混凝土結構設計規(guī)范》gb50010-2010修訂簡介(2011.6).ppt

混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2010修訂簡介,鄭州大學土木工程學院 鄭州大學綜合設計研究院 劉立新 2011年6月,一.修訂的背景和原則 混凝土結構是我國工程建設中應用最廣泛的結構形式之一，據不完全統(tǒng)計，目前我國鋼材年產量已達5億噸，每年混凝土用量已達到25億m3，混凝土結構鋼筋用量接近1億噸，連續(xù)多年居世界第一。但我國混凝土結構目前所應用的鋼筋和混凝土強度比西方發(fā)達國家普遍要低1-2個等級。 我國工程建設中低強鋼材、低等級水泥以及低等級混凝土比例過大，消費結構不合理，消耗了過多的資源和能源，不利于可持續(xù)發(fā)展。 高強鋼筋和高性能混凝土應用于各類工程建設，帶來的不僅僅是強度的提高，更重要的是降低鋼材、水泥、砂、石的消費量，節(jié)約資源和能源，提高了結構的耐久性。如我國能將這些主要建筑材料提高12個強度等級，其節(jié)約資源和能源、宏觀經濟效益將是十分明顯的。,中國- 世界(除中國),2006年中國粗鋼產量突破4億噸(4.2102億噸),2006年世界粗鋼產量12.442億噸,中國建筑鋼結構 及用鋼消費現(xiàn)狀,中國鋼材消費特點：建筑用鋼比例高。2005年中國建筑用鋼消費1.73億噸，占鋼材消費50.5%。,中國建筑用鋼中：城鎮(zhèn)房屋用鋼占建筑用鋼76%。其中城鎮(zhèn)住宅2005年消費6090萬噸，占建筑用鋼35%。,建筑用鋼,房屋建筑,土木工程,城鎮(zhèn)住宅,農村房屋,城鎮(zhèn)非住宅房屋, 適當提高安全儲備，保證結構安全；適當提高抗禦災害的能力，落實以人為本的原則（汶川地震及其他自然或人為災害的教訓）； 完善耐久性設計（延長建筑物使用年限），采用高強高性能材料，提高材料利用效率（節(jié)約資源），保障可持續(xù)發(fā)展的需要； 加強與相關規(guī)范的合理分工及協(xié)調，反映最新科研成果和工程經驗，參考國際標準，促進建筑技術的進步及產業(yè)化進程。 2007年1月成立修訂組，2008年3月資料收集整理分析及補充試驗，2008年4月形成規(guī)范初稿，2008年8月完成規(guī)范討論稿，2009年6月進行修訂問題研究，2009年7月完成規(guī)范征求意見稿，2009年10月完成規(guī)范試設計，2009年11月完成規(guī)范送審稿，2009年12月規(guī)范審查，2010年6月規(guī)范報批。2010年8月18日住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布公告，國家標準混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2010，自2011年7月1日起實施。,二.規(guī)范修訂的主要技術要點 補充了“結構方案”和“結構抗倒塌”的設計原則（使規(guī)范逐步從構件規(guī)定向結構整體規(guī)定過渡）； 增加了既有結構改造設計的原則的規(guī)定（配合既有建筑的改造利用的需要）； 修改了鋼筋混凝土和預應力混凝土構件正常使用極限狀態(tài)設計的有關規(guī)定（裂縫寬度、撓度驗算）； 增加了樓蓋舒適度的設計要求（對大跨度混凝土樓蓋結構應進行豎向自振頻率驗算）； 修改了環(huán)境等級劃分，完善了耐久性設計要求（包括環(huán)境類別、材料質量、保護層厚度、技術措施、防護措施、維護要求等）； 6. 新增500MPa級高強鋼筋（HRB500級、HRBF500級），淘汰HP235MPa級低強鋼筋（非預應力鋼筋以400和500級鋼筋為主，光面鋼筋為HPB300級，將逐步取消HRB335級）；,提出了并筋（鋼筋束）的配筋方式（方便鋼筋密集構件施工，并與國外規(guī)范一致）； 對結構側移的二階效應（P -效應），提出有限元分析方法及增大系數的簡化考慮方法；統(tǒng)一了一般受彎構件與集中荷載作用下的梁的斜截面受剪承載力計算公式（腹筋作用項）； 補充了拉、彎、剪、扭復合受力鋼筋混凝土矩形截面框架柱設計的相關規(guī)定； 修改了受沖切承載力計算公式； 適當調整了鋼筋的保護層厚度規(guī)定（保護層厚度從最外層鋼筋(箍筋)算起，與耐久性規(guī)范協(xié)調并適當簡化）； 12. 修改了鋼筋錨固長度的有關規(guī)定（規(guī)定了基本錨固長度lab、受拉錨固長度la和錨固長度修正系數za，增加了機械錨固的內容）；,13. 調整了混凝土結構構件縱向受力鋼筋最小配筋率要求（最小配筋率與鋼筋強度等級相聯(lián)系，對采用400和500MPa級鋼筋的板類受彎構件最小配筋率適當減少，有利于推廣高強鋼筋）； 14. 補充了雙向受剪鋼筋混凝土柱的抗震設計相關規(guī)定； 15. 調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； 補充筒體及剪力墻洞口連梁的受彎承載力及小跨高比連 梁、特殊配筋連梁的設計規(guī)定； 修改了剪力墻邊緣構件的有關設計要求，增加了三級抗震等級剪力墻的相關規(guī)定； 18. 增加了沖切及板柱節(jié)點抗震設計的相關規(guī)定； 補充了預應力混凝土構件抗震設計的相關要求。,三.有關章節(jié)修訂的主要內容 （一）基本設計規(guī)定 3.1 一般規(guī)定 1. 完善混凝土結構設計的內容： （1） 結構方案設計，包括結構選型、構件布置和傳力途徑； （2）作用及作用效應分析（結構分析）； （3） 結構的極限狀態(tài)設計（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。 在以構件為主的基礎上擴展到考慮結構體系的設計。,2. 承載能力極限狀態(tài)設計中增加了結構防連續(xù)倒塌的內容；在正常使用極限狀態(tài)設計中增加了樓蓋舒適度的要求。 3. 增加了對間接作用的規(guī)定。 包括溫度變化、混凝土收縮與徐變、強迫位移、環(huán)境引起的劣化等造成的影響。 應根據有關標準、工程特點及具體情況確是。除有特別要求外，通常仍采用經驗性的構造措施進行設計。 4.混凝土結構的安全等級和設計使用年限 補充可以根據實際情況調整構件的安全等級。對破壞引起嚴重后果的重要構件和關鍵傳力部位，宜適當提高安全等級、加大構件重要性系數；對一般結構中的次要構件及可更換構件，可根據具體情況適當降低其重要性系數。,5. 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。 改變用途和使用環(huán)境（如超載使用、增加開洞、改變使用功能、使用環(huán)境惡化等）的情況均會影響其安全及使用年限。任何對結構的改變（無論是在建結構或既有結構）均須經設計許可或技術鑒定，以保證結構在設計使用年限內的安全。,3.2 結構方案 災害調查和事故分析表明：結構方案對建筑物的安全有著決定性的影響。在與建筑方案協(xié)調時應考慮結構體型（高寬比、長寬比）適當；傳力途徑和構件布置能夠保證結構的整體穩(wěn)固性；避免因局部破壞引發(fā)結構連續(xù)倒塌。提出在方案階段應考慮加強結構整體穩(wěn)固性的設計原則（共5條）。 結構設計時可通過設置結構縫將結構分割為若干相對獨立的單元。結構縫包括伸縫、縮縫、沉降縫、防震縫、構造縫、防連續(xù)倒塌的分割縫等。不同類型的結構縫是為消除下列不利因素的影響：混凝土收縮、溫度變化引起的脹縮變形；基礎不均勻沉降；剛度及質量突變；局部應力集中；結構防震；防止連續(xù)倒塌等。,3.3承載能力極限狀態(tài)計算（增加防連續(xù)倒塌設計） 對持久設計狀況、暫短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： gRd結構構件的抗力模型不定性系數：對靜力設計，一般結構構件取1.0，重要結構構件或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；對抗震設計，采用承載力抗震調整系數gRE代替gRd；,結構的設計狀況 設計狀況是代表一定時段內實際情況的一組設計條件，設計應做到在該組條件下結構不超越有關的極限狀態(tài)。工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準GB50153-2008規(guī)定工程結構設計時應區(qū)分下列設計狀況： （1）持久設計狀況。是指在結構使用過程中一定出現(xiàn)，且持續(xù)期很長的設計狀況，其持續(xù)期一般與設計使用年限為同一數量級。持久設計狀況適用于結構使用時的正常情況。 （2）短暫設計狀況。是指在結構施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設計使用年限相比，其持續(xù)期很短的設計狀況。短暫設計狀況適用于結構出現(xiàn)的臨時情況，包括結構施工和維修時的情況等。,（3）偶然設計狀況。是指在結構使用過程中出現(xiàn)概率較小，且持續(xù)期很短的設計狀況。偶然設計狀況適用于結構出現(xiàn)的異常情況，包括結構遭受火災、爆炸、撞擊時的情況等。 （4）地震設計狀況。是指結構遭受地震時的設計狀況。地震設計狀況適用于結構遭受地震時的情況，在抗震設防地區(qū)必須考慮地震設計狀況。 工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準規(guī)定，對工程結構的上述四種設計狀況均應進行承載能力極限狀態(tài)設計，對持久設計狀況尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計，對短暫設計狀況和地震設計狀況可根據需要進行正常使用極限狀態(tài)設計，對偶然設計狀況可不進行正常使用極限狀態(tài)設計。,3.4 正常使用極限狀態(tài)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的 驗算。 S-正常使用極限狀態(tài)的荷載組合效應值 （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 響或標準組合并考慮長期作用的影響計算 ）。, 經調研及與國外規(guī)范對比，原規(guī)范對受力裂縫的控制相對偏嚴，可適當放松。一級保持不變；二級適當放松，僅控制拉應力不超過混凝土的抗拉強度標準值，刪除了原規(guī)范中按荷載準永久組合計算構件邊緣混凝土不宜產生拉應力的要求。對鋼筋混凝土結構用荷載的準永久組合并考慮長期作用的影響進行裂縫寬度與撓度驗算（限值未變）。 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低于3Hz； 工業(yè)建筑及有特殊要求的建筑應根據使用功能提出要求。 一般樓蓋的豎向自振頻率可采用簡化方法計算。,3.5 耐久性設計 （1）確定結構所處的環(huán)境類別； （2）提出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。 對臨時性的混凝土結構，可不考慮混凝土的耐久性要求。 耐久性極限狀態(tài)表現(xiàn)為：鋼筋混凝土構件表面出現(xiàn)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）。材料劣化進一步發(fā)展還可能引起構件承載力問題，甚至發(fā)生結構破壞。 影響混凝土結構材料性能劣化的因素復雜，其規(guī)律不確定性大，一般建筑結構的耐久性只能采用經驗性的定性方法解決。,混凝土結構的環(huán)境類別（比原規(guī)范細化）,干濕交替主要指室內潮濕、室外露天、地下水浸潤、水位變動的環(huán)境。由于水和氧的反復作用，容易引起鋼筋銹蝕和混凝土材料劣化。 非嚴寒和非寒冷地區(qū)與嚴寒和寒冷地區(qū)的區(qū)別主要在于無冰凍。關于嚴寒和寒冷地區(qū)的定義，民用建筑熱工設計規(guī)范GB 50176-93規(guī)定如下：嚴寒地區(qū)：最冷月平均溫度低于或等于-10，日平均溫度低于或等于5的天數不少于145天的地區(qū)；寒冷地區(qū)：最冷月平均溫度高于-10、低于或等于0，日平均溫度低于或等于5的天數不少于90天且少于145天的地區(qū)。也可根據建筑氣象參數標準提供的參數確定所屬氣候區(qū)域。 三類環(huán)境主要是指近海、鹽漬土及使用除冰鹽的環(huán)境。濱海室外環(huán)境、鹽漬土地區(qū)的地下結構、北方城市冬季依靠噴灑鹽水消除冰雪而對立交橋、周邊結構及停車樓，都可能造成鋼筋腐蝕的影響。 四類和五類環(huán)境的詳細劃分和耐久性設計方法不再列入本規(guī)范，它們由有關的標準規(guī)范解決。, 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。,影響耐久性的主要因素是：混凝土的水膠比、強度等級、氯離子含量和堿含量。近年來水泥中多加入不同的摻合料，有效膠凝材料含量不確定性較大，故配合比設計的水灰比難以反映有效成分的影響。本次修訂改用膠凝材料總量作水膠比及各種含量的控制，原規(guī)范中的“水灰比”改成“水膠比”，并刪去了對于“最小水泥用量”的限制。,結構混凝土材料的耐久性基本要求（設計使用年限為50年）,3.6 防連續(xù)倒塌設計原則 混凝土結構宜按下列要求進行防連續(xù)倒塌的概念設計： （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，采取有效的連接措施并與周邊構件可靠錨固； （6）通過設置結構縫，控制可能發(fā)生連續(xù)倒塌的范圍。,混凝土結構防連續(xù)倒塌是提高結構綜合抗災能力的重要內容。在特定類型的偶然作用發(fā)生時或發(fā)生后，當結構體系發(fā)生局部垮塌時，依靠剩余結構體系仍能繼續(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。無法抗拒的地質災害及人為破壞作用，不包括在防連續(xù)倒塌設計的范圍內。 結構防連續(xù)倒塌設計的涉及面廣，目前研究尚不充分，規(guī)范僅提出了設計的基本原則和概念設計的要求。 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。規(guī)范給出了結構防連續(xù)倒塌概念設計的基本原則，以定性設計的方法增強結構的整體穩(wěn)固性，控制發(fā)生連續(xù)倒塌和大范圍破壞。當結構發(fā)生局部破壞時，如不引發(fā)大范圍倒塌，即認為結構具有整體穩(wěn)定性。結構的延性、荷載傳力途徑的多重性以及結構體系的超靜定性，均能加強結構的整體穩(wěn)定性。,2001年石家莊連環(huán)爆炸案,2003年衡陽大火,2003年章丘燃氣爆炸,地震,撞擊,重要結構的防連續(xù)倒塌設計可采用下列方法： （1）拉結構件法：在結構局部豎向構件失效的條件下，按梁拉結模型、懸索拉結模型和懸臂拉結模型進行極限承載力計算，維持結構的整體穩(wěn)固性。 （2）局部加強法：對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，可提高結構的安全儲備；也可直接考慮偶然作用進行結構設計。 （3）去除構件法：按一定規(guī)則去除結構的主要受力構件，采用考慮相應的作用和材料抗力，驗算剩余結構體系的極限承載力；也可采用受力-倒塌全過程分析，進行防倒塌設計。,當偶然事件產生特大荷載時，按荷載效應的偶然組合進行設計以保持結構體系完整無缺，往往經濟代價太高，有時甚至不現(xiàn)實。此時，可采用允許局部爆炸或撞擊引起結構發(fā)生局部破壞，在某個豎向構件失效后，使影響范圍僅限于局部。按新的結構簡圖采用梁、懸索、懸臂的拉結模型繼續(xù)承載受力，使整個結構不發(fā)生連續(xù)倒塌的原則進行設計，從而避免結構的連續(xù)倒塌或整體垮塌。,（a）梁-拉結模型 （b）懸索-拉結模型 （c）懸臂-拉結模型 拉結構件法中剩余結構體系的抗倒塌模型,梁機制跨越,懸鏈線機制跨越,懸挑作用,3.7 既有結構設計的原則 既有結構延長使用年限、安全復核、改變用途、改建、擴建或加固修復等，應對其進行評定、驗算或重新設計時應符合下列原則： 應按現(xiàn)行國家標準工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準GB 50153的原則要求，進行安全性、適用性、耐久性及抗災害能力的評定。 （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）對既有結構進行改變用途或延長使用年限（安全復核）時，承載能力極限狀態(tài)的驗算時，宜符合本規(guī)范的規(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（如控制荷載或根據使用年限對荷載適當折減）的要求。 鑒于我國傳統(tǒng)結構設計安全度偏低以及結構耐久性不足的歷史背景，有大量的既有結構面臨評定、驗算、加固等問題。驗算宜符合本規(guī)范的規(guī)定，強調“宜”是可以根據具體情況作適當調整，如控制使用荷載和功能，減短使用年限等。因為充分利用既有建筑符合可持續(xù)發(fā)展的國策。 當對既有結構進行改建、擴建或加固修復時，須進行重新設計。為保證安全，承載能力極限狀態(tài)計算“應”按本規(guī)范要求進行，但對正常使用狀態(tài)驗算及構造措施僅作“宜”符合本規(guī)范的要求。同樣可根據具體情況作適當調整，盡量減少重新設計的經濟代價。 無論是復核驗算和重新設計，均應考慮檢測、評定的結果確定設計參數。,既有結構的設計應符合下列規(guī)定： （1）應優(yōu)化結構方案、提高結構的整體穩(wěn)固性（避免承載力及剛度突變）； （2）荷載可按現(xiàn)行荷載規(guī)范的規(guī)定確定，也可按使用功能和后續(xù)使用年限作適當的調整； 應根據檢測、評定的結果確定既有結構的設計參數； （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；結構后加部分的材料性能應按本規(guī)范第4章的規(guī)定確定； （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）設計時應考慮既有結構的承載歷史及施工狀態(tài)的影響（既有結構與后加部分可按二階段成形的疊合構件進行設計）； 既有結構與后加部分之間應采取可靠的連接構造措施。 避免只考慮局部處理的片面做法，本規(guī)范強調既有結構加強整體穩(wěn)固性的原則，適用的范圍更為廣泛和系統(tǒng)。應避免由于僅對局部進行加固引起結構承載力或剛度的突變。 設計應考慮既有結構的現(xiàn)狀，通過檢測分析確定既有部分的材料強度和幾何參數，并盡量利用原設計的規(guī)定值。結構后加部分則完全按本規(guī)范的規(guī)定取值。應注意新舊材料結構間的可靠連接，并反映既有結構的承載歷史以及施工支撐卸載狀態(tài)對內力分配的影響。,（二）材料性能 4.1 混凝土 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。 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；采用強度級別400MPa及以上的鋼筋時，混凝土強度等級不應低于C25。 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。 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。, 由于粉煤灰等礦物摻合料在水泥及混凝土中的大量應用，以及近年混凝土工程發(fā)展的實際情況，確定混凝土立方體抗壓強度標準值的試驗齡期可由設計根據具體情況適當延長（如60d或90d等）。 為提高材料的利用效率，工程中應用的混凝土強度等級宜適當提高。C15級的低強混凝土僅限用于素混凝土結構，配筋混凝土結構的混凝土強度等級也稍有提高。 本次修訂刪除原規(guī)范中的注，本規(guī)范不適用于如山砂混凝土及高爐礦渣混凝土，其應符合專門標準的規(guī)定。 增加了進行混凝土間接作用計算所需的基本熱工參數。包括線膨脹系數、導熱系數和比熱容，數據引自水工混凝土結構設計規(guī)范DL/T 5057的規(guī)定，并作了適當簡化。,4.2 鋼筋 增加500MPa級的熱軋帶肋鋼筋，推廣400MPa、500MPa級鋼筋，限制335MPa級鋼筋，用300MPa級光圓鋼筋取代235MPa級光圓鋼筋。在過渡期及對既有結構進行設計時，235MPa級設計值按原規(guī)范取值。 （1） 熱軋鋼筋的品種及牌號（不再標出化學成分）,普通鋼筋強度標準值,（2）鋼筋的強度設計值和伸長率,2.熱軋鋼筋強度設計值,普通鋼筋強度設計值（N/mm2）,抗拉強度設計值,抗壓強度設計值,普通鋼筋及預應力筋在最大力下的總伸長率限值,注：有較高抗震性能要求的普通熱軋帶肋鋼筋 HRB400E、HRBF400E、 HRB500E、HRBF500E等， gt不小于9.0%。,長期以來，我國熱軋帶肋鋼筋的品種主要是添加釩、鈦等合金元素的普通低合金鋼，由于鋼筋用量巨大，近年來已造成釩、鈦等低合金資源資緊張，價格眀顯上漲，對熱軋鋼筋的生產和應用帶來不利影響。 細晶粒熱軋帶肋鋼筋是我國冶金行業(yè)研究開發(fā)的新型熱軋鋼筋，這種鋼筋生產過程中不需要添加或只需添加很少的釩、鈦等合金元素，而是在熱軋過程中，通過控軋和控冷工藝軋制成的帶肋鋼筋，其金相組織主要是鐵素體加珠光體，晶粒度不粗于9級。細晶粒熱軋帶肋鋼筋的外形與普通低合金熱軋帶肋鋼筋相同，其強度和延性完全滿足混凝土結構對鋼筋性能的要求。 用細晶粒熱軋帶肋鋼筋代替我國目前大量使用的普通低合金熱軋鋼筋可節(jié)約國家寶貴的釩、鈦等合金元素資源，降低碳當量和鋼筋的價格，社會效益和經濟效益均十分顯著。,附：鋼筋牌號的鑒別方法,產品規(guī)格為18,生產廠廠標,“4”代表HRB400,帶肋鋼筋表面的標志,(a)普通熱軋鋼筋（HRB) (b)細晶粒熱軋鋼筋 （HRBF） (C)余熱處理鋼筋（RRB） 鋼筋品牌的判斷,根據金相組織觀感的不同，判斷鋼筋的品牌,（3）鋼筋最大力下的總伸率（均勻伸長率） 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?。徊煌瑯司嚅L度l0得到的結果不一致；忽略了鋼筋的彈性變形，不能反映鋼筋受力時的總體變形能力；容易產生人為誤差。 最大力下的總伸長率（均勻伸長率）dgt （Agt）,500MPa級鋼筋外形及拉伸試驗,d=25mm 500MPa鋼筋 d=8mm 500MPa鋼筋, 500MPa級鋼筋試點工程 并筋,（三）結構分析（第5章） 在所有的情況下均應對結構的整體進行分析。結構中的重要部位、形狀突變部位以及內力和變形有異常變化的部分(例如較大孔洞周圍、節(jié)點及其附近、支座和集中荷載附近等)，必要時應另作更詳細的局部分析。 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。, 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。 彈性分析方法是最基本和最成熟的結構分析方法，也是其它分析方法的基礎和特例。它適用于分析一般結構。大部分混凝土結構的設計均基于此法。 考慮塑性內力重分布的分析方法可用于超靜定混凝土結構設計。具有充分發(fā)揮結構潛力，節(jié)約材料，簡化設計和方便施工等優(yōu)點。但應注意到，抗彎能力調低部位的變形和裂縫可能相應增大。 彈塑性分析方法可進行結構受力全過程分析，但這種分析方法比較復雜，計算工作量大，主要用于重要、復雜結構工程的分析和罕遇地震作用下的結構分析。,塑性極限分析方法主要用于周邊有梁或墻支承的雙向板設計。 結構或其部分的體形不規(guī)則和受力狀態(tài)復雜，又無恰當的簡化分析方法時，可采用試驗分析的方法。例如剪力墻及其孔洞周圍，框架和桁架的主要節(jié)點，構件的疲勞，受力狀態(tài)復雜的水壩等。 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)有效翼緣計算寬度可按下表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。 當采用梁剛度放大系數法時，應考慮各梁截面尺寸大小 的差異，以及各樓層樓板厚度的差異。采用T形截面通過計算考慮樓板的剛度貢獻，相對比較合理。,受彎構件受壓區(qū)有效翼緣計算寬度,間接作用分析 （1）當混凝土的收縮、徐變以及溫度變化等間接作用在結構中產生的作用效應可能危及結構的安全或正常使用時，宜進行間接作用分析，并應采取相應的構造措施和施工措施。 （2）混凝土結構進行間接作用分析，可采用彈塑性分析方法；也可考慮裂縫和徐變對構件剛度的影響，按彈性分析方法近似計算。 大體積混凝土結構、超長混凝土結構等約束積累較大的超靜定結構，在間接作用下的裂縫問題比較突出，宜對結構進行間接作用效應分析。對于允許出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土結構構件，應考慮裂縫的開展使構件剛度降低的影響，以減少作用效應計算的失真。 間接作用效應分析可采用彈塑性分析方法，也可采用簡化的彈性分析方法，但計算時應考慮混凝土的徐變及混凝土的開裂引起的應力松弛和重分布。,（四）承載力計算（第6章） 1.斜截面受剪承載力 acv截面混凝土受剪承載力系數，對于一般受彎構件取acv =0.7；對集中荷載作用下（包括作用有多種荷載，其中集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產生的剪力值占總剪力的75%以上的情況）的獨立梁，取acv= 1.75/1+l。 集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產生的剪力值占總剪力值的75%左右時，如果分別按兩種情況進行計算結果，其配箍率卻有著很大的差異。 采用新規(guī)范后配箍有所增加。,2. 受沖切承載力計算 02版規(guī)范的受沖切承載力計算公式，形式簡單，計算方便，但與國外規(guī)范進行對比，在多數情況下略顯保守，且考慮因素不夠全面。根據不配置箍筋或彎起鋼筋的鋼筋混凝土板的試驗資料的分析，參考國內外有關規(guī)范，本次修保留了02版規(guī)范的公式形式，僅將公式中的系數0.15提高到0.25。 10版規(guī)范： 02版規(guī)范：,3.受壓構件 混凝土結構與桿件中的二階效應 結構側移二階效應（P-D 效應） 由重力在產生了側移的結構中形成的整體二階效應，也稱 “重力二階效應”（由結構分析解決）。,結構側移二階效應, 桿件撓曲二階效應(p-d 效應) 由軸壓力在桿件自身撓曲后引起的局部二階效應。通常效應起控制作用僅在少數偏壓構件中形成，反彎點不在柱高范圍內的較細長偏心壓桿則有可能屬于這類情況。,桿件撓曲二階效應, 彎矩作用平面內截面對稱的偏心受壓構件，當同一主軸方向的桿端彎矩比M1/M2不大于0.9且設計軸壓比不大于0.9時，若構件的長細比滿足下式要求時，可不考慮軸向壓力在該方向撓曲桿件中產生的附加彎矩影響；否則應按截面的兩個主軸方向分別考慮軸向壓力在撓曲桿件中產生的附加彎矩影響。 M1、M2分別為偏心受壓構件兩端截面按結構分析確定的對同一主軸的組合彎矩設計值，絕對值較大端為M2 ，絕對值較小端為M1 ，當構件按單曲率彎曲時，取正值，否則取負值 l c構件的計算長度，可近似取偏心受壓構件相應主軸方向上下支撐點之間的距離； i偏心方向的截面回轉半徑。,軸向壓力在撓曲桿件中產生的二階效應（效應）是偏壓桿件中由軸向壓力在產生了撓曲變形的桿件內引起的曲率和彎矩增量。在例如結構中常見的反彎點位于柱高中部的偏壓構件中，這種二階效應雖能增大構件除兩端區(qū)域外各截面的曲率和彎矩，但增大后的彎矩通常不可能超過柱兩端控制截面的彎矩。因此，在這種情況下，效應不會對桿件截面的偏心受壓承載能力產生不利影響。但是，在反彎點不在桿件高度范圍內（即沿桿件長度均為同號彎矩）的較細長且軸壓比偏大的偏壓構件中，經效應增大后的桿件中部彎矩有可能超過柱端控制截面的彎矩。此時，就必須在截面設計中考慮效應的附加影響。因后一種情況在工程中較少出現(xiàn)，為了不對各個偏壓構件逐一進行驗算，本條給出了可以不考慮效應的條件。, 考慮軸向壓力在撓曲桿件中產生的二階效應后控制截面彎矩設計值應按下列公式計算： Cm構件端截面偏心距調節(jié)系數，當小于0.7時取0.7； hns彎矩增大系數； N 與彎矩設計值M2相應的軸向壓力設計值；,（五）正常使用極限狀態(tài)計算（第7章） 1.裂縫控制驗算 鋼筋混凝土和預應力混凝土構件，應按規(guī)定進行受拉邊緣應力或正截面裂縫寬度驗算： （1）一級裂縫控制等級構件，在荷載標準組合下，受拉邊緣應力應符合下列規(guī)定： （2）二級裂縫控制等級構件，在荷載標準組合下，受拉邊緣應力應符合下列規(guī)定（適當放松）： 取消02版規(guī)范：,（3）三級裂縫控制等級時，鋼筋混凝土構件的最大裂縫寬度可按荷載準永久組合并考慮長期作用影響的效應計算，預應力混凝土構件的最大裂縫寬度可按荷載標準組合并考慮長期作用影響的效應計算。最大裂縫寬度應符合下列規(guī)定： 對環(huán)境類別為二a類的預應力混凝土構件，在荷載準永久組合下，受拉邊緣應力尚應符合下列規(guī)定： 按概率統(tǒng)計的觀點，符合拉應力控制公式情況下，并不意味著構件絕對不會出現(xiàn)裂縫；同樣，符合裂縫寬度控制公式的情況下，構件由荷載作用而產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。,結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度的限值（mm）,矩形、T形、倒T形和I形截面的鋼筋混凝土受拉、受彎和偏心受壓構件及預應力混凝土軸心受拉和受彎構件中，按荷載標準組合或準永久組合并考慮長期作用影響的最大裂縫寬度可按下列公式計算：,（1）采用荷載標準組合時 （2）采用荷載準永久組合時,構件受力特征系數,2.受彎構件撓度驗算,最大裂縫寬度分析,（六）構造要求（第8章） 1.最外層鋼筋混凝土保護層厚度,混凝土保護層的最小厚度c（mm）,注：1.混凝土強度等級不大于C25時，表中保護層厚度數值應增加5mm； 2.鋼筋混凝土基礎宜設置混凝土墊層，其受力鋼筋的混凝土保護層厚度應從墊層頂面算起，且不應小于40mm。, 當有充分依據并采取下列有效措施時，可適當減小混凝土保護層的厚度 （1）構件表面有可靠的防護層； （2）采用工廠化生產的預制構件； （3）在混凝土中摻加阻銹劑或采用陰極保護處理等防銹措施； （4）當對地下室墻體采取可靠的建筑防水做法或防腐措施時，與土壤接觸一側鋼筋的保護層厚度可適當減少，但不應小于25mm 當梁、柱、墻中縱向受力鋼筋的保護層厚度大于50mm時，宜對保護層采取有效的構造措施?？稍诒Ｗo層內配置防裂、防剝落的焊接鋼筋網片，網片鋼筋的保護層厚度不應小于25mm，并應采取有效的絕緣、定位措施。,2.鋼筋的錨固 （1）基本錨固長度 普通鋼筋 預應力筋 lab受拉鋼筋的基本錨固長度； ft -混凝土軸心抗拉強度設計值，當混凝土強度等級高于C60時，按C60取值； a -錨固鋼筋的外形系數。,（2）受拉鋼筋的錨固長度 la受拉鋼筋的錨固長度； za錨固長度修正系數，按下面規(guī)定取用，當多于一項時，可以連乘計算。經修正的錨固長度不應小于基本錨固長度的0.6倍且不小于200mm。 當帶肋鋼筋的公稱直徑大于25mm時取1.10；對環(huán)氧涂層鋼筋取1.25；施工過程中易受擾動的鋼筋取1.10； 錨固區(qū)保護層厚度為3d時修正系數可取0.80，保護層厚度為5d時修正系數可取0.70，中間按內插取值； 當縱向受拉普通鋼筋末端采用鋼筋彎鉤或機械錨固措施時，包括彎鉤或錨固端頭在內的錨固長度（投影長度）可取為基本錨固長度lab的0.6倍。,鋼筋彎鉤和機械錨固的形式和技術要求,注：1.錨板或錨頭的承壓凈面積應不小于錨固鋼筋計算截面積的4倍； 2.螺栓錨頭產品的規(guī)格、尺寸應滿足螺紋連接的要求，并應符合 相關標準的要求； 3.螺栓錨頭和焊接錨板的間距不大于3d時，宜考慮群錨效應對錨固的不利影響； 4.截面角部的彎鉤和一側貼焊錨筋的布筋方向宜向內偏置。,采用鋼筋端頭套端頭加套筒、端頭彎鉤、端頭一側焊短鋼筋、端頭二側焊短鋼筋以及端頭焊錨板(錨板面積為鋼筋截面面積4倍左右)五種機械錨固方式?；炷亮⒎襟w強度fcu=42.779.7N/mm2，鋼筋直徑12mm、16mm和25mm，相對錨固長度la/d =1025，相對保護層厚度c/d =13.7，部分試件配有橫向箍筋，配筋率rsv =0.43%0.88%。,機械錨固形式,試件和試驗裝置示意圖,試驗現(xiàn)象和破壞形態(tài),混凝土劈裂破壞,(1)端頭套筒,(2)端頭彎鉤,(3)一側焊短筋,(4)二側焊短筋,(5)端頭焊錨板,3.縱向受力鋼筋的最小配筋率,縱向受力鋼筋的最小配筋百分率min (%),注：1.受壓構件全部縱向鋼筋最小配筋百分率，當采用C60及 以上強度等級的混凝土時，應按表中規(guī)定增加0.10； 2.板類受彎構件（不包括懸臂板）的受拉鋼筋，當采用強度級別400N/mm2、500 N/mm2的鋼筋時，其最小配筋百分率應允許采用0.15和45f t /fv中的較大值。,受壓構件最小配筋率（混凝土規(guī)范）,受壓構件最小配筋率（抗震規(guī)范）,（一）辦公樓（框架結構） 1工程概況 某學校辦公樓，地上五層，層高3.9米，建筑總高度19.950米，建筑面積4800m2。全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架，鋼筋混凝土柱下獨立基礎，天然地基，基礎形式為柱下條形基礎。 2規(guī)范修訂對設計條件的影響 （1）地震作用效應；原規(guī)范設計抗震設防烈度8度（河南湯陰），設計基本地震加速度值0.20g，設計地震分組為第一組，建筑場地類別II類；抗震設防類別為標準設防類，抗震等級為二級。新規(guī)范設計抗震設防烈度仍為8度，設計基本地震加速度值仍為0.20g，抗震設防類別及抗震等級也未變，但設計地震分組改為第二組，地震作用效應有所增大。,四.工程試設計及鋼筋用量比較,表1 新老規(guī)范柱端彎矩增大系數對比,表2 框架柱基本抗震構造措施變化對比,3. 設計工況及結構分析結果,工況：按02版規(guī)范計算，程序為2010年08月版本，梁、柱主筋HRB400級，梁、柱箍筋HPB235級鋼筋，樓板采用HRB400級鋼筋，混凝土均為C30。 工況：按修訂規(guī)范送審稿計算，梁、柱主筋HRB400級，梁、柱箍筋HRB400級鋼筋，樓板采用HRB400級鋼筋，混凝土均為C30。,表3 樓板計算結果比較,表4 框架梁計算比較,表5 框架柱計算比較,（二）住宅樓（剪力墻結構） 1. 工程概況 鄭州某住宅樓，地下一層，地上三