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文檔簡介
關于新版混凝土結構設計規(guī)范世貿(mào)大廈圖片第2頁,共87頁,2024年2月25日,星期天世貿(mào)大廈倒塌過程第3頁,共87頁,2024年2月25日,星期天世貿(mào)大廈倒塌過程第4頁,共87頁,2024年2月25日,星期天世貿(mào)大廈倒塌過程第5頁,共87頁,2024年2月25日,星期天世貿(mào)大廈倒塌過程第6頁,共87頁,2024年2月25日,星期天世貿(mào)大廈倒塌過程第7頁,共87頁,2024年2月25日,星期天世貿(mào)大廈倒塌過程第8頁,共87頁,2024年2月25日,星期天世貿(mào)大廈倒塌過程第9頁,共87頁,2024年2月25日,星期天世貿(mào)大廈倒塌過程第10頁,共87頁,2024年2月25日,星期天世貿(mào)大廈倒塌過程第11頁,共87頁,2024年2月25日,星期天汶川地震第12頁,共87頁,2024年2月25日,星期天第13頁,共87頁,2024年2月25日,星期天第14頁,共87頁,2024年2月25日,星期天1總則
2術語、符號
3基本設計規(guī)定第15頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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(jīng)濟政策,做到安全、適用、經(jīng)濟,保證質(zhì)量,制定本規(guī)范。條文說明:
為落實“以人為本,安全第一”的機構設計原則以及“節(jié)能、降耗、減排、環(huán)保”的基本國策,實現(xiàn)資源、能源的可持續(xù)發(fā)展,本規(guī)范修訂適當提高了結構的安全水平與抗御災害的能力;強調(diào)了結構的耐久性;提高了材料的利用效率;并加強了與相關標準的協(xié)調(diào)。規(guī)范反映了近年混凝土結構的科研成果、02規(guī)范:技術先進、安全適用、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量第16頁,共87頁,2024年2月25日,星期天技術發(fā)展以及工程經(jīng)驗。為實現(xiàn)土木工程混凝土結構各行業(yè)規(guī)范的統(tǒng)一,本規(guī)范也參考了水工、港工等其它行業(yè)相關標準的規(guī)定,盡量實現(xiàn)共性技術問題設計方法的協(xié)調(diào)。
本規(guī)范是對混凝土結構設計的最低限度要求,應允許根據(jù)具體情況適當提高設計的安全儲備。
第17頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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。條文說明:本規(guī)范用于新建、擴建、改建的一般混凝土房屋結構和構筑物的設計,及部分防災設計的原則。隨著技術發(fā)展,無粘結預應力混凝土結構應用日漸廣泛,本次修訂納入了相關的內(nèi)容。
對采用陶粒、浮石、煤矸石等為骨料的輕骨料混凝土結構,應按有關標準進行設計。設計下列結構時,尚應符合專門標準的有關規(guī)定:
02規(guī)范:承重結構第18頁,共87頁,2024年2月25日,星期天1修建在濕陷性黃土、膨脹土地區(qū)或地下采掘區(qū)等的結構;
2結構表面溫度高于或有生產(chǎn)熱源且結構表面溫度經(jīng)常高于的結構;3需作振動計算的結構。本規(guī)范依據(jù)工程結構以及建筑結構的可靠性統(tǒng)一標準修訂,并與相關的標準、規(guī)范進行了合理的分工和銜接。本規(guī)范的內(nèi)容是混凝土結構設計的成熟做法、一般原則以及基本要求,并不能解決混凝土結構設計的所有問題,更不能代替設計者創(chuàng)造性的思維。設計者應根據(jù)規(guī)范的要求,結合工程的實際情況具體應用,并努力實現(xiàn)技術創(chuàng)新和進步。第19頁,共87頁,2024年2月25日,星期天1.0.3
本規(guī)范依據(jù)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提出的基本要求。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。新增內(nèi)容第20頁,共87頁,2024年2月25日,星期天2術語、符號
2.1
術語
條文說明:
術語是根據(jù)現(xiàn)行國家標準《工程結構設計基本術語和通用符號》GB50132、《建筑結構設計術語和符號標準》GB/T50083、《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068等結合本規(guī)范的具體情況給出的。
本規(guī)范刪節(jié)、簡化了其他標準已經(jīng)定義了的常用術語,補充了各類鋼筋、鋼筋性能、各類型混凝土構件及構造等混凝土結構特有的常用術語,如“配筋率”、“混凝土保護層”、“錨固長度”等。原規(guī)范有關可靠度及荷載等方面的術語,在相關標準中已有表述,故不再列出。第21頁,共87頁,2024年2月25日,星期天2.1.1
混凝土結構concretestructure
以混凝土為主要材料制成的結構,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。條文說明:
混凝土結構的結構型式如排架結構、框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、簡體結構、板柱結構等,作為常識不再列出。
第22頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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
鋼筋混凝土結構reinforcedconcretestructure
配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼筋骨架的混凝土結構。2.1.5預應力筋prestressingtendon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。2.1.6
預應力混凝土結構prestressedconcretestructure
配置受力的預應力筋,通過張拉或其它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prefabricatedconcretestructure
由預制混凝土構件或部件裝配、連接而形成的混凝土結構。第23頁,共87頁,2024年2月25日,星期天2.1.14
預應力筋prestressingtendon
用于混凝土結構構件中施加預應力的鋼絲、鋼絞線和精軋螺紋鋼筋的總稱。條文說明:預應力筋包括:現(xiàn)行國家標準《預應力混凝土用鋼絲》GB/T5223和《中強度預應力混凝土用鋼絲》YB/T156中光面以及螺旋肋的消除應力鋼絲、現(xiàn)行國家標準《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T5224中的鋼絞線、現(xiàn)行國家標準《預應力混凝土用螺紋鋼筋》GB/T20065中的預應力螺紋鋼筋。(消除應力鋼絲:按下述一次性連續(xù)處理方法之一生產(chǎn)的鋼絲。1、鋼絲在塑性變形下(軸應變)進行的短時熱處理,得到的應是低松弛鋼絲。2、鋼絲通過矯直工序后在適當溫度下進行的及時熱處理,得到的應是普通松弛鋼絲。)第24頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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錨固、連接或施加預應力等加以連接,并現(xiàn)場澆筑混凝土而形成整體受力的混凝土結構。2.1.10疊合式構件superposedmember
由預制混凝土構件(或既有混凝土結構構件)以及后澆混凝土組成、兩階段成型的整體受力的結構構件。
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。第25頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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,并通過粘結力傳遞而建立預加應力的混凝土結構。2.1.14后張法預應力混凝土結構post-tensionedprestressedconcretestructure混凝土澆筑并達到規(guī)定強度后,通過張拉預應力筋并在結構上錨固而建立預加應力的混凝土結構。2.1.15
無粘結預應力混凝土結構unbondedprestressedconcretestructure
配置帶有涂料層和外包層的預應力筋,與混凝土之間能夠永久產(chǎn)生滑動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unbondedprestressedconcretestructure
通過灌漿或與混凝土的直接接觸使預應力筋與混凝土之間相互粘結的預應力混凝土結構。
第26頁,共87頁,2024年2月25日,星期天2.1.17結構縫structuraljoint根據(jù)結構功能需求而采取設計措施分割混凝土結構的間隔。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受力鋼筋端部依靠其表面與混凝土的粘結作用或端部彎鉤、錨頭對混凝土的擠壓作用而達到設計所需應力的長度。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(nèi)力傳遞的構造形式。條文說明:
結構縫可分為永久性和臨時性兩種,包括伸縫、縮縫、沉降縫、防震縫、構造縫、防連續(xù)倒塌的分割縫以及后澆帶、控制縫(人為制造薄弱截面,引導裂縫出現(xiàn)并控制其造成影響的縫)等。第27頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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截面彎矩除以剪力和有效高度的乘積所得的值。2.1.23橫向鋼筋transversereinforcement垂直于縱向受力鋼筋的箍筋及用于約束的間接鋼筋。第28頁,共87頁,2024年2月25日,星期天2.2符號條文說明:基本沿用《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002的符號。一些不常用的符號在條文相應處已有說明,故作必要的簡化,將其刪去。為控制受力鋼筋的延性(極限應變),增加了鋼筋在最大拉力下的總伸長率的符號“
”,即現(xiàn)行國家標準《鋼筋混凝土結構用熱軋帶肋鋼筋》GB1499,1標準中的“”。
為方便在規(guī)范中表達鋼筋的直徑(不表示鋼筋牌號),增加了符號“”(斜體希臘字母)。
偏心受壓構件的二階效應,其效應的增大系數(shù)(偏心距、彎矩等),構件(p-)由“”表示,結構(P-)由“”表示。第29頁,共87頁,2024年2月25日,星期天第30頁,共87頁,2024年2月25日,星期天第31頁,共87頁,2024年2月25日,星期天第32頁,共87頁,2024年2月25日,星期天第33頁,共87頁,2024年2月25日,星期天第34頁,共87頁,2024年2月25日,星期天2.2.4計算系數(shù)及其他第35頁,共87頁,2024年2月25日,星期天
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(nèi)容:1結構方案設計,包括結構選型、傳力途徑和構件布置;2作用及作用效應分析;3結構構件截面配筋計算或驗算;4結構及構件的構造、連接措施;5對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。
條文說明:
為滿足建筑方案并從根本上保證結構安全,設計規(guī)范的內(nèi)容從以構件(或截面)設計為主擴展到整個結構體系,本次修訂加強了有關“結構設計”的要求。強調(diào)結構設計應考慮的基本內(nèi)容,包括結構方案、內(nèi)力分析、截面設計、連接構造要求、特殊工程的施工可行性及性能設計等。新增內(nèi)容第36頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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(shù)的設計表達式進行設計。條文說明:本規(guī)范采用概率極限狀態(tài)設計方法,具體計算采用分項系數(shù)的形式。包括結構重要性系數(shù)、荷載分項系數(shù)、材料性能分項系數(shù)(材料分項系數(shù),有時直接以材料的強度設計值表達)、抗力模型不確定性分項系數(shù)(構件分析系數(shù))等。只有對于目前尚無法定量計算的間接作用以及耐久性設計,仍采用基于經(jīng)驗的定性方法進行設計。第37頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形,或結構的連續(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或耐久性能的某項規(guī)定限值。
條文說明:
根據(jù)《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153確定混凝土結構設計的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)仍分為兩類,但內(nèi)容比原規(guī)范有所擴大。為結構安全計,本次修訂在承載能力極限狀態(tài)中增加了結構防連續(xù)倒塌的內(nèi)容;為提高使用質(zhì)量,正常使用極限狀態(tài)中增加了舒適度的要求。
刪掉了原02規(guī)范關于極限狀態(tài)的定義。第38頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.1.4
結構上的直接作用(荷載)應根據(jù)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(jù)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(jù)有關的標準或具體條件確定。
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(shù)。預制構件制作、運輸及安裝時應考慮相應的動力系數(shù)?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土結構,必要時應考慮施工階段的荷載。條文說明:
本條規(guī)定了確定結構上作用效應的原則。沿用原規(guī)范的規(guī)定:直接作用根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009;地震作用根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011;對于直接承受吊車荷載的構件以及預制構件、現(xiàn)澆混凝土結構等應按不同工況確定相應的動力系數(shù)或施工荷載。
第39頁,共87頁,2024年2月25日,星期天
本次修訂增加了對非荷載間接作用的規(guī)定,非荷載間接作用包括溫度變化、混凝土收縮、徐變、強迫位移、環(huán)境引起材料性能退化等造成的影響。設計時應根據(jù)有關標準、工程特點及具體情況分析作用的效應,通常采用經(jīng)驗性的構造措施進行定性設計。
對于爆炸、撞擊、罕遇自然災害等偶然作用以及非常規(guī)的特殊作用,應根據(jù)有關標準或由實際條件和要求確定。第40頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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。
混凝土結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(jù)其重要程度適當調(diào)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。
條文說明:混凝土結構的安全等級由現(xiàn)行國家標準《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153確定。本條僅補充規(guī)定,可以根據(jù)實際情況調(diào)整構件的安全等級:對關鍵傳力部位和重要的構件適當提高安全等級,以提高構件重要性系數(shù)等方法確保結構的安全;對可更換構件以及重要結構中的次要構件,可以降低其重要性系數(shù)。
第41頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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。條文說明:
本條強調(diào)設計與施工的關系。設計不能脫離實際,而應考慮現(xiàn)有的技術條件(材料、機具、工藝等)的可行性。對特殊結構,設計應提出關鍵技術控制及質(zhì)量驗收的要求,以達到設計要求的目標。
第42頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.1.7未經(jīng)技術鑒定或設計許可,不得改變結構的用途和使用環(huán)境。條文說明:
任何對結構的改變(無論是在建結構或既有結構)都必須經(jīng)過設計許可或技術鑒定。房屋交付使用時,除質(zhì)量保證文件外,還應提出合理使用、維護的要求。結構改變用途和使用環(huán)境(如加層改造、超載使用、鑿墻打洞、功能改變、環(huán)境腐蝕等)都會影響其安全及使用年限。本條提出了對混凝土結構正常使用和維護的要求,這是保證安全、適用和耐久的必要條件。仍然是強條,沒有變化。第43頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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、構件型式和布置;2結構的平、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。條文說明:
結構方案對安全有著決定性的影響。在與建筑方案協(xié)調(diào)的條件下,結構體型(高度比、長度比)應適當,傳力途徑和構件布置應保證結構的整體穩(wěn)固性……。
本條從各個角度提出在方案階段應考慮的結構選型與構件布置的基本原則。新增條文。第44頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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(jù)結構受力特點及建筑尺度、形狀、使用功能,合理確定結構縫的位置和構造形式;2宜控制結構縫的數(shù)量,并應采取有效措施減少設縫的不利影響;3可根據(jù)需要設置施工階段的臨時性結構縫。條文說明:
為改善混凝土結構受力,設計中往往要設縫將結構分割為若干相對獨立的單元。本條提出了“結構縫”的概念,不同類型結構縫是為消除下列不利因素的影響:混凝土收縮、溫度變化、基礎不均勻沉降、剛度突變、應力集中、結構防震、防連續(xù)倒塌等。除永久性的縫以外,還應考慮臨時性的縫:施工接槎、后澆帶、控制縫等。
結構縫往往會對建筑功能(如裝修觀感、止水防滲、保溫隔聲等)、結構傳力(如結構布置、構件傳力)、構造做法和施工可行性等造成影響。應遵循“一縫多能”的設計原則,并采取有效措施,合并并減少結構縫的數(shù)量。第45頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.2.3結構構件的連接應符合下列要求:1連接部位的承載力不應小于被連接構件的承載力,并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,應采取可靠的連接措施;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。條文說明:
構件間連接構造設計的原則是保證連接節(jié)點的性能不低于被連接構件;與其他材料(鋼、砌體等)構件的連接應選擇合理的連接方式以保證可靠傳力;連接節(jié)點尚應考慮被連接構件的變形相容條件。新增條文。第46頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.2.4混凝土結構設計應符合下列要求:1減小偶然作用效應的影響范圍,避免發(fā)生因局部破壞引起的連續(xù)倒塌;
2
滿足不同環(huán)境條件下的結構耐久性要求;
3
節(jié)省材料、降低能耗與保護環(huán)境。條文說明:
本條提出了結構方案階段尚應綜合考慮的其它問題:抗震、防災、耐久、節(jié)材、降耗、環(huán)保等各方面的要求。新增條文。第47頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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(nèi)容:1
結構構件應進行承載力計算;
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,且倒塌可引起嚴重后果的重要結構,宜進行防連續(xù)倒塌設計。條文說明:
本條列出了承載能力極限狀態(tài)應考慮的內(nèi)容。為提高結構的防災性能,本次修訂增加了重要機構防連續(xù)倒塌設計的要求。
為在各種災害(罕遇自然災害及爆炸、撞擊?;馂牡热藶橐u擊)的偶然作用下,混凝土結構能保持必要的整體穩(wěn)固性,不發(fā)生連續(xù)倒塌等危及生命安全的嚴重后果,結構的防連續(xù)倒塌設計對于提高建筑綜合防災能力極為重要。
第48頁,共87頁,2024年2月25日,星期天橫線以上為新增的表達方式。第49頁,共87頁,2024年2月25日,星期天γRd為新增系數(shù)。第50頁,共87頁,2024年2月25日,星期天條文說明:傳統(tǒng)規(guī)范通過結構分析,求得以內(nèi)力形式(M、N、V等)表達的荷載效應后,采用材料強度設計值(標準值除材料分項系數(shù)、考慮安全因素而取為、)計算,進行承載力設計。第51頁,共87頁,2024年2月25日,星期天新增條文。新增條文。第52頁,共87頁,2024年2月25日,星期天條文說明:3.3.3~3.3.5條為新增加條文,對。。。新增條文。第53頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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(jù)其使用功能及外觀要求,進行正常使用極限狀態(tài)的驗算。
混凝土結構構件正常使用極限狀態(tài)的驗算應包括下列內(nèi)容:
1
對需要控制變形的構件,應進行變形驗算;
2
對使用上限制出現(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對有舒適度要求的樓蓋結構,應進行豎向自振頻率驗算。3.4.2對于正常使用極限狀態(tài),結構構件應分別按荷載的準永久組合、標準組合、準永久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)
第54頁,共87頁,2024年2月25日,星期天式中
S——正常使用極限狀態(tài)的荷載組合效應值;
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。條文說明:
正常使用極限狀態(tài)驗算的表達形式同02版規(guī)范,本次修訂增加了樓蓋結構舒適度驗算的要求。第55頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.4.3鋼筋混凝土受彎構件的最大撓度應按荷載效應的準永久組合,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。表3.4.3受彎構件的撓度限值第56頁,共87頁,2024年2月25日,星期天注: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(nèi)的數(shù)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(chǎn)生的反拱值;4構件制作時的起拱值和預加力所產(chǎn)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。條文說明:
撓度限值應以不影響使用功能、外觀及其它構件連接等要求為目的。工程實踐表明,02版規(guī)范驗算的撓度限值基本合適,本次修訂未做改動。鋼筋混凝土受彎構件的撓度計算改為按荷載效應的準永久組合驗算。
表注3中提出計算撓度中可以考慮起拱和反拱的影響。表注4中提出起拱和反拱修正的限值,目的是為防止起拱和反拱過大引起的不良影響。第57頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.4.4
結構構件正截面的受力裂縫控制等級分為三級。在直接作用下,結構構件的裂縫控制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(chǎn)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。(02規(guī)范還有準永久組合時,受拉邊緣混凝土不宜產(chǎn)生拉應力,這次刪掉)
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,按荷載效應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,尚應按荷載效應的準永久組合計算,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。注:預應力混凝土結構構件的荷載組合應包括預應力作用。
第58頁,共87頁,2024年2月25日,星期天條文說明:
我國現(xiàn)行規(guī)范對受力裂縫的控制相對偏嚴,可作適當放松。對結構構件正截面的裂縫控制等級,仍按02規(guī)范劃分為三個等級。一級裂縫控制等級保持不變:按荷載效應標準組合計算不產(chǎn)生拉應力。二級裂縫控制等級適當放松;只控制拉應力不超過混凝土的抗拉強度標準值,刪除了02版規(guī)范中荷載準永久組合時不產(chǎn)生拉應力的要求。
裂縫控制為三級則根據(jù)現(xiàn)行國家標準《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153及作為其主要依據(jù)的現(xiàn)行國際標準《結構可靠性總原則》ISO2394和歐洲規(guī)范《結構設計基礎》EN1990的規(guī)定,相應的荷載組合應根據(jù)正常使用極限狀態(tài)的可逆性與不可逆性,以及外觀要求(限制過大的裂縫和撓度)等進行選擇。第59頁,共87頁,2024年2月25日,星期天根據(jù)上述要求并參考歐洲規(guī)范《混凝土結構設計》EN1992的規(guī)定,對鋼筋混凝土和無粘結預應力混凝土構件,可以選用荷載準永久組合進行正常使用極限狀態(tài)的驗算。歐洲規(guī)范EN1992第6.5.3條規(guī)定:準永久組合一般用于結構的長期效應和結構外觀的分析。我國《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008第8.3.2條也有類似的規(guī)定。因此本規(guī)范對裂縫控制等級為三級的鋼筋混凝土構件,選用了荷載的準永久組合進行裂縫寬度以及撓度的驗算。
考慮到耐久性的影響,預應力混凝土構件的裂縫控制更為重要。故不過多地降低其裂縫控制要求,而留待規(guī)范進一步修訂時考慮。因此本次修訂仍基本保持了02版規(guī)范對預應力混凝土構件原有的要求。三級裂縫控制等級的預應力構件按荷載效應的標準組合計算裂縫寬度,不利環(huán)境時按荷載效應的準永久組合計算,控制拉應力不大于混凝土的抗拉強度標準值。第60頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.4.5
結構構件應根據(jù)結構類型、裂縫控制等級和本規(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wlim及混凝土拉應力控制要求進行驗算表
3.4.5
結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度的限值第61頁,共87頁,2024年2月25日,星期天注:1表中的規(guī)定適用于采用熱軋鋼筋的鋼筋混凝土構件和采用預應力鋼絲、鋼絞線及預應力螺紋鋼筋的預應力混凝土構件;當采用其他類別的鋼絲或鋼筋時,其裂縫控制要求可按專門標準確定;2
對處于年平均相對濕度小于60%地區(qū)一級環(huán)境下的受彎構件,其最大裂縫寬度限值可采用括號內(nèi)的數(shù)值;
3
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;
4
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,按表中二a級環(huán)境的要求進行驗算;在一類和二類環(huán)境下的需作疲勞驗算的預應力混凝土吊車梁,應按一級裂縫控制等級進行驗算;
第62頁,共87頁,2024年2月25日,星期天
6
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章的要求;
7
對于煙囪、筒倉和處于液體壓力下的結構構件,其裂縫控制要求應符合專門標準的有關規(guī)定;
8
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。
9
混凝土保護層厚度較大的構件,可根據(jù)實踐經(jīng)驗對表中最大裂縫寬度限值適當放寬。第63頁,共87頁,2024年2月25日,星期天條文說明:
本條針對各種環(huán)境類別下不同裂縫控制等級的鋼筋混凝土構件和預應力混凝土構件,提出了驗算荷載效應的選擇以及裂縫寬度或應力控制的具體要求。
在注8中允許對厚保護層構件適當放寬裂縫寬度限值,以適應耐久性要求增大保護層厚度帶來的變化。因為構件表面的裂縫寬度與鋼筋表面的裂縫寬度相差很大,厚保護層時較大的表面裂縫寬度尚不至于明顯影響構件的耐久性。
第64頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.4.6對大跨度混凝土樓蓋結構應進行豎向自振頻率驗算,其自振頻率宜符合下列要求: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3Hz;4工業(yè)建筑及有特殊要求的建筑應根據(jù)使用功能提出要求。
條文說明:為提高使用質(zhì)量,增加了樓蓋舒適度的要求,并提出了控制樓蓋豎向自振頻率的限值??紤]第9.1節(jié)、9.2節(jié)中已有對板、梁跨厚比的控制,一般結構及跨度不大的樓蓋可以不作舒適度驗算??缍容^大的樓蓋及業(yè)主有要求時,可按本條執(zhí)行。一般樓蓋的豎向自振頻率采用簡化方法計算,由手冊表達。有更高要求時,按《混凝土樓蓋結構抗微振設計規(guī)范》GB50190進行設計。新增條文。第65頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.5耐久性設計
3.5.1混凝土結構應根據(jù)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(nèi)容:1確定結構所處的環(huán)境類別;2提出材料的耐久性質(zhì)量要求;3確定構件中鋼筋的混凝土保護層厚度;4滿足耐久性要求相應的技術措施;5在不利的環(huán)境條件下應采取的防護措施;6提出結構使用階段檢測與維護的要求。注:對臨時性的混凝土結構,可不考慮混凝土的耐久性要求。
新增條文。第66頁,共87頁,2024年2月25日,星期天條文說明:
耐久性設計按正常使用極限狀態(tài)控制,表現(xiàn)為:鋼筋混凝土構件表面出現(xiàn)銹漬或銹脹裂縫;預應力筋開始銹蝕;結構表面混凝土出現(xiàn)可見的耐久性損傷(酥裂、粉化等)。耐久性引起的材料劣化進一步發(fā)展,還可能引起構件承載力破壞,甚至結構倒塌。
由于影響混凝土結構材料性能劣化的因素復雜,規(guī)律不確定性很大,目前一般建筑結構的耐久性只能采用經(jīng)驗性的方法解決。根據(jù)調(diào)查研究及國情,參考現(xiàn)行國家標準《混凝土結構耐久性設計規(guī)范》GB/T50476的規(guī)定,并考慮房屋混凝土結構的特點加以簡化和調(diào)整,本規(guī)范規(guī)定了混凝土結構耐久性定性設計的基本內(nèi)容。第67頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.5.2
混凝土結構的環(huán)境類別劃分應符合表3.5.2的要求。
表3.5.2混凝土結構的環(huán)境類別
第68頁,共87頁,2024年2月25日,星期天注:1室內(nèi)潮濕環(huán)境是指構件表面經(jīng)常處于結露或濕潤狀態(tài)的環(huán)境;
2嚴寒和寒冷地區(qū)的劃分應符合國家現(xiàn)行標準《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(jù)當?shù)厍闆r,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(diào)查研究和工程經(jīng)驗確定;
4受除冰鹽影響環(huán)境為受到除冰鹽鹽霧影響的環(huán)境;受除冰鹽作用環(huán)境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。條文說明:
本次修訂對影響混凝土結構耐久性的環(huán)境類別進行了更為詳盡的分類。環(huán)境對混凝土結構耐久性的影響分為:正常環(huán)境、干濕交替、凍融循環(huán)、氯鹽腐蝕四種。按嚴重程度以表3.5.2及附注詳細列出了各“環(huán)境類別”相應的具體條件。但規(guī)范不可能窮盡所有的情況,設計者應根據(jù)實際條件作出判斷。第69頁,共87頁,2024年2月25日,星期天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。表3.5.3
結構混凝土材料的耐久性基本要求第70頁,共87頁,2024年2月25日,星期天注:1氯離子含量系指其占膠凝材料總量(原為水泥用量)的百分比;
2預應力構件混凝土中的最大氯離子含量為
0.05%(原為0.06%);最低混凝土強度等級應按表中的規(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(jīng)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(shù);
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。第71頁,共87頁,2024年2月25日,星期天條文說明:
影響混凝土結構耐久性的主要內(nèi)因是混凝土材料抵抗性能退化的能力,本條從建筑材料的角度控制混凝土的質(zhì)量,以保證結構的耐久性。根據(jù)耐久性狀態(tài)的調(diào)查結果,對于設計使用年限為50年的混凝土結構作出了相應的規(guī)定。
表3.5.3提出了控制混凝土水膠比、強度等級、氯離子含量和含堿量的要求。刪去了02版規(guī)范中對于最小水泥用量的限制,這是由于近年膠凝材料及配合比設計的變化,不確定性太大,故不再統(tǒng)一要求。科研及工程實踐均表明:采用引氣劑的混凝土,抗凍性能顯著改善。故對于凍融循環(huán)環(huán)境中的此類混凝土,可以適當?shù)慕档鸵蟆R话惴课莼炷两Y構不考慮堿骨料問題。只有長期受到水作用的堿含量過高的混凝土才須限制堿含量?;炷林袎A含量的計算方法,可參考現(xiàn)行協(xié)會標準《混凝土堿含量限制標準》CECS53:93。
試驗研究及工程實踐均表明:氯離子引起的鋼筋電化學腐蝕是混凝土結構最嚴重的耐久性問題。氯離子含量的限制比02版規(guī)范要求更詳細,且適當加嚴,尤其惡劣環(huán)境中要求更為嚴格。為滿足氯離子含量限值的要求,應限制使用含功能性氯化物的外加劑。第72頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.5.4一類環(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
0.05%;(02規(guī)范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按本規(guī)范第8.2.1條的規(guī)定增加40%;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。5在設計使用年限內(nèi),應建立定期檢測、維修的制度。
3.5.5二、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。第73頁,共87頁,2024年2月25日,星期天條文說明:
本條對不同使用年限的混凝土結構提出要求。調(diào)查分析表明,國內(nèi)超過100年的混凝土結構極少,但室內(nèi)正常環(huán)境條件下實際使用70~80年的混凝土結構大多基本完好。因此適當加嚴對混凝土材料的控制,提高混凝土強度等級和保護層厚度,并補充規(guī)定定期維護、檢測的要求,一類環(huán)境中混凝土結構的實際使用年限達到100年是可以得到保證的。根據(jù)原規(guī)范執(zhí)行情況并參考《混凝土結構耐久性設計規(guī)范》GB/T50476,規(guī)定了一類環(huán)境中設計使用年限100年混凝土結構的要求,基本與02年規(guī)范相同。
對惡劣環(huán)境中使用年限100年的混凝土結構,應采用專門的有效措施,由設計者確定。第74頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.5.6對下列混凝土結構及構件,尚應采取加強耐久性的相應措施:
1預應力混凝土結構中的預應力筋應根據(jù)具體情況采取表面防護、管道灌漿、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;
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。第75頁,共87頁,2024年2月25日,星期天條文說明:
本條規(guī)定了不同構件在各種惡劣環(huán)境下應采取的針對性保護性措施。
預應力筋有應力腐蝕及氫脆等不利于耐久性的弱點,且直徑一般較細對腐蝕更為敏感,破壞后果更嚴重。故除應滿足一般要求外,尚應考慮采取有效地構造措施以保護預應力筋、錨頭等容易遭腐蝕的部位。
提高混凝土抗?jié)B、抗凍性能,有利于結構在惡劣環(huán)境下的耐久性?;炷恋目箖觥⒖?jié)B性能試驗方法、等級劃分及配合比限制等,按有關標準的規(guī)定執(zhí)行。
對于三類環(huán)境,腐蝕環(huán)境提出了可采用的耐久性設計附加要求;采用阻銹劑、環(huán)氧樹脂涂層鋼筋、陰極保護、可更換構件等方法。
對耐久性腐蝕敏感的構件,如懸臂構件不宜采用板而宜采用梁-板的形式承載;還應采取有效地鋼筋定位措施并加強構件上表面的保護。
不利環(huán)境中的預埋件、吊鉤等外露件容易引導銹蝕,宜采用內(nèi)埋式或?qū)嵤└綦x措施,詳見第9.7節(jié)。第76頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.5.7混凝土結構在設計使用年限內(nèi)尚應遵守下列規(guī)定:
1結構應按設計規(guī)定的環(huán)境類別使用,并定期進行檢查維護;2
設計中的可更換混凝土構件應按規(guī)定定期更換;
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,應及時進行檢測處理。條文說明:設計應對服役期房屋建筑的使用提出要求:應按規(guī)定的功能正常使用,并經(jīng)常維修,定期檢測,這是保證混凝土結構耐久性及應有功能的必要條件。新增條文。第77頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.5.8
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。
對臨時性混凝土結構,可不考慮混凝土的耐久性要求。條文說明:
更惡劣環(huán)境中的混凝土結構耐久性設計可參考現(xiàn)行國家標準《混凝土結構耐久性設計規(guī)范》GB/T50476。四類環(huán)境(海洋工程及直接接觸除冰鹽的環(huán)境)參考現(xiàn)行國家行業(yè)標準《港口工程混凝土結構設計規(guī)范》JTJ267;五類環(huán)境(化工腐蝕)參考現(xiàn)行國家標準《工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范》GB50046第78頁,共87頁,2024年2月25日,星期天3.6防連續(xù)倒塌設計原則
3.6.1混凝土結構的防連續(xù)倒塌設計宜符合下列要求:1避免使結構中的關鍵構件直接遭受偶然作用;
2
采取減小偶然作用效應的措施;3在結構容易遭受偶然作用影響的區(qū)域增加冗余約束;4增強疏散通道、避難空間及構件關鍵傳力部位的承載力和變形性能。3.6防連續(xù)倒塌設計均為新增條文。第79頁,共87頁,2024年2月25日,星期天條文說明:混凝土結構防連續(xù)倒塌設計的目標是:在特定類型的偶然作用發(fā)生時或發(fā)生后,結構體系可能局部塌垮,但應具有依靠剩余結構繼續(xù)承載而避免發(fā)生與作用不相匹配的大范圍破壞或連續(xù)倒塌的能力。地質(zhì)災害、轟炸等不可抗拒的作用,不包括在防連續(xù)倒塌設計的范圍內(nèi)。
結構防連續(xù)倒塌設計的難度和代價很大,一般結構只須進行防連續(xù)倒塌的概念設計。如加強樓梯、避難室、底層邊墻、角柱等重要部位;在關鍵要害區(qū)域設置緩沖裝置(防撞墻、裙房等)或泄能通道(開敞布置或輕質(zhì)墻體、屋蓋等);布置分格縫以控制房屋連續(xù)倒塌的范圍;增加關鍵部位的冗余約束及備用傳力途徑(斜撐、拉桿等)……。本條給出了結構防連續(xù)倒
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