《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年局部修订).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,混凝土结构设计规范,GB50010-2010,（,2015,年局部修订）,简介,及高强钢筋的工程应用,郑州大学 刘立新,2015,年,12,月,一,.,混凝土结构设计规范,GB50010-2010,（,2015,年局部修订）简介,（一）修订背景和过程,根据“四节一环保”要求，提倡应用高强、高性能钢筋。,根据住房和城乡建设部,“,关于同意国家标准,混凝土结构设计规范,GB50010-2010,局部修订的函,”,(,建标标函,2013,29,号的要求，于,2013,年启动，,2015,年,8,月通过审查、,2015,年,9,月颁布，目前正在出版社印刷。,根据我国钢筋标准,钢筋混凝土用钢 第,1,部分,GB1499.1,、,钢筋混凝土用钢 第,2,部分,GB1499.2,的变化对混凝土结构用钢筋的品种进行了调整，,共涉及,7,条条文的修改，及部分条文的勘误,。,（二）主要修订内容,4.2.1,混凝土结构的钢筋应按下列规定选用：,1,纵向受力普通钢筋可采用,HRB400,、,HRB500,、,HRBF400,、,HRBF500,、,HRB335,、,RRB400,、,HPB300,钢筋；,梁、柱和斜撑构件的纵向受力普通钢筋宜采用,HRB400,、,HRB500,、,HRBF400,、,HRBF500,钢筋,。,2,箍筋宜采用,HRB400,、,HRBF400,、,HRB335,、,HPB300,、,HRB500,、,HRBF500,钢筋。,3,预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。,（原,4,款合并为,3,款）,将,400MPa,、,500MPa,级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的,主导钢筋,推广应用，尤其是梁、柱和斜撑构件的纵向受力配筋应,优先采用,400MPa,、,500MPa,级高强钢筋；,淘汰直径,16mm,及以上,335MPa,级热轧带肋钢筋，保留小直径的,HRB335,钢筋，主要用于中、小跨度楼板配筋以及剪力墙的分布筋配筋，还可用于构件的箍筋与构造配筋；,用,300MPa,级光圆钢筋取代,235MPa,级光圆钢筋，将其规格限于直径,6mm,14mm,，主要用于小规格梁柱的箍筋与其他混凝土构件的构造配筋。,对既有结构进行再设计时，,235MPa,级光圆钢筋的设计值仍可按原规范取值,；,取消,HRBF335,牌号钢筋；,箍筋用于抗剪、抗扭及抗冲切设计时，其抗拉强度设计值发挥受到限制,(,360MPa,),，不宜采用强度高于,400MPa,级的钢筋。当用于约束混凝土的间接配筋（如连续螺旋配箍或封闭焊接箍等）时，钢筋的高强度可以得到充分发挥，采用,500MPa,级钢筋具有一定的经济效益。,4.2.2,钢筋的强度标准值应具有不小于,95,的保证率。普通钢筋的屈服强度标准值、极限强度标准值应按表,4.2.2-1,采用；预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋的极限强度标准值及屈服强度标准值应按表,4.2.2-2,采用。,表,4.2.2-1,普通钢筋强度标准值（,N/mm,2,）,牌号,说明,公称直径,d,（,mm,）,屈服强度标准值,极限强度标准值,HPB300,限于小直,径,6,14,（原,622,）,300,420,HRB335,取消,HRBF335,限于小直径,6,14,（原,650,）,335,455,HRB400,HRBF400,RRB400,6,50,400,540,HRB500,HRBF500,6,50,500,630,4.2.3,普通钢筋的抗拉强度设计值,f,y,、,抗压强度设计值,f,y,应按表,4.2.3-1,采用；预应力筋的抗拉强度设计,值,f,py,、,抗压强度设计值,f,py,应按表,4.2.3-2,采用。,当构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋应采用各自的强度设计值。,对轴心受压构件，当采用,HRB500,、,HRBF500,钢筋时，钢筋的抗压强度设计值,f,y,应取,400 N/mm2,。,横向钢筋的抗拉强度设计值,f,yv,应按表中,f,y,的数值采用；但用作受剪、受扭、受冲切承载力计算时，其数值大于,360N/mm2,时应取,360N/mm2,。,（强条）,局部修订中将,500MPa,级钢筋的抗压强度设计值从,410N/mm2,调整到,435N/mm2,，保持与抗拉强度设计值一致；对轴心受压构件，由于受混凝土极限压应变,0.002,的限制，当采用,500MPa,级钢筋时，其钢筋的抗压强度设计值取为,400N/mm2,。,表,4.2.3-1,普通钢筋强度设计值（,N/mm,2,）,牌号,抗拉强度设计值,f,y,抗压强度设计值,f,y,HPB300,270,270,HRB335,300,300,HRB400,、,HRBF400,、,RRB400,360,360,HRB500,、,HRBF500,435,435,（原,410,）,表,4.2.3-2,预应力筋强度设计值（,N/mm,2,）,种类,极限强度标准值,f,ptk,抗拉强度设计值,f,py,抗压强度设计值,f,py,中强度预应力钢丝,800,510,410,970,650,1270,810,消除应力钢丝,1470,1040,410,1570,1110,1860,1320,钢绞线,1570,1110,390,1720,1220,1860,1320,1960,1390,预应力螺纹钢筋,980,650,400,（原,410,）,1080,770,1230,900,注：当预应力筋的强度标准值不符合表,4.2.3-2,的规定时，其强度设计值应进行相应的比例换算。,按预应力钢筋抗压强度设计值的取值原则，本次局部修订将预应力螺纹钢筋的抗压设计强度由,2010,版规范中取值,410MPa,修改为,400MPa,。,混凝土内配有纵向钢筋也可使混凝土的变形能力有一定提高，随着纵筋配筋率的增大，混凝土的峰值应力变化不大，但峰值应变有较明显增大，由于钢筋和混凝土之间有很好的粘结，当混凝土应力接近或达到峰值时，纵筋起到了一定的卸载和约束作用。,混凝土在长期荷载作用下产生徐变，变形增大,（,1.25,）,欧美等国的规范取,f,y,=,f,y,以往教科书：,f,y=,E,s,e,0,=200000,0.002,=400MPa,500MPa,级钢筋偏压、轴压构件计算比较,f,y,=435N/mm2,，,f,y,=435N/mm2,（轴压,400N/mm2,），附加偏心距,e,a,=max,（,20mm,，,h/30),b,=400mm,，,h,=400mm,C30,混凝土，,f,c,=14.3N/mm,2,，,a,1,=1.0,，,b,1,=0.8,x,b,=0.482,l,0,/,h,=10,轴压比,N,/,kN,e,01,/mm,C,m,h,ns,x,A,s,=,A,s,/mm,2,实配,A,s,/mm,2,N,0,400,/kN,0.8,1830.40,108,1.00,1.135,0.674,1599.67,1599.67,3146.74,0.8,1830.40,54,1.00,1.234,0.731,772.73,772.73,2563.25,0.8,1830.40,18,1.00,1.455,0.800,155.25,320.00,2243.81,0.8,1830.40,0,1.00,1.865,0.869,-250.24,320.00,2243.81,0.9,2059.20,108,1.00,1.120,0.695,2037.98,2037.98,3456.01,0.9,2059.20,54,1.00,1.208,0.756,1123.06,1123.06,2810.45,0.9,2059.20,18,1.00,1.405,0.828,452.66,452.66,2337.41,0.9,2059.20,0,1.00,1.769,0.897,28.16,320.00,2243.81,0.95,2173.60,108,1.00,1.114,0.703,2260.99,2260.99,3613.37,0.95,2173.60,54,1.00,1.197,0.766,1302.45,1302.45,2937.02,0.95,2173.60,18,1.00,1.384,0.840,605.38,605.38,2445.17,0.95,2173.60,0,1.00,1.729,0.908,170.41,320.00,2243.81,C50,混凝土，,f,c,=23.1N/mm,2,，,a,1,=1.0,，,b,1,=0.8,x,b,=0.482,l,0,/,h,=15,轴压比,N,/,kN,e,01,/mm,C,m,h,ns,x,A,s,=,A,s,/mm,2,实配,A,s,/mm,2,N,0,400,/kN,0.8,2956.80,108,1.00,1.304,0.660,3010.18,3010.18,4916.89,0.8,2956.80,54,1.00,1.526,0.712,1630.07,1630.07,4027.55,0.8,2956.80,18,1.00,2.025,0.779,506.10,506.10,3303.26,0.8,2956.80,0,1.00,2.947,0.869,-404.23,320.00,3183.34,0.9,3326.40,108,1.00,1.270,0.682,3714.88,3714.88,5371.00,0.9,3326.40,54,1.00,1.468,0.738,2190.14,2190.14,4388.45,0.9,3326.40,18,1.00,1.911,0.809,979.42,979.42,3608.26,0.9,3326.40,0,1.00,2.731,0.897,45.48,320.00,3183.34,0.95,3511.20,108,1.00,1.256,0.690,4073.50,4073.50,5602.09,0.95,3511.20,54,1.00,1.443,0.748,2477.29,2477.29,4573.50,0.95,3511.20,18,1.00,1.863,0.821,1223.23,1223.23,3765.37,0.95,3511.20,0,1.00,2.640,0.908,275.27,320.00,3183.34,4.2.4,普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率,gt,不应小于表,4.2.4,规定的数值,。,表,4.2.4,普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率限值,钢筋,品种,普通钢筋,预应力筋,HPB300,HRB335,、,（删去,HRBF335,）,HRB400,、,HRBF400,、,HRB500,、,HRBF500,RRB400,gt,（,%,）,10.0,7.5,5.0,3.5,4.2.5,普通钢筋和预应力筋的弹性模量,E,s,可,(,原应,),按表,4.2.5,采用。,局部修订中，刪除了,HRBF335,钢筋脾牌号，,取消了原表注，,正文中的,”,应,”,改为,”,可,”,。,由于制作偏差、基圆面积不同以及钢绞线捻紧程度差异的影响，实际受力后的变形模量存在一定的不确定性，通常不同程度地偏小。因此，必要时可通过试验测定钢筋的实际弹性模量，用于设计计算。,9.7.6,吊环应采用,HPB300,钢筋或,Q235,圆钢,，并应符合下列规定；,1,吊环锚入混凝土中的深度不应小于,30,d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，,d,为吊环钢筋或圆钢的直径。,2,应验算吊环在荷载标准值作用下的应力。对,HPB300,钢筋，吊环应力不应大于,65N/mm2,；,对,Q235,圆钢，吊环应力不应大于,50N/mm2,。,当在一个构件上设有,4,个吊环时，应按,3,个吊环进行计算。,表,4.2.5,钢筋的弹性模量,(105 N/mm2,),牌号或种类,弹性模量,E,s,HPB300,钢筋,2.10,HRB335,、,（删去,HRBF335,）,HRB400,、,HRB500,钢筋,HRBF400,、,HRBF500,钢筋,RRB400,钢筋,预应力螺纹钢筋,2.00,消除应力钢丝、中强度预应力钢丝,2.05,钢绞线,1.95,(,取消原表注,),由于本次局部修订将,HPB300,钢筋的直径限于不大于,14mm,，因此当吊环直径小于等于,14mm,时，可以采用,HPB300,钢筋；当吊环直径大于,14mm,时，可采用,Q235,圆钢。,11.2.2,梁、柱、支撑以及剪力墙边缘构件中，其受力钢筋宜采用热轧带肋钢筋；当采用现行国家标准,钢筋混凝土用钢 第,2,部分：热轧带肋钢筋,GB 1499.2,中牌号带“,E”,的热轧带肋钢筋时，其强度和弹性模量应按本规范第,4.2,节有关热轧带肋钢筋的规定采用。,【,条文说明,】,结构构件中纵向受力钢筋的变形性能直接影响结构构件在地震力作用下的延性。考虑地震作用的框架梁、框架柱、支撑、剪力墙边缘构件的纵向受力钢筋宜选用,HRB400,、,HRB500,牌号热轧带肋钢筋；箍筋宜选用,HRB400,、,HRB335,、,HPB300,、,HRB500,牌号热轧钢筋。,对抗震延性有较高要求的混凝土结构构件（如框架梁、框架柱、斜撑等），其纵向受力钢筋应采用现行国家标准,钢筋混凝土用钢 第,2,部分：热轧带肋钢筋,GB 1499,2,中牌号为,HRB400E,、,HRB500E,、,HRB335E,、,HRBF400E,、,HRBF500E,的钢筋。,这些带“,E”,的钢筋牌号钢筋的强屈比、屈强比和极限应变（延伸率）均符合本规范第,11,2,3,条的要求；这些钢筋的抗拉指标及弹性模量的取值与不带“,E”,的同牌号热轧带肋钢筋相同，应符合本规范第,4,2,节的有关规定。,文字修改及勘误,表,G.0.12,深梁中钢筋的最小配筋百分率,(%),钢,筋,种,类,纵向受拉钢筋,水平分布钢筋,竖向分布钢筋,HPB300,0.25,0.25,0.20,HRB400,、,HRBF400,、,RRB400,、,HRB335,（删去,HRBF335,）,0.20,0.20,0.15,HRB500,、,HRBF500,0.15,0.15,0.10,9.3.2,（文字修改）,5.,柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于,3%,时，箍筋直径不应小于,8mm,，间距不应大于,10,d,，且不应大于,200mm,，,d,为纵向受力钢筋的最小直径。,钢筋末端应做成,135,弯钩，且弯钩末端平直段长度不应小于,箍筋直径的,10,倍。,勘误,第,191,页 第,11.7.10,条,公式（,11.7.10-3,）中的,改为,，即,（,11.7.10-3,）,第,193,页第,11.7.11,条,5,剪力墙的水平分布钢筋可作为连梁的纵向构造钢筋在连梁范围内贯通。当梁的腹板高度,h,w,小于,450mm,时，其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋的直径不应小于,8mm,（原,10mm,）,，间距不应大于,200mm,；对跨高比不大于,2.5,的连梁，梁两侧的纵向构造钢筋的面积配筋率尚不应小于,0.3%,。,二,.500MPa,级及以上高强钢筋应用导则,概况,钢筋品牌,HRB500,、,HRBF500,、,HTRB600,、,CRB600H,（高延性冷轧带肋钢筋，用于板、墙类构件）,、,PC,棒,（用于约束箍筋）,需解决的,主要问题,600MPa,级热轧带肋钢筋,HTRB600,（,f,y,=500520MPa,）用于普通钢筋混凝土构件的刚度、裂缝控制；,（目前可用于嵌固板，最小配筋率控制）,约束箍筋应力取值。,计划,2015,年底完成征求意见稿，,2016,年,3,月送审。,600MPa,级热轧带肋钢筋用于连续板类构件的计算分析。,计算说明,（,1,）按连续板（中间区格板两端嵌固）计算内力，两端弯矩和跨中弯矩相等），,M,mid,=,M,sup,=(,g,G,g,k+,g,Q,q,k,),l,0,2/16,，相当支座弯矩调幅,25%,（与教科书和设计手册一致，如果考虑拱作用弯矩还可减小），,不考虑受压钢筋作用，选筋时满足最小配筋率的要求；,（,2,）按可变荷载准永久组合弯矩验算最大裂缝宽度；,（,3,）考虑支座弯矩的影响按结构力学方法计算跨中最大挠度，,f,max,=(,g,k,+,y,Q,q,k,),l,0,4/192,B,。,算例,1,两端嵌固板，,l,0,=5m,，,h,=160mm,，,c,s,=20mm,，,d,=8mm,，,h,0,=,h,-,c,s,-,d,/2=136mm,；,g,k,=6kN/m2,（板自重,4kN/m2,，面层,2kN/m2,），,q,k,=3.5kN/m2,，,C30,混凝土。,表,1-1,承载力及配筋计算（,f,c,=14.3N/mm,2,，,f,tk,=2.01N/mm,2,，,f,t,=1.43N/mm,2,，,E,c,=310,4,N/mm,2,）,钢筋牌号,f,y,/MPa,M,0,，,d,/,kN.m,M,d.eq,/,kN.m,计算,A,s,/mm,2,计算,A,s,/,bh,45,f,t,/,f,y,选筋,实配,A,s,/mm,2,实配,A,s,/,bh,HRB400,360,37.81,18.91,401.0,0.00251,0.00179,8125,402.4,0.00252,HRB500,435,37.81,18.91,331.9,0.00207,0.00148,8150,335.3,0.00210,HTRB600,500,37.81,18.91,288.8,0.00180,0.00129,8170,295.9,0.00185,HTRB600,520,37.81,18.91,277.6,0.00174,0.00124,8180,279.4,0.00175,表,1-2,最大裂缝宽度验算,钢筋牌号,M,0,q,/kN.m,M,q.eq,/,kN.m,r,te,实取,r,te,s,sq,/MPa,y,cr,a,cr,w,max,/mm,w,lim,/mm,HRB400,24.22,12.11,0.00503,0.01,254.33,0.5863,1.9,0.144,0.3,HRB500,24.22,12.11,0.00419,0.01,305.23,0.6720,1.9,0.199,0.3,HTRB600,24.22,12.11,0.00370,0.01,345.87,0.7223,1.9,0.242,0.3,HTRB600,24.22,12.11,0.00349,0.01,366.30,0.7433,1.9,0.264,0.3,表,1-3,变形验算,钢筋牌号,y,B,实取,y,B,r,B,s,/N.mm,2,q,B,/N.mm,2,f,/mm,f,/,l,0,HRB400,0.0787,0.2,0.00296,2.71E+12,2.00,1.36E+12,18.59,1/269,HRB500,0.0787,0.2,0.00247,2.35E+12,2.00,1.17E+12,21.50,1/232,HTRB600,0.0787,0.2,0.00218,2.12E+12,2.00,1.06E+12,23.83,1/210,HTRB600,0.0787,0.2,0.00205,2.02E+12,2.00,1.01E+12,25.00,1/200,算例,2,：,两端嵌固板，,l,0,=3.6m,，,h,=120mm,，,c,s,=20mm,，,d,=6mm,，,h,0,=,h,-,c,s,-,d,/2=97mm,，,g,k,=5kN/m2,（板自重,3kN/m2,，面层,2kN/m2,），,q,k,=2.5kN/m2,。,钢筋牌号,f,y,/MPa,M,0,，,d,/,kN.m,M,d.eq,/,kN.m,计算,A,s,/mm,2,计算,A,s,/,bh,45,f,t,/,f,y,选筋,实配,A,s,/mm,2,实配,A,s,/,bh,HRB400,360,15.39,7.70,227.1,0.00189,0.00179,6120,235.8,0.00197,HRB500,435,15.39,7.70,187.9,0.00157,0.00148,6150,188.7,0.00157,HTRB600,500,15.39,7.70,163.5,0.00136,0.00129,6170,166.5,0.00139,HTRB600,520,15.39,7.70,157.2,0.00131,0.00124,6180,157.2,0.00131,钢筋牌号,M,0,q,/kN.m,M,q.eq,/kN.m,r,te,实取,r,te,s,sq,/MPa,y,cr,a,cr,w,max,/mm,w,lim,/mm,HRB400,10.13,5.06,0.00393,0.01,254.41,0.5865,1.9,0.122,0.3,HRB500,10.13,5.06,0.00315,0.01,317.91,0.6890,1.9,0.179,0.3,HTRB600,10.13,5.06,0.00278,0.01,360.30,0.7374,1.9,0.217,0.3,HTRB600,10.13,5.06,0.00262,0.01,381.61,0.7576,1.9,0.236,0.3,钢筋牌号,y,B,实取,y,B,r,B,s,/N.mm,2,q,B,/N.mm,2,f,/mm,f,/,l,0,f,/,l,0,lim,HRB400,-0.2067,0.2,0.00243,8.42E+11,2.00,4.21E+11,12.99,277.07,1/200,HRB500,-0.2067,0.2,0.00195,6.99E+11,2.00,3.50E+11,15.64,230.21,1/200,HTRB600,-0.2067,0.2,0.00172,6.28E+11,2.00,3.14E+11,17.40,206.86,1/200,HTRB600,-0.2067,0.2,0.00162,5.98E+11,2.00,2.99E+11,18.29,196.82,*,1/200,三,.,高强钢筋的设计及工程应用,1.,常用高强钢筋品种和牌号,（,1,）微合金热轧带肋钢筋：,通过添加钒,(V),、铌,(,Nb,),等合金元素提高屈服强度和极限强度的热轧带肋钢筋；牌号为,HRB,，其后的数字表屈服强度标准值（,MPa,），如,HRB400,、,HRB500,、,HTRB600,等。,（,2,）细晶粒热轧带肋钢筋：,通过特殊控轧和控冷工艺提高屈服强度和极限强度的热轧带肋钢筋，其金相组织主要是铁素体加珠光体，晶粒度不粗于,9,级；牌号为,HRBF,，其后的数字表屈服强度标准值（,MPa,），如,HRBF400,、,HRBF500,等。,（,3,）余热处理钢筋：,通过轧钢时进行淬水处理并利用芯部的余热对钢筋的表层实现回火，以提高强度避免脆性的热轧带肋钢筋；牌号为,RRB,，其后的数字表屈服强度标准值（,MPa,），如,RRB400,。,（,4,）牌号带后缀“,E”,的热轧带肋钢筋：,有较高抗震性能的热轧带肋钢筋，如,HRB400E,、,HRB500E,、,HRBF400E,和,HRBF500E,等。其抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于,1.25,，屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于,1.3,，且钢筋在最大力下的总伸长率（均匀伸长率）,d,gt,实测值不应小于,9%,；,（,5,）高延性冷轧带肋钢筋：,经回火热处理，具有较高伸长率的冷轧带肋钢筋，如,CRB600H,，用于板、墙类构件。,钢筋牌号的鉴别方法,产品规格为,18,生产厂厂标,“,4,”,代表,HRB400,带肋钢筋表面的标志,(a),普通热轧钢筋,（,HRB),(b),细晶粒热轧钢筋,（,HRBF,）,(C),余热处理钢筋,（,RRB,）,钢筋品牌的判断,根据金相组织观感的不同，判断钢筋的品牌,钢筋最大力下的总伸率（均匀伸长率）,钢筋,断后伸长率,只能反映钢筋断口颈缩区域残余变形的大小；不同标距长度,l,0,得到的结果不一致；忽略了钢筋的弹性变形，不能反映钢筋受力时的总体变形能力；容易产生人为误差。,最大力下的总伸长率（均匀伸长率）,d,gt,（,A,gt,）,2.,当前高强钢筋在推广应用中存在的问题,新修订的,混凝土结构设计规范,GB50010-2010,以及相关的配套设计规范中已明确将,400MPa,级和,500MPa,级钢筋作为混凝土结构的主要受力钢筋,，,以,300MPa,级等钢筋作为辅助配筋,，并规定了相应的材料性能指标和构造要求，为高强钢筋混凝土结构的设计提供了依据。,目前反映,高强钢筋在结构设计和应用中存在的问题主要有以下方面：,（,1,）部分设计和施工人员,对高强钢筋的品种、性能、规格和应用范围不够熟悉,，对当地高强钢筋的供货状况不够了解，不能合理的选用不同品种的高强钢筋，有的还担心高强钢筋供货渠道不畅造成设计变更，不敢贸然采用高强钢筋（尤其是,500MPa,级钢筋）。,（,2,）高强钢筋设计中的锚固和梁、柱节点的构造较难处理。,钢筋的强度越高，所需要的锚固长度就越大，,400MPa,级钢筋抗拉强度设计值,f,y,=360MPa,，比,335MPa,级钢筋（,f,y,=300MPa,）高,20%,，,500MPa,级钢筋抗拉强度设计值,f,y,=435MPa,，比,335MPa,级钢筋高,45%,，在其他条件相同时所需的锚固长度也将分别增加,20%,和,45%,，将给梁、柱节点以及主、次梁交接处的构造设计带来一定困难。,（,3,）采用高强钢筋后在正常使用极限状态下钢筋的工作应力增大，裂缝宽度也相应增大，使得,某些受弯构件的钢筋用量受裂缝宽度限值的控制,，节约钢筋效果,并不与强度成比例,。,（,4,）新修订的,混凝土结构设计规范,GB50010-2010,以及相关的配套设计规范颁布时间不长，某些设计人员对其中有关高强钢筋条款规定的理解不够，尚,不能合理的使用高强钢筋,，做到“精打细算，物尽其用”。,3.,高强钢筋设计中锚固长度和裂缝宽度分析,（,1,）锚固长度分析,l,aE,为纵向受拉钢筋的抗震锚固长度；,z,aE,为纵向受拉钢筋抗震锚固长度修正系数，对一、二级抗震等级取,z,aE,=1.15,，对三级抗震等级取,z,aE,=1.05,，对四级抗震等级取,z,aE,=1.00,；,l,a,为纵向受拉钢筋的（非抗震）锚固长度，,z,a,为锚固长度修正系数，,l,ab,为受拉钢筋的基本锚固长度；,a,为锚固钢筋的外形系数，对热轧带肋钢筋取,a,=0.14,；,f,y,和,f,t,分别为钢筋和混凝土抗拉强度的设计值，,d,为锚固钢筋的直径。,钢筋的强度越高，所需要的锚固长度就越大；抗震等级越高或钢筋的直径越大，所需的锚固长度也越大。,（,a,）抗震等级为四级,（,b,）抗震等级为三级,（,c,）抗震等级为一、二级,图,1 C30,混凝土构件水平段锚固长度比较,（,a,）抗震等级为四级,（,b,）抗震等级为三级,（,c,）抗震等级为一、二级,图,2 C40,混凝土构件水平段锚固长度比较,（,a,）抗震等级为四级,（,b,）抗震等级为三级,（,c,）抗震等级为一、二级,图,3 C50,混凝土构件水平段锚固长度比较,梁、柱边节点或主、次梁交接处设计为刚结点时，为保证受拉钢筋的锚固承载力和锚固刚度，采用钢筋弯折或加端锚板等机械锚固措施后，梁纵向受力钢筋伸入节点的水平锚固长度仍需大于或等于,0.4,l,abE,。,当混凝土强度等为,C30,或,C40,时，,400MPa,级钢筋在节点处的锚固长度较容易满足要求，而,500MPa,级钢筋在节点处的锚固长度较难满足要求。由于,C30,或,C40,混凝土多用于中、小型多层框架结构，因此这类结构宜采用,400MPa,级钢筋，而不宜采用,500MPa,级钢筋。当混凝土强度等为,C50,或以上时，,500MPa,级钢筋在节点处的锚固长度才容易满足要求，,C50,或以上强度混凝土多用于高层建筑的下部或需要较大承载力的构件，梁、柱的截面尺寸也较大，在这类结构或件中采用,500MPa,级钢筋，不仅可获得更好的社会经济效益，构件节点的锚固设计也较容易处理。,（,2,）裂缝宽度分析,a,cr,为构件受力特征系数，对受弯构件取,a,cr,=1.9,；,y,为裂缝间钢筋应变不均匀系数，,s,sq,为准永久组合弯矩,M,q,作用下裂缝截面钢筋的应力，,E,s,为钢筋弹性模量；,c,s,为最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（,mm,），,d,eq,为纵向受拉钢筋的等效直径（,mm,）。,钢筋在荷载效应准永久组合下的工作应力,s,sq,越大，裂缝宽度也越大；此外钢筋直径、混凝土强度以及保护层厚度对裂缝宽度也有一定的影响。,梁裂缝宽度分析,（,a,）,C30,混凝土,（,b,）,C40,混凝土,（,c,）,C50,混凝土,相当于一类环境下（保护层厚度,c=,20mm,，,c,s,=30mm,，,d=,20,mm,），混凝土强度分别为,C30,、,C40,和,C50,图,4,梁裂缝宽度比较,梁的混凝土多为,C30,或,C40,级，在大多数情况下采用,400MPa,级钢筋作为梁的受力主筋，其裂缝宽度容易满足要求。只有当梁承受的荷载较大（配筋率较大）或采用高强度混凝土（如高层建筑转换层大梁）时，才宜采用,500MPa,级钢筋作为梁的受力主筋。,板裂缝宽度分析,（,相当于一类或二,a,类环境，保护层厚度,1520mm,，,c,s,=20mm,）,（,a,）,C30,混凝土,（,b,）,C40,混凝土,图,5,d,=14mm,钢筋板裂缝宽度比较,（,a,）,C30,混凝土,（,b,）,C40,混凝土,图,6,d,=12mm,钢筋板裂缝宽度比较,一类环境（,w,lim,=0.3mm,）板受力钢筋直径不大于,d,=14mm,或,d,=12mm,时，,335MPa,、,400MPa,和,500MPa,级钢筋的计算裂缝宽度均小于规定的限值；二,a,类环境下（,w,lim,=0.2mm,），,335MPa,和,400MPa,级钢筋在各种配筋率下的计算裂缝宽度均小于规定的限值；,500MPa,级钢筋当配筋率大于,1.5%,以后计算裂缝宽度才小于规定的限值。,配,CRB600H,高延性冷轧带肋钢筋焊接网的板类构件当钢筋直径不大于,12mm,、混凝土强度等级不低于,C20,时，其最大计算裂缝宽度,w,max,均小于,0.3mm,，满足一类环境裂缝宽度限值的要求。,CRB600H,高延性冷轧带肋钢筋板类构件裂缝分析,4.,应用高强钢筋的设计原则,中小型钢筋混凝土结构，构件的截面尺寸不很大，混凝土强度等级多为,C30,或,C40,时，,400MPa,级钢筋的锚固长度和裂缝限值均容易满足要求，具有较广泛的适用性。,500MPa,级钢筋在混凝土强度较高（,C50,或以上）、配筋率较大时，锚固长度和裂缝限值才容易满足要求，适用于需要较大承载力的构件。,在现阶段推广应用高强钢筋的设计中，应优先采用,400MPa,级钢筋作为受力钢筋。但同时应积极推广应用,500MPa,级钢，尤其在一些采用高强度混凝土、需要较大承载力配筋率较大的结或构件中，应用,500MPa,级钢筋不仅适用性较好、节约钢筋效果更明显，而且还能有效改善节点钢筋密集现象提高工程质量。,要在结构设计中的科学合理应用高强钢筋，,首先要将高强钢筋用于按承载力配筋的构件中,，因为在这种构件中钢筋的强度能够充分发挥，钢筋的强度越高，节省钢筋的效果越明显。其次是在选用钢筋（,400MPa,级或,500MPa,级）时，,要兼顾锚固、裂缝控制、梁端塑性铰功能以及抗震的延性要求,；如按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件，其纵向受力钢筋最大力下的总伸长率实测值不应小于,9%,，还应选用牌号带“,E”,的,HRB400E,或,HRB500E,钢筋。此外还要,理解和合理运用规范中有关高强钢筋的构造规定,（如最小配筋率等），以达到节约钢筋的效果。,（,1,）柱类构件,由于抗震设计轴压比限值的要求，在多高层结构的框架柱和框支柱中有相当比例柱的纵向受力钢筋按最小配筋百分率配筋。,表,1,不同强度钢筋最小配筋百分率比较（,%,）,柱类型,中柱、边柱,角柱、框支柱,钢筋级别,335,级,400,级,500,级,335,级,400,级,500,级,抗,震,等,级,一级,1.0,0.95(,0.95,),0.9(,0.90,),1.2,1.15(,0.96,),1.1(,0.92,),二级,0.8,0.75(,0.94,),0.7(,0.88,),1.0,0.95(,0.95,),0.9(,0.90,),三级,0.7,0.65(,0.93,),0.6(,0.86,),0.9,0.85(,0.94,),0.8(,0.89,),四级,0.6,0.55(,0.92,),0.5(,0.83,),0.8,0.75(,0.94,),0.7(,0.88,),在柱类构件中纵筋用,400MPa,级钢筋代替,335MPa,级钢筋，按最小配筋百分率计算的钢筋用量可减小,4%7%,；用,500MPa,级钢筋代替,335MPa,级钢筋，按最小配筋百分率计算的钢筋用量可减小,8%17%,。由于,在按承载力计算配筋的柱中，钢筋强度越高，节约钢筋的效果也越明显,，因此对于,柱类构件无论是按计算配筋还是最小配筋百分率配筋，纵向受力钢筋采用,500MPa,级钢筋的节材效果最好，,纵向受力钢筋采用,400MPa,级钢筋也有较明显的节材效果。,柱箍筋加密区箍筋的体积配箍率,r,v,应符合下式的规定：,式中,l,v,为与轴压比、抗震等级以及箍筋形式有关的系数，,f,c,为混凝土轴心抗压强度设计值；,f,yv,为箍筋抗拉强度设计值。当采,335MPa,、,400MPa,和,500MPa,级钢筋做柱的箍筋时，其抗拉强度设计值,f,yv,可分别取,300MPa,、,360MPa,和,435MPa,，箍筋强度越高，所需的体积配箍率,r,v,也越小。因此在柱中用,400MPa,和,500MPa,级钢筋代替,335MPa,级钢筋做箍筋，也可明显减少箍筋用量，有利于混凝土浇筑。,在柱中采用高强钢筋节材效果显著，且柱中受力钢筋的锚固构造比梁中容易处理，也基本不存在裂缝宽度超过限值的问题。在柱类构件中应大力推广应用高强钢筋，有条件时应积极采用,500MPa,级钢筋，节约钢筋的效果将更为显著。,（,2,）板类构件,板类构件中受力钢筋的直径较小，锚固构造等问题较容易处理；,按承载力计算时，在一类环境下,400MPa,和,500MPa,级钢筋的裂缝宽度均能满足要求，在二,a,类环境下,400MPa,级钢筋的裂缝宽度能满足要求；,按最小配筋率配筋时，规范规定板类受弯构件（不包括悬臂板）的受拉钢筋，当采用,400MPa,和,500MPa,级钢筋时，其最小配筋百分率允许采用,0.15,和,45,f,t,/,f,y,的较大值。对于一般民用建筑的现浇混凝土楼板，其受力钢筋的用量大多由最小配筋百分率确定，当楼板混凝土等级为,C30,时，采用,335MPa,级、,400MPa,级和,500MPa,级钢筋的最小配筋率分别为,0.215%,、,0.179%,和,0.15%,；与,335MPa,级钢筋相比，采用,400MPa,和,500MPa,级钢筋后按最小配筋率计算的钢筋用量分别减少,16.7%,和,30%,。,纵向受力钢筋的最小配筋率,纵向受力钢筋的最小配筋百分率,min,(%),受力类型,最小配筋百分率,受压构件,全部,纵向钢筋,强度级别,500N/mm,2,0.50,强度级别,400N/mm,2,0.55,强度级别,300 N/mm,2,、,335 N/mm,2,0.60,一侧纵向钢筋,0.20,受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋,0.2,和,45,f,t,/f,v,中的较大值,