GB50010-2002 新编混凝土结构设计规范.pdf
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1、新编混凝土结构设计规范 GB50010-2002 简介 周 氐 河海大学 一修订过程与原则 1 修订过程 新规范修订历时 4 年1997-2001 召开了全体修订组会议 7 次 各类专题研讨会 67 次 经历了初稿征求意见稿共征求 116 个单 位征得意见 1089 条送审稿试设计全国 审查会2000 年 11 月对审查意见专题讨论 第二次送审稿反馈意见 426 条报批稿 2002 年 2 月 20 建设部批准发布新规范 2002 年 4 月 1 日实施原规范 GBJ10-89 在 2002 年 12 月 31 日废止 新规范共 11 章454 条7 个附录 其中强制性条文 17 条占 3.7
2、% 主编中国建筑科学研究院 参编17 个 修订组成员27 人另 5 人列席 2 背景与修订原则 我国现有 5 本混凝土结构设计规范 建工GBJ10-89 水工SL/T191-96 港工JTJ267-98 铁路桥涵TB100023-99 公路桥涵JTJ023- 面临建筑市场化打破部门垄断 面临高校改革成立大土木工程专业要求设计 规范尽可能统一 加入 WTO要求规范尽可能与国际接轨 修订原则 *国内统一 *国际接轨 *补充完善 *安全高强 无粘结预应力混凝土结构由专门规程作出规 定 3 试设计 由北京五家大设计院对高层多层厂房砖混 等八个结构进行了试设计 1.单按新荷载规范设计 住宅 办公室楼面活
3、载 1.5kN/m22.0kN/m2 厨房 厕所等楼面活载 2.0kN/m22.5kN/m2 风雪荷载 30 年一遇50 年一遇 对永久荷载效应控制的组合 G 由1.201.35 民用板梁用钢量+78% 工业楼板用钢量+6% 2.按新荷载规范及新混凝土规范设计按新荷载规范及新混凝土规范设计 总用钢量增加 10%按规范最终文本增加 1015% 成本上浮 5% 4 强制性条文 2000 年 1 月国务院发布国务院 279 号令建 设工程质量管理条例 现行建筑行业强制性规范有 750 本15 万条 2001 年 3 月编制工程建设标准强制性条文 约 1500 条 新规范的强制性条文共 17 条 未经
4、技术鉴定或设计许可不得改变结构用途 和环境 1 结构安全等级 1 材料强度标准值及设计值 4 预应力分项系数 1 保护层厚度 1 最小配筋率 1 锚筋吊环 2 抗震 6 今后趋势建筑法规技术性规范企业标准 二基本设计规定 1 一般规定 新规范中的一般规定条文与原规范基本一致 新规范仍采用以概率理论为基础的极限状态设 计法 新增加条文 1未经技术鉴定或设计许可不得改变结构 的用途和使用环境 2明确设计使用年限由建筑结构可靠度设 计统一标准GB50068 确定一般建筑为 50 年 若建设单位提出更高要求也可按建设单位的要 求确定 3结构应具有整体稳定性结构的局部破坏 不应导致大范围倒塌 2 极限状
5、态 1.承载能力极度限状态计算规定 有关承载能力的条文与原规范基本相同 明确使用年限为 100 年的结构其重要性系数 0 不应小于 1.1 原规范中有关屋架托架及承受恒载为主的轴 压小偏压构件的安全等级应提高一级的规定取 消 原规范中有关预制构件施工阶段的安全等级可 降低一级的规定取消 承载能力极度限状态计算时荷载效应的基本 组合或偶然组合中的荷载应取为设计值 2 正常使用极限状态验算规定 原规范把荷载效应分为短期效应组合及长期效 应组合新规范改称为荷载效应的标准组合及准永 久组合其荷载分别取为标准值或准永久值 抗裂验算依据裂缝控制等级分别按荷载效应 的标准组合或准永久值组合验算裂缝宽度及挠
6、度验算则按标准组合并考虑长期作用影响进行 新规范的挠度限值与原规范全同 新规范的裂缝控制等级仍分为三级其中二级 的控制要求稍有放松 正常使用极限状态验算时材料强度取为标准 值 3 耐久性要求 1.耐久性问题的严重性 2.环境类别 环境类别条 件 一室内正常环境 二 a 室内潮湿环境露天的与无侵蚀性水土接触的环 境非寒冷地区 二 b露天的与无侵蚀性水土接触的环境寒冷地区 三 使用除冰盐的环境寒冷地区水位变动区滨海室 外环境 四海水环境 五侵蚀性物质影响环境 3 混凝土耐久性基本要求 设计使用年限=50 年 环境 类别 最大水 灰比 最小水泥用 量kg/m3 最低混凝 土等级 最大氯离子 含量%
7、最大碱含 量kg/m3 一0.65225C201.0不限制 二 a0.6250C250.33.0 二 b0.55275C300.23.0 三0.50300C300.13.0 设计使用年限为 100 年的耐久性要求 三类环境宜用环氧树脂涂层钢筋 四五类环境耐久性要求应符合有关标准 临时性建筑不考虑耐久性 4. 结构设计 滴水 不积水潮气散发 慎用薄肋型结构 保护层厚度 表面保护 三材料与材料强度 1 混凝土 1.混凝土强度等级cuk f 取消 C7.5C10增添 C65C70C75C80 2.强度标准值 a混凝土轴心抗压强度标准值 ck f 混凝土强度标准值仍按 95%保证率确定 由试验得知 c
8、ucc ff 1 = : 1c 当C50 时 76. 0 1 = c 当 C80 时 82. 0 1 = c 新规范对 C40 以上的混凝土计入脆性折减系 数2c 当C40 时2c =1.0当 C80 时2c =0.87 考虑试件与构件之差异取修正系数 0.88 故 cuccc ff 21 88. 0= 因 )645. 11 (= cck ff ; ()645. 11= cucuk ff 所以得 cukccck ff 21 88. 0= 由引得各强度等级时的 ck f 见下表 b混凝土轴心抗拉强度标准值 tk f 由试验得知 55. 0 395 . 0 cut ff = 同样考虑2c 及 0.
9、88, 故 55. 0 2 395. 088. 0 cuct ff= 代入 ()()645.11,645.11= cucukttk ffff 得 () 645.11 645.11 395.088.0 55.0 2 = cuk ctk f f () 45. 0 55. 0 2 645. 11395. 088. 0= cukctk ff 由此得 tk f值见下表 C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80 ck f10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.2 c f7.29.611.914
10、.316.719.121.123.125.327.529.731.833.835.9 tk f1.271.541.782.102.202.392.512.642.742.852.932.993.053.11 t f0.911.101.271.571.571.711.801.891.962.042.092.142.182.22 2.强度设计值 c tk t c ck c f f f f = = 混凝土材料强度材料强度分项系数 c 原规范取为 1.35新规范取为1.40由此得出c f 及t f 见上表 新规范取消了混凝土弯曲抗压强度cm f 3.混凝土弹性模量Ec 原规范弹模公式 cuk 5 .7
11、/f3422 10 + = c E 仍适用于高 强混凝土故新规范的 Ec值同原规范 4.混凝土疲劳强度设计值 c f c ff = t f t ff = 修正系数 可根据疲劳应力比值 由表查出其值同原规范 疲劳验算时用到的混凝土疲劳变形模量 f c E 也同原规范 = f c f c f c f c max min 2 钢 筋 1.过去钢筋品种存在的问题 1强度偏低 2规格不全 3冷轧带肋钢筋质量差 4冷拉冷拔钢筋延性低 5级钢筋推广慢 2.新规范中的钢筋 1钢筋混凝土用 HRB400 新级主导 d=650mm HRB335 级辅助 d=650mm HPB235 级辅助 d=820mm RRB
12、400 余热处理钢筋 d=850mm 强度标准值 yk f 与冶标一致,分 400335235三档 强度设计值 s yk y f f = 10. 1= s 原规范级钢 08. 1= s 2预应力混凝土用 钢绞线 13 s 9 .126 . 8= g d mm 17 2 .155 . 9= g d mm 钢丝 光面 p 94=d mm 螺旋肋 H 94=d mm 刻痕 I d =57mm 热处理钢筋 HT d =68.210mm 强度标准值 ptk f 是以抗拉强度 b 为准的并具 有 95%以上的保证率冶标有 147015701670 172017701860N/mm2等规格分别对应于 不同的
13、直径 强度设计值 s b s p py f 85.0 2.0, = 原规范用 0.80b 钢筋强度分项系数 s =1.20 新规范未示列入冷加工钢筋取消了热轧级 钢筋 3. 钢筋弹性模量Es 基本同原规范 但钢丝 钢绞线的 Es稍有调整 4.钢筋的疲劳应力幅限值 钢筋疲劳验算原规范以钢筋应力 f py f s f 为 准的在此 f py f 为疲劳强度设计值新规范根据疲 劳理论以钢筋应力幅 f y f s f 疲劳应力幅限 值为准的在此 f s f s f sminmax = 应 力 幅 限 值 f y f 是 由 疲 劳 应 力 比 值 f s (maxmax / f s f s f s =
14、 )查表得出 新规范的 f y f 是由原规范套算得出的由于试 验资料不全 f y f 数值有空缺见新规范表 4.2.5-1 四结构分析 1 基本原则 1应根据荷载规范所规定荷载对结构进行 荷载效应分析内力应力或变形 2在施工及使用期的不同阶段有不同的结 构型式及受力工况时应分别进行结构分析 3计算图形边界条件材料性能指标初 始应力及变形等应符合实际情况并应有相应 的构造措施加以保证 4分析中采用的简化和近似假定应有理论 依据或经实践验证 5结构分析要求完全满足力学平衡条件在 不同程度上符合变形协调条件并采用合理的本 构关系 6结构分析的电算程序应经考核和验证其 计算结果应经判断和校核方可用于
15、工程设计 2 结构分析方法 结构分析可根据具体条件选择下列方法 1线弹性分析方法 2考虑塑性内力重分布方法弯矩调幅法 连续梁刚架 3塑性极限分析方法塑性铰线法条带 法板 4非线性分析方法非线性有限元法板 壳实体结构 5试验分析方法 复杂体型结构 不同的结构分析方法适用于不同结构类型和不 同工况 线弹性分析方法最为常用一般偏于安全但 也有可能因实际结构的开裂引起的变形使相邻部 位的内力发生不利的变化 直接承受动力荷载的构件以及要求不出现裂缝 或处于侵蚀环境等情况下的结构不应采用考虑 塑性的分析方法 非杆系的二维 三维结构可采用弹性理论分析 弹性有限元等方法确定其弹性应力可根据主拉 应力图形的面积
16、确定所需的配筋量 非线性全过程分析时材料的性能指标宜取平 均值 t f c f y f EcEs材料的本构关系宜 通过试验测定也可用经过验证的数学模型新 规范给出了混凝土单轴 关系多轴强度和 破坏准则可供参考 非线性分析验算承载力时应将荷载效应的基本 组合设计值作相应的修正 受拉钢筋控制破坏时修正系数1.4 受压混凝土或斜截面控制破坏时修正系数1.9 非线性分析验算正常使用极限状态时可取荷载 效应的标准组合一般不作修正 3 混凝土的单轴本构关系及多轴强度 为适应非线性分析的需要新规范首次给出了 混凝土单轴受压 关系式及受拉 关系式 混凝土二轴压一压拉一压拉一拉应 力状态下的强度包络图 混凝土三
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