ec宜按表4.1.5采用?;炷恋募羟凶冃文A縂C可按相應彈性模量值的40%采用?;炷敛此杀葀c可按0.2采用。注:1當有可靠試驗依據時,彈性模量可根據實測數據確定;2當混凝土中摻有大量礦物摻合料時,彈性模量可按規(guī)定齡期根據實測數據確定。
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4.1.6混凝土軸心抗壓疲勞強度設計值、軸心抗拉疲勞強度設計值應分別按表4.1.4—1、表4.1.4—2中的強度設計值乘疲勞強度修正系數γρ確定?;炷潦軌夯蚴芾趶姸刃拚禂郸忙褢鶕趹Ρ戎捣謩e按表4.1.6—1、表4.1.6—2采用;當混凝土承受拉-壓疲勞應力作用時,疲勞強度修正系數γρ取0.60。疲勞應力比值應按下列公式計算:注:直接承受疲勞荷載的混凝土構件,當采用蒸汽養(yǎng)護時,養(yǎng)護溫度不宜高于60℃。
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4.1.7混凝土疲勞變形模量應按表4.1.7采用。4.1.8當溫度在0℃~100℃范圍內時,混凝土的熱工參數可按下列規(guī)定取值:
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4.2鋼筋4.2鋼筋4.2.1混凝土結構的鋼筋應按下列規(guī)定選用:1縱向受力普通鋼筋可采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500、HRB335、RRB400、HPB300鋼筋;梁、柱和斜撐構件的縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋。
2箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋。
3預應力筋宜采用預應力鋼絲、鋼絞線和預應力螺紋鋼筋。▼點擊展開條文說明
4.2.2鋼筋的強度標準值應具有不小于95%的保證率。普通鋼筋的屈服強度標準值fyk、極限強度標準值fstk應按表4.2.2—1采用;預應力鋼絲、鋼絞線和預應力螺紋鋼筋的屈服強度標準值fpyk、極限強度標準值fptk應按表4.2.2—2采用。注:極限強度標準值為1960N/mm2的鋼絞線作后張預應力配筋時,應有可靠的工程經驗。
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4.2.3普通鋼筋的抗拉強度設計值fy、抗壓強度設計值應按表4.2.3—1采用;預應力筋的抗拉強度設計值fpy、抗壓強度設計值應按表4.2.3—2采用。當構件中配有不同種類的鋼筋時,每種鋼筋應采用各自的強度設計值。橫向鋼筋的抗拉強度設計值fyv應按表中fy的數值采用;當用作受剪、受扭、受沖切承載力計算時,其數值大于360N/mm2時應取360N/mm2。注:當預應力筋的強度標準值不符合表4.2.3-2的規(guī)定時,其強度設計值應進行相應的比例換算。
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4.2.4普通鋼筋及預應力筋在最大力下的總伸長率δgt不應小于表4.2.4規(guī)定的數值。
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4.2.5普通鋼筋和預應力筋的彈性模量Es可按表4.2.5采用。注:必要時可采用實測的彈性模量。
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4.2.6普通鋼筋和預應力筋的疲勞應力幅限制Δffy和ffpy據鋼筋疲勞應力比值ρfs、ρfp,分別按表4.2.6-1、表4.2.6-2線性內插取值。注:當縱向受拉鋼筋采用閃光接觸對焊連接時,其接頭處的鋼筋疲勞應力幅限值應按表中數值乘以0.8取用。
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4.2.7構件中的鋼筋可采用并筋的配置形式。直徑28mm及以下的鋼筋并筋數量不應超過3根;直徑32mm的鋼筋并筋數量宜為2根;直徑36mm及以上的鋼筋不應采用并筋。并筋應按單根等效鋼筋進行計算,等效鋼筋的等效直徑應按截面面積相等的原則換算確定。
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4.2.8當進行鋼筋代換時,除應符合設計要求的構件承載力、最大力下的總伸長率、裂縫寬度驗算以及抗震規(guī)定以外,尚應滿足最小配筋率、鋼筋間距、保護層厚度、鋼筋錨固長度、接頭面積百分率及搭接長度等構造要求。
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4.2.9當構件中采用預制的鋼筋焊接網片或鋼筋骨架配筋時,應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。
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4.2.10各種公稱直徑的普通鋼筋、預應力筋的公稱截面面積及理論重量應按本規(guī)范附錄A采用。
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5結構分析5.1基本原則5結構分析5.1基本原則5.1.1混凝土結構應進行整體作用效應分析,必要時尚應對結構中受力狀況特殊部位進行更詳細的分析。
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5.1.2當結構在施工和使用期的不同階段有多種受力狀況時,應分別進行結構分析,并確定其最不利的作用組合。結構可能遭遇火災、颶風、爆炸、撞擊等偶然作用時,尚應按國家現(xiàn)行有關標準的要求進行相應的結構分析。
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5.1.3結構分析的模型應符合下列要求:1結構分析采用的計算簡圖、幾何尺寸、計算參數、邊界條件、結構材料性能指標以及構造措施等應符合實際工作狀況;2結構上可能的作用及其組合、初始應力和變形狀況等,應符合結構的實際狀況;3結構分析中所采用的各種近似假定和簡化,應有理論、試驗依據或經工程實踐驗證;計算結果的精度應符合工程設計的要求。
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5.1.4結構分析應符合下列要求:1滿足力學平衡條件;2在不同程度上符合變形協(xié)調條件,包括節(jié)點和邊界的約束條件;3采用合理的材料本構關系或構件單元的受力-變形關系。
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5.1.5結構分析時,應根據結構類型、材料性能和受力特點等選擇下列分析方法:1彈性分析方法;2塑性內力重分布分析方法;3彈塑性分析方法;4塑性極限分析方法;5試驗分析方法。
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5.1.6結構分析所采用的計算軟件應經考核和驗證,其技術條件應符合本規(guī)范和國家現(xiàn)行有關標準的要求。應對分析結果進行判斷和校核,在確認其合理、有效后方可應用于工程設計。
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5.2分析模型5.2分析模型5.2.1混凝土結構宜按空間體系進行結構整體分析,并宜考慮結構單元的彎曲、軸向、剪切和扭轉等變形對結構內力的影響。當進行簡化分析時,應符合下列規(guī)定:1體形規(guī)則的空間結構,可沿柱列或墻軸線分解為不同方向的平面結構分別進行分析,但應考慮平面結構的空間協(xié)同工作;
2構件的軸向、剪切和扭轉變形對結構內力分析影響不大時,可不予考慮。
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5.2.2混凝土結構的計算簡圖宜按下列方法確定:1梁、柱、桿等一維構件的軸線宜取為截面幾何中心的連線,墻、板等二維構件的中軸面宜取為截面中心線組成的平面或曲面;2現(xiàn)澆結構和裝配整體式結構的梁柱節(jié)點、柱與基礎連接處等可作為剛接;非整體澆筑的次梁兩端及板跨兩端可近似作為鉸接;3梁、柱等桿件的計算跨度或計算高度可按其兩端支承長度的中心距或凈距確定,并應根據支承節(jié)點的連接剛度或支承反力的位置加以修正;4梁、柱等桿件間連接部分的剛度遠大于桿件中間截面的剛度時,在計算模型中可作為剛域處理。
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5.2.3進行結構整體分析時,對于現(xiàn)澆結構或裝配整體式結構,可假定樓蓋在其自身平面內為無限剛性。當樓蓋開有較大洞口或其局部會產生明顯的平面內變形時,在結構分析中應考慮其影響。
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5.2.4對現(xiàn)澆樓蓋和裝配整體式樓蓋,宜考慮樓板作為翼緣對梁剛度和承載力的影響。梁受壓區(qū)有效翼緣計算寬度b'f可按表5.2.4所列情況中的最小值取用;也可采用梁剛度增大系數法近似考慮,剛度增大系數應根據梁有效翼緣尺寸與梁截面尺寸的相對比例確定。表5.2.4受彎構件受壓區(qū)有效翼緣計算寬度b'f
注:1表中b為梁的腹板厚度;2肋形梁在梁跨內設有間距小于縱肋間距的橫肋時,可不考慮表中情況3的規(guī)定;
3加腋的T形、I形和倒L形截面,當受壓區(qū)加腋的高度hh不小且加腋的長度bh不大于3hh時,其翼緣計算寬度可按表中情況3的規(guī)定分別增加2bh(T形、I形截面)和h'f(倒L形截面);4獨立梁受壓區(qū)的翼緣板在荷載作用下經驗算沿縱肋方向可能產生裂縫時,其計算寬度應取腹板寬度b。
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5.2.5當地基與結構的相互作用對結構的內力和變形有顯著影響時,結構分析中宜考慮地基與結構相互作用的影響。
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5.3彈性分析5.3彈性分析5.3.1結構的彈性分析方法可用于正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)作用效應的分析。
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5.3.2結構構件的剛度可按下列原則確定:1混凝土的彈性模量可按本規(guī)范表4.1.5采用;2截面慣性矩可按勻質的混凝土全截面計算;3端部加腋的桿件,應考慮其截面變化對結構分析的影響;4不同受力狀態(tài)下構件的截面剛度,宜考慮混凝土開裂、徐變等因素的影響予以折減。
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5.3.3混凝土結構彈性分析宜采用結構力學或彈性力學等分析方法。體形規(guī)則的結構,可根據作用的種類和特性,采用適當的簡化分析方法。
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