《混凝土结构设计规范》新讲解

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1、 混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范 新讲解新讲解 2 2 修订概况 u 2007年2月8日 第一次全体工作会议 北京 成立修订组 分工 本校参加 结构分析 承载力计算 结构构件抗震设 计 修订 u 2008年8月25 30日 第二次全体工作会议 成都 讨论 征求意见初稿 对各部分提出修订意见 u2008年12月8 9日 第三次全体工作会议 北京 讨论初稿 形成 征求意见稿 2009年11月29日 12月2日 第四次全体工作会议 北 京 讨论 送审初稿 形成 送审稿 章节组成 1 3 总则 术语 符号 基本计算规定 4 材料 5 结构分析 6 承载能力极限状态计算 7 正常使用极限状态验算

2、8 构造规定 9 结构构件的基本规定 10 预应力混凝土结构构件 一般规定 损失值计算 构造规定 11 混凝土结构构件抗震设计 附录A K 10个 3 3 4 4 偏心受压构件的二阶效应 1 效应 竖向力在产生了侧移的结构中引起的附加侧移 和附加内力 也称结构侧移引发的二阶效应 用结构分析解决 有限元分析 计算机分析 增大系数法 效应 轴压力在产生了挠曲的杆件中引起的附加挠度和 附加内力 杆件自身挠曲引起的二阶效应 第一类 使用构件折减刚度的考虑二阶效应的结构弹性分析 方法 亦称 考虑几何非线性的弹性有限元法 第二类 柱偏心距增大系数法 或称 法 第三类 层增大系数法 或 整体增大系数法 第一

3、类方法 较全面合理 第二 三类方法 基本等效 偏心受压构件的二阶效应 问题 按 层增大系数法 或 整体增大系数法 计算后 是否 需考虑 效应 一些软件二者均考虑 现行方法 法仅适用于有侧移框架结构 其他结构中的柱 如何考虑 解决方法 两种二阶效应分开考虑 效应 计算机计算 考虑几何非线性的弹性有限元法 手算 层增大系数法 或 整体增大系数法 效应 法 计算长度取支承长度 5 5 效应的增大系数法 对未考虑二阶效应的一阶弹性分析所得的构件端弯矩以及层 间位移乘以增大系数进行计算 引起结构侧移荷载产生的一阶弹性分析构件端弯矩 不引起结构侧移荷载产生的一阶弹性分析构件端弯矩 效应只增大引起结构侧移的

4、杆端弯矩 而不增大不引 起结构侧移的杆端弯矩 6 6 框架结构中 所计算楼层各柱的 可按下列公式计 算 层增大系数法 剪力墙结构 框架 剪力墙结构 筒体结构中的 可按下列公式计算 整体增大系数法 7 7 排架结构的二阶效应 对排架结构的二阶效应 近年来少有研究 故仍采用 原来的方法 公式 注 柱的计算长度 与02规范取值相同 考虑了两种二阶效应 8 8 9 9 效应应 考虑条件 当同一主轴方向的杆端弯矩比 不大于0 9且 设计轴压比不大于0 9时 若构件的长细比满足下式的要求 可不 考虑该方向构件自身挠曲产生的附加弯矩影响 同一主轴方向的弯矩设计值 绝对值较大端为 绝对值较小端为 当构件按单曲

5、率弯曲时 为正 否则为负 构件的计算长度 近似取偏心受压构件相应主 轴方向两支承点之间的距离 1010 计算方法 偏心受压构件 在其偏心方向上考虑杆件 自身挠曲影响的控制截面弯矩设计值可按下列公式计算 等代柱端弯矩的折减系数 当 小于1 0时 取 1 0 对剪力墙类构件 可取 1 0 注 此法与ACI规范基本相同 仅此处系数用曲率表达 斜截面受剪承载力计算 2 n现规范公式存在问题 两个公式 国内外规范多数为一个公式 需统一 当集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值 占总剪力值的75 时 两个计算公式不连续 计算结 果存在较大差异 最大差异134 与国外规范相比 我国规范的受剪承载力计算值

6、仍 偏高 可靠度水平偏低 1111 1212 当仅配置箍筋时 矩形 T形和I形截面受弯构件的 斜截面受剪承载力应符合下列规定 截面混凝土受剪承载力系数 对于一般受弯构件取0 7 对集中荷载作用下的独立梁 取 注 箍筋项前的系数由1 25改为1 0 用钢量增加约25 斜截面受剪承载力计算 双向受剪框架柱斜截面受剪承载力计算 3 当斜向荷载正交分解为 混凝土既在X向全部用来抵抗X向剪力 又在Y向全部用 来抵抗Y向剪力 重复计算了混凝土在两个主轴方向上的受剪 承载力 过高地估计了混凝土的抗剪作用 由于每个主轴方向上的箍筋都可以用来抵抗相应方向上 的剪力 其抗力不必折减 1313 1414 有腹筋混凝

7、土框架柱承受斜向水平荷载 将斜向水平荷载正有腹筋混凝土框架柱承受斜向水平荷载 将斜向水平荷载正 交分解后 按交分解后 按X X向和向和Y Y向受剪进行设计 重复计算了混凝土的受向受剪进行设计 重复计算了混凝土的受 剪承载力 偏于不安全 剪承载力 偏于不安全 矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱 斜截面受剪承载力矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱 斜截面受剪承载力 应符合 应符合 在在x x轴 轴 y y轴方向的斜截面受剪承载力设计值 应按下列公式轴方向的斜截面受剪承载力设计值 应按下列公式 计算 计算 双向受剪框架柱斜截面受剪承载力计算 1515 增加了增加了拉扭拉扭和和拉 弯 剪 扭构件拉 弯

8、 剪 扭构件受扭及剪扭承载力受扭及剪扭承载力 计算公式 计算公式 4 4 拉扭构件拉扭构件 拉 弯 剪 扭构件拉 弯 剪 扭构件 与国内与国内2525个拉扭试件的试验结果比较 按公式的计算值与试验值个拉扭试件的试验结果比较 按公式的计算值与试验值 之比的平均值为之比的平均值为0 9470 947 0 7550 755 1 1891 189 是可以接受的 是可以接受的 1616 RC结构中采用高强钢筋 HRB500 HRBF500 其用钢量 一般由裂缝或变形控制 限制了高强钢筋的应用 按荷载效应的标准组合 PC 或准永久组合 RC 并考虑长 期作用影响的最大裂缝宽度 mm 可按下列公式计算 标准

9、组合标准组合一般用于不可逆正常使用极限状态 一般用于不可逆正常使用极限状态 频遇组合频遇组合一般用于可逆正常使用极限状态 一般用于可逆正常使用极限状态 准永久组合准永久组合一般用在当长期效应是决定性因素时的正常使一般用在当长期效应是决定性因素时的正常使 用极限状态 用极限状态 裂缝宽度计算 5 类类 型型 钢筋混凝土构件钢筋混凝土构件 预应力混凝土构件预应力混凝土构件 受弯 偏心受压受弯 偏心受压 1 91 9 2 1 2 1 1 51 5 偏偏 心心 受受 拉拉 2 42 4 轴轴 心心 受受 拉拉 2 72 7 2 22 2 1717 表7 1 2 1 构件受力特征系数 注 将系数 由原来

10、的2 1降低到1 9 将标准组合改为准永久组合 裂缝宽度约减小30 可适应高强钢筋的应用 1818 完善规范的完整性 从以构件计算为主适当 扩展到整体结构的设计 补充 结构方案 和 结 构抗倒塌设计 的原则 6 结构方案设计 混凝土结构的选型及布置 结构缝的设计原则 结构构件的连接和构造 建筑 抗震 耐久 抗灾 节材等 结构抗倒塌设计 7 设计表达式 混凝土结构在偶然作用下的防连续倒塌 验算 应采用下列极限状态设计表达式 SAd 偶然作用的效应组合设计值 RAd 偶然作用下的结构防连续倒塌的承载力函数 根据结构的几何参数及材料强度标准值或平均值确定 1919 2020 对于可能遭受偶然作用 且

11、倒塌可能引起严重后果的重 要混凝土结构 宜进行防连续倒塌设计 混凝土结构的防连续倒塌设计宜符合下列要求 避免使结构中的关键构件直接遭受偶然作用 采取减小偶然作用效应的措施 在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束 增强疏散通道 避难空间及结构关键传力部位的承载 能力和变形性能 防连续倒塌设计原则防连续倒塌设计原则 结构防连续倒塌设计方法 局部加强法 对可能遭受偶然作用而发生局部破坏 的关键受力部位 提高安全储备 拉结构件法 通过贯通水平构件的最小配筋和钢筋 连接措施 使缺失支承后的水平构件在大变形下具有 必要的承载能力 维持结构的整体稳固性 拆除构件法 按一定规则拆除主要受力构件 验算 结

12、构体系中的剩余部分的承载能力 2121 结构抗倒塌设计 结构防连续倒塌验算应考虑倒塌冲击引起的动 力系数 并根据倒塌的具体情况确定荷载效应 材料强度可取标准值或平均值 并应考虑动力 作用下材料强化 2222 2323 对大跨度混凝土楼盖结构 宜进行竖向自振频 率验算 其自振频率不宜低于下列要求 住宅和公寓6 Hz 办公楼和旅馆5 Hz 大跨度公共建筑3 5 Hz 工业建筑及有特殊要求的建筑根据使用功能 提出要求 规定了楼盖规定了楼盖竖向自振频率的限值 竖向自振频率的限值 8 8 2424 u对下列情况的既有结构应进行相应的设计 延长使用年限 加固 改造 消除安全隐患 改变用途或使用环境 改建

13、扩建 受损后的修复 增加了增加了既有结构再设计的基本规定 既有结构再设计的基本规定 9 9 既有结构再设计 既有结构的设计原则 n应按现行有关标准进行检测和可靠性评估 确定 相应的设计参数 n应根据使用要求确定结构继续使用的年限 n承载能力应符合现行有关标准的规定 n正常使用极限状态验算宜符合现行有关标准的规 定 n必要时可对使用功能作相应的调整 2525 2626 淘汰低强钢筋淘汰低强钢筋 纳入 纳入高强 高性能钢筋高强 高性能钢筋 提出 提出钢筋延性 极限应变 钢筋延性 极限应变 的要求的要求 10 10 钢筋修订时作下列改动 l增加500MPa级高强钢筋 l列入HRBF系列细晶粒钢筋 l

14、淘汰低强的HPB235钢筋 代之以HPB300钢筋 並规定了过渡方法 l列入中强钢丝以增加预应力筋品种 补充中强空 档 n淘汰锚固性能差的刻痕钢丝 应用极少的热处理 钢筋不再列入 n普通纵向受力钢筋宜采用HRB400 HRB500 HRBF400 HRBF500钢筋 也可采用HRB335 HRBF335 HPB300和RRB400钢筋 n预应力钢筋宜采用预应力钢绞线 钢丝和预应力 螺纹钢筋 n普通箍筋宜采用HRB400 HRBF400 HRB500 HRBF500钢筋 也可采用HRB335 HRBF335和 HPB300钢筋 2727 种类种类符符 号号 公称直径公称直径d d mmmm 屈服

15、强度屈服强度 f f ykyk 抗拉强度抗拉强度 f f tktk 极限应变 极限应变 HPB300HPB300 6 6 2222 300300420420不小于不小于1010 HRB335HRB335 HRBF335HRBF335 6 6 5050 335 335 455455 不小于不小于7 57 5 HRB400HRB400 HRBF400HRBF400 RRB400RRB400 6 6 5050 400 400 540540 HRB500HRB500 HRBF500HRBF500 6 6 5050 500500630630 2828 表表4 2 3 1 4 2 3 1 普通钢筋强度标准

16、值 普通钢筋强度标准值 N mmN mm 2 2 注 当采用直径大于40 mm的钢筋时 应经相应的试验检验 或有可靠的工程经验 2929 间接作用分析方法 间接作用分析方法 1111 针对目前工程中较多超长结构不设缝的实际需求 增补了间接作用效应分析原则 重点强调对收缩 徐 变和温度作用的考虑 间接作用范围 当混凝土的收缩 徐变 以及温度 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 u温度作用应按下列情况考虑 混凝土施工期 考虑外界气温 混凝土浇筑温度 胶凝材料水化热 调节结构温度状态的人工温控措施 建筑物基底及相邻部分的热量传导等 间接作用分析方法 结构使用期 考虑季节温差 外界气温 结构表面 日照及内部使用环境温度等周期性影响等 其温度 作用计算参数及周期变化过程应取自工程附近气象 水文部门的实测资料 间接作用分析方法 弹塑性分析方法 采用考虑裂缝开展使构件刚度降低后的刚度 按 弹性分析方法近似计算 3030 3131 不配置箍筋或弯起钢筋的板不配置箍筋或弯起钢筋的板 其受冲切承载力应符 其受冲切承载力应符 合下列规定 合下列规定 修改了修