gb50010-2010混凝土结构设计规范.pdf
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YS≤R R=R(f..f..)/r
3.4正常使用极限状态验加
3.4.1混凝主结构构件应根据其使用功能及外观要求,进行正常使用极限状态的 验算。 混凝土结构构件正带使用极限状态的验算应包括下列内容: 1对需要控制变形的构件,应进行变形验算; 2对使用上限制出现裂缝的构件,应进行混凝土拉应力验算: 3对允许出现裂缝的构件,应进行受力裂缝宽度验算: 4对有舒适度要求的楼盖结构,应进行竖向自振频率验算。 3.4.2对于正常使用极限状态吊环标准,结构构件应应分别按荷载的准永久组合、标准组 合、准永久组合并考长期作用的影响或标准组合并考虑长期作用的影响,采用 下列极限状态设计表达式进行验算:
式中S一正常使用极限状态的荷载组合效应值
C一一结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应力、裂维宽度和自振频 率等的限值。 3.4.3钢筋混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的准永久组合,预应力混凝土受 弯构件的最大挠度应按荷载的标准组合,并均考虑荷载长期作用的影响进行计 算,其计算值不应超过表3.4.3规定的挠度限值。
表3.4.3受变构件的挠度限值
注:1表中6为构件的计算跨度:计算悬臂构件的挠度限值时,其计算跨度1。按实际悬
臂长度的2倍取用: 2表中括号内的数值适用于使用上对挑度有较高要求的构件: 3如果构件制作时预先起拱,且使用上也允许,则在验算挠度时,可将计算所得的 挑度值减去起拱值:对预应力混凝土构件,尚可减去预加力所产生的反拱值: 4构件制作时的起拱值和预加力所产生的反拱值,不宜超过构件在相应荷载组合作 用下的计算挑度值: 5当构件对使用功能和外观有较高要求时,设计可对挑度限值适当加严。 3.4.4结构构件正截面的受力裂缝控制等级分为三级。在直接作用下,结构构件 的裂缝控制等级划分及要求应符合下列规定: 一级一一严格要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边 缘混凝土不应产生拉应力。 二级一一一般要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边 缘混凝土拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值。 三级一一充许出现裂缝的构件:对钢筋混凝构件,按荷载准永久组合并考 虑长期作用影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过本规范表3.4.5规定的最 大裂缝宽度限值。对预应力混凝土构件,按荷载标准组合并考患长期作用的影响 计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过本规范第3.4.5条规定的最大裂缝宽度限 值;对二a类环境的预应力混凝土构件,尚应按荷载准永久组合计算,构件受拉 边缘混凝土的拉应力不应大于混凝土的抗拉强度标准值。
注:预应力混凝土结构构件的荷载组合应包括预应力作用。 3.4.5结构构件应根据结构类型和本规范第3.5.2条规定的环境类别,按表3.4.5
结构构件的裂缝控制等级及量大裂绩宽度的限值(m
注:1表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝、钢绞线 及预应力螺纹钢筋的预应力混凝土构件:当采用其他类别的钢丝或钢筋时,其 裂缝控制要求可按专门标准确定: 2对处于年平均相对湿度小于60%地区一级环境下的受弯构件,其最大裂缝宽度 限值可采用括号内的数值: 3在一类环境下,对钢筋混凝王屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁,其最大裂 缝宽度限值应取为0.20mm:对钢筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂缝宽度限值 应取为0.30mm 4在一类环境下,对预应力混凝王屋架、托架及双向板体系,应按二级裂缝控制 等级进行验算:对类环境下的预应力混凝土屋面梁、托梁、单向板,按表中 二a级环境的要求进行验算:在一类和二类环境下的需作疲劳验算的预应力混凝 土吊车梁,应按级裂缝控制等级进行验算: 6表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正 截面的验算:预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合本规范第7章的 要求: 7对于烟肉、筒仓和处于液体压力下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标 准的有关规定: 8对于处于四、五类环境下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关 规定。 9混凝土保护层厚度较大的构件,可根据实践经验对表中最大裂缝宽度限值适当 放宽。 3.4.6对大跨度混凝土楼盖结构应进行竖向自振频率验算,其自振频率宜符合下 列要求: 1住宅和公寓不宜低于5Hz: 2办公楼和旅馆不宜低于4Hz; 3大跨度公共建筑不宣3Hz; 4工业建筑及有特殊要求的建筑应根据使用功能提出要求。
3.5.1混凝土结构应根据设计使用年限和环 境类别进行耐久性设计,久性设计 包括下列内容: 1确定结构所处的环境类别: 2提出材料的耐久性质量要求; 3确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度: 4满足耐久性要求相应的技术措施; 5在不利的环境条件下应采取的防护措施 6提出结构使用阶段检测与维护的要求。 注:对临时性的混凝土结构,可不考患混凝主的耐久性要求。 3.5.2混凝土结构的环境类别划分应符合表3.5.2的要求。
表3.5.2 混凝土结构的环域类别
2严寒和寒冷地区的划分应符合国家现行标准民用建筑热工设计规范》GB50176 的有关规定: 3海岸环境和海风环境宜根据当地情况,考虑主导风向及结构所处迎风、背风部 位等因素的影响,由调查研究和工程经验确定: 4受除冰盐影响环境为受到除冰盐盐雾影响的环境:受除冰盐作用环境指被除冰 盐落液激射的环境以及使用除冰盐地区的洗车房、停车楼等建筑。 3设计使用年限为50年的混凝土结构,其混凝土材料宜符合表3.5.3的规定。
表3.5.3结构湿凝土材料的耐久性基本更求
注:1氟离子含量系指其占胶凝材料总量的百分比:
2预应力构件混凝土中的最大氟离子含量为0.05%:最低混凝土强度等级应按表 中的规定提高两个等级: 3素混凝土构件的水胶比及最低强度等级的要求可适当放松: 4有可靠工程经验时,二类环境中的最低混凝土强度等级可降低一个等级 5处于严寒和寒冷地区二b、三a类环境中的混凝土应使用引气剂,并可采用括 号中的有关参数: 6当使用非碱活性骨料时,对混凝土中的碱含虽可不作限制。 3.5.4一类环境中,设计使用年限为100年的混凝土结构应符合下列规定: 1钢筋混凝土结构的最低强度等级为C30;预应力混凝土结构的最低强度 等级为C40 2混凝土中的最大氧离子含量为0.05%: 3宜使用非碱活性骨料,当使用碱活性骨料时,混凝土中的最大碱含量为 3.0kg/m; 4混凝土保护层厚度应按本规范第8.2.1条的规定增加40%;当采取有效 的表面防护措施时,混凝土保护层厚度可适当减小。 5在设计使用年限内,应建立定期检测、维修的制度。 3.5.5二、三类环境中,设计使用年限100年的混凝土结构应采取专门的有效措 施,
3.6防连续倒场设计原则
3.6.1混凝土结构宜按下列要求进行防连续倒塌的概念设计: 1采取减小偶然作用效应的措施: 2采取使重要构件及关键传力部位避免直接遭受偶然作用的措施: 3在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加余约束,布置备用传力途径: 4增强重要构件及关键传力部位、疏散通道及避难空间结构的承载力和变 形性能; 5配置贯通水平、竖向构件的钢筋,采取有效的连接措施并与周边构件可 靠地铺固:
3.7既有结构设计的原则
3.7.1为既有结构延长使用年限、安全复核、改变用途、改建、扩建或加固修复 等,应对其进行评定、验算或重新设计。 3.7.2对既有结构的评定、验算或重新设计应符合下列原则: 1应按现行国家标准工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的要求, 进行安全性、适用性、耐久性及抗灾害能力的评定。 2应根据评定结果、使用要求和后续使用年限确定既有结构的设计方案。 3对既有结构进行安全复核、改变用途或延长使用年限而进行承载能力极 限状态的验算时,宜符合本规范的规定。 4对既有结构进行改建、扩建或加固改造而重新设计时,承载能力极限状 态的计算应符合本规范和相关标准的规定。 5既有结构的正常使用极限状态验算及构造要求宜符合本规范的规定。 6必要时可对使用功能作相应的调整,提出限制使用的要求。 3.7.3既有结构的重新设计应符合下列规定:
1080 1230 1380 1570 5 光面 $ 1640 1860 消除应力铜丝 7 1380 1570 螺旋肋 ! 1290 1470 9 1380 1570 1410 1570 1x3 8.6,10.8, 1670 1860 (三股) 12.9 1760 1960 钢绞线 1540 1720 $ 9.5,12.7、 1670 1860 1×7 15.2,17.8 (七股) 1760 1960 1590 1770 21.6 1670 1860
4.2.4普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率应不小于表4.2.4的规定的 数值。
2.4普通钢筋及预应力筋在量大力下的总伸长率限值
注:必要时可采用实测的弹性模量。
素4.2.5钢筋的弹性模量(x10N/mm)
按表中数值乘以系数0.80取用。 预应力筋疲劳应力比值p,应按下列公式计算:
预应力筋疲劳应力比值,应按下列公式计算
当有充分依据时,可对表中规定的疲劳应力幅限值作
构件中的钢筋可采用并筋的配置形式。直径28mm及以下的钢筋并筋数量不 应超过3根;直接32mm的钢筋并筋数量宜为2根;直径36mm及以上的钢筋 不应采用并筋。 并筋应按单根等效钢筋进行计算,等效钢筋的等效直径应按截面面积相等的 原则换算确定。 4.2.8当进行钢筋代换时,除应符合设计要求的构件承载力、最大力下的总仲长
率、裂缝宽度验算以及抗震规定以外,尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层 厚度、钢筋错固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。 4.2.9当构件中采用预制的钢筋焊接网片或钢筋骨架配筋时,应符合国家现行有 关标准的规定。 4.2.10各种公称直径的普通钢筋、预应力筋的公称截面面积及理论重量应按附录 A采用。
造格式的:项目符号和编号
3.4.11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; 2塑性内力重分布分析方法: 3弹塑性分析方法: 4塑性极限分析方法: 5试验分析方法。 带格式的:项日符号和编号 3.4.12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。 应对分析结果进行判断和校核,在确认其合理、有效后方可应用于工程设计。
3.4.11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; 2塑性内力重分布分析方法: 3弹塑性分析方法: 4塑性极限分析方法: 5试验分析方法。 帮格式的:项目特号和编号 3.4.12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。 应对分析结果进行判断和校核,在确认其合理、有效后方可应用于工程设计。
5.2.1混凝土结构宣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。 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 5.2.2混凝土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 维构件的中轴面宣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染、柱等杆件的计算跨度或计算高度可接其两端支承长度的中心距或净 钜确定,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。 5.2.3进行结构整体分析时,对手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。 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b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染梁截 面尺寸的相对比例确定。
构件受压区有效量维计
注:!表中b为梁的胶板厚度
2肋形染在染跨内设有间距小于纵肋间距的横肋时,可不考患表中情况3的规定: 3加的T形、I形和倒L形截面,当受压区加腋的高度h不小于成且加的长 度bh不大于3时,其翼缘计算宽度可按表中情况3的规定分别增加2勺(T形 I形截面)和h(倒L形截面): 4独立染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装裂缝时,其计 算宽度应取腹板宽度b。 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。
3.2.5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。 3.2.6结构构件的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:
3.2.5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。 3.2.6结构构件的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:
造格式的:项目符号和编号
5.4塑性内力重分布分析
5.6.1对不承受多次重复荷载作用的混凝土结构,当有足够的塑性变形能力时, 可采用塑性极限理论的分析方法进行结构的承载力计算,同时应满足正常使用的 要求。 5.6.2整体结构的塑性极限分析计算应符合下列规定: 1对可预测结构破坏机制的情况,结构的极限承载力可根据设定的结构塑 性届服机制,采用塑性极限理论进行分析: 2对难于预测结构破坏机制的情况,结构的极限承载力可采用静力或动力
弹塑性分析方法确定; 3对直接承受偶然作用的结构构件或部位,应根据偶然作用的动力特征考 虑其动力效应的影响。 5.6.3承受均布荷载的周边支承的双向矩形板,可采用塑性铰线法或条带法等塑 性极限分析方法进行承载能力极限状态的分析与设计。当边界支承位移对板的内 力及破坏状态有较大影响时,宜考虑边界支承的竖向不均匀变形的影响。
4.1.9当混凝土的收缩、徐变以及温度变化等间接作用在结构中产生的作用效应 可能危及结构的安全或正常使用时,宜进行间接作用分析,并应采取相应的构造 措施和施工措施。 4.1.10混凝土结构进行间接作用分析,可采用本规范第5.5节的弹塑性分析方 法:也可考虑裂缝和徐变对构件刚度的影响,按弹性分析方法近似计算。
素混凝土结构构件设计应符合本规范附录D的规定。 深受弯构件、牛腿、叠合式构件的承载力计算应符合本规范第9章的有关规 定。 3.5.8 对于二维或三维非杆系结构构件,当按弹性分析方法得到构件的应力设 计值分布后,可按主拉应力设计值的合力在配筋方向的投影确定配筋量、接主 拉应力的分布确定钢筋布置,并应符合相应的构造要求;混凝土受压应力设计 值不应大于其抗压强度设计值,受压钢筋可按构造要求配置。当混凝土处于多 轴受压状态时,其抗压强度设计值可按本规范附录C.4的有关规定确定。 8.5.9 采用非线性分析方法校核、验算混凝土结构、结构构件的承载能力极限
状态时,应符合下列规定: 1应根据设计状况和性能设计目标确定混凝土和钢筋的强度取值; 2钢筋应力不应大于钢筋的强度取值: 3混凝土应力不应大于混凝土的强度取值,多轴应力状态混凝土强度验算 可按本规范附录C.4的有关规定进行。
正截面承载力应按下列基本假定进行计算: 截面应变保持平面: 2不考虑混凝土的抗拉强度: 3混凝土受压的应力与应变关系按下列规定取用: 当,≤6,时
6.2正载面承载力计算
(I)正裁面承载力计算的一般规定
(I)正裁面承载力计算的一般规定
计算的值大于0.0033时,取为0.0033;当处于轴心受压时取为% fu——混凝土立方体抗压强度标准值,按本规范第4.1.1条确定; n一一系数,当计算的n值大于2.0时,取为2.0。 纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01: 纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积,但其值应符合下列要 求
M2 的要求,可不考虑轴向压力在该方向挑曲杆件中产生的附加弯矩影响;否则应 根据本规范第6.2.4条的规定,按截面的两个主轴方向分别考虑轴向压力在挠曲 杆件中产生的附加弯矩影响。
4,一分别为偏心受压构件两端截面按结构分析确定的对同一主 轴的组合弯矩设计值,绝对值较大端为M,,绝对值较小端 为M,,当构件按单曲率弯曲时,M,/M,取正值,否则取 负值; 构件的计算长度,可近似取偏心受压构件相应主轴方向上 下支撑点之间的距离: 偏心方向的截面回转半径
构件,考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面弯矩设计值应按 下列公式计算:
M=C..M, M2 N
当C.m小于1.0时取1.0:对剪力墙肢类及核心筒墙肢类构件,可取C.n等 于1.0。 式中:C——构件端截面偏心距调节系数,当小于0.7时取0.7; n一弯矩增大系数; N一与弯矩设计值M2相应的轴向压力设计值: e.一—附加偏心距,按6.2.5条规定确定; 5。截面曲率修正系数,当计算值大于1.0时取1.0: h一截面高度:对环形截面,取外直径:对圆形截面,取直径: h截面有效高度;对环形截面,取h。=+:对圆形截面,取 ha=产+r;此处,r、和按本规范附录E第E.0.3条和第E.0.4 条计算; 构件截面面积。
.2.5 偏心受压构件的正截面承载力计算时,应计入轴同压力在偏心方向存在 的附加偏心距ea,其值应取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较 大值。 6.2.6受弯构件、偏心受力构件正截面承载力计算时,受压区混凝土的应力图 形可简化为等效的矩形应力图。 矩形应力图的受压区高度x可取截面应变保持平面的假定所确定的中和轴 高度乘以系数β。当混凝土强度等级不超过C50时,β取为0.80,当混凝土强 度等级为C80时,β,取为0.74,其间按线性内插法确定。 矩形应力图的应力值可由混凝土轴心抗压强度设计值于。乘以系数α确定。 当混凝土强度等级不超过C50时,α,取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α 取为0.94,其间按线性内插法确定。 5.2.7 纵向受拉钢筋届服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高 度应按下列公式计算:
6.2.7纵向受拉钢筋届服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高
安全阀标准钢筋混凝土构件 有届服点普通钢筋
B = J Ea E,c
β一一系数,按本规范第6.2.6条的规定计算。 注:当截面受拉区内配置有不同种类或不同预应力值的钢筋时,受弯构件的相对界 限受压区高度应分别计算,并取其较小值。 5.2.8 纵向钢筋应力应按下列规定确定:
纵向钢筋应力宜按下列公式计算: 普通钢筋
Ou=Eea(Bhr)
2纵向钢筋应力也可按下列近似公式计算: 普通钢筋
正载面受弯承载力计
(IⅢI)正截面受压承载力计算
6.2.15钢筋混凝土轴心受压构件园林造价,当配置的箍筋符合本规范第9.3节的规定时, 其正截面受压承载力应符合下列规定(图6.2.15):
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