溷凝土结构设计规范GB50010-2010_宣讲教材.ppt
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1、,天津大学,王铁成,康谷贻,混凝土结构设计规范GB50010-2010 混凝土结构设计规范GB50010-2010 主要修订内容介绍,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,2/342,目,录,一、修订概况 二、术语与符号 三、基本设计规定 四、混凝土结构的材料 五、结构分析 六、承载能力极限状态计算 七、正常使用极限状态验算 八、构造规定 九、结构构件的基本规定 十、预应力混凝土结构构件 十一、混凝土结构构件抗震设计,混凝土结构设计规范GB50010-2010,Professor Tiecheng Wang and G
2、uyi Kang,Tianjin University,3/342,混凝土结构设计规范GB50010-2010 一、修订概况 1. 修订的背景和原则 1.1. 修订过程 2007年2月成立修订组,2007年2月2008年7月资料收集整理 分析及补充试验,完成了规范修订初稿(第一稿)。2008年12月 完成了规范征求意见稿初稿(第二稿)。2008年12月在北京召开 修订组第三次工作会议,会议对征求意见初稿进行了讨论,形成 了修改意见。2009年7月20日完成规范修订征求意见稿(第三 稿),修订组发送征求意见稿280份,在全国范围内广泛征求意 见,并在“国家工程建设标准化信息网”上予以公示,至20
3、09年9月 10日共收到5个施工单位、8个研究院所、16所高校,27个设计院 共计56个单位近200余名技术人员的1500条反馈意见。修订组于 2009年11月完成反馈意见汇处理,并对规范征求意见稿进行了修 改,形成了规范送审稿初稿(第四稿)。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,4/342,在征求意见的同时,修订组组织有关单位完成了新 版规范软件的编制工作,各家设计单位布置了试设计任 务。试设计于09年12月完成。 2009年11月在北京召开修订组第四次工作会议,讨 论了规范送审稿初稿。 2009年12月规范审查,
4、2010年6 月规范报批。2010年8月18日住房和城乡建设部发布公 告,国家标准混凝土结构设计规范GB50010-2010, 自2011年7月1日起实施。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,5/342,1.2 修订原则 规范的修订总原则为“补充、完善、提高、不作大 的改动”。 按照上述原则,补充了既有结构改造设计与结构防 连续倒塌的原则等内容,将规范从以构件设计为主适当 扩展到整体结构的设计要求;贯彻落实 “四节一环 保”、节能减排与可持续发展的基本国策。,Professor Tiecheng Wang and
5、Guyi Kang,Tianjin University,6/342,淘汰低强材料,采用高强高性能材料,提高资源的 利用效率; 保证建筑结构的防灾能力,适当提高安全储备; 扩展结构分析的内容; 加强构造与连接的措施,提高结构的整体稳固性; 完善了耐久性设计内容,适当提高结构设计耐久 性,适应可持续发展的要求; 补充、完善构件截面设计的有关内容; 参考国外有关先进标准,进一步与国际接轨; 与相关规范合理分工和协调工作。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,7/342,Professor Tiecheng Wang an
6、d Guyi Kang,Tianjin University,8/342,1.3 主要修订技术要点 1.补充了“结构方案”和“结构抗倒塌”的设计原则, 增强结构的整体稳固性,提高混凝土结构抗偶然作用 的能力; 2.增加了既有结构改造设计的原则的规定; 3.修改了钢筋混凝土和预应力混凝土构件正常使用极限 状态设计裂缝宽度、挠度验算的有关规定; 4.增加了楼盖舒适度的设计要求,控制楼盖结构的竖向 自振频率。 5.修订了环境等级划分,完善了耐久性设计(环境类 别、建材质量、构造措施、维护管理等的定性要 求)。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin
7、 University,9/342,6.淘汰了235MPa级低强钢筋,增加500MPa级高强钢筋,并明确将 400MPa级钢筋作为主力钢筋,提倡应用500MPa级钢筋,逐步淘汰 335MPa级钢筋;提出钢筋延性(最大力下总伸长率)的要求; 7.与国外规范一致,方便钢筋密集构件施工,提出了并筋(钢筋 束)的配筋方式、等效直径的概念及设计方法。 8.对结构侧移的二阶效应(效应),提出有限元分析方法及增大系 数的简化考虑方法; 9.完善了钢筋、混凝土的应力-应变本构关系以及混凝土多轴强度准 则的有关内容,适应混凝土结构非线性分析的要求; 10.统一了一般受弯构件与集中荷载作用下的梁的斜截面受剪承载力
8、 计算公式,调整了斜截面受剪承载力计算公式中箍筋抗力项的系 数,适当增加斜截面受剪承载力的安全储备;,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,10/342,11.修改了钢筋混凝土框架柱双向受剪承载力计算方 法,采用椭圆规律为基础的表达方式,并与单向受 剪衔接; 12.补充了拉、弯、剪、扭复合受力钢筋混凝土矩形截 面框架柱设计计算的相关规定; 13.修改了受冲切承载力计算公式; 14.调整裂缝宽度计算中的钢筋应力计算方法以及受 弯、偏心受压构件受力特征系数取值,裂缝宽度计 算略有放松。 15.适当调整了钢筋保护层厚度规定,
9、明确结构最外层 钢筋计算钢筋的混凝土保护层厚度,一般环境下保 护层厚度略有增加,恶劣环境下增加幅度较大;,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,11/342,16.修改了钢筋锚固长度的有关规定,提出了不同情况 下钢筋锚固长度的修正系数以及端板锚固等机械锚 固方式和要求。 17.调整了混凝土结构构件纵向受力钢筋最小配筋率的 要 求 。 400MPa 级 钢 筋 比 现 行 规 范 适 当 有 所 提 高 , 500MPa级钢筋的最小配筋率与现行规范400MPa级钢 筋相当,适当提高了安全储备。 18.补充了装配式混凝土结
10、构的设计原则以及装配式楼 板、梁、柱、墙的有关构造要求。 19.补充了双向受剪钢筋混凝土框架柱的抗震设计相关 规定。 20.调整了混凝土柱轴压比限值,增加了四级抗震等级 的轴压比要求。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,12/342,21.调整了混凝土柱的最小截面尺寸要求和最小配筋率 规定,适当提高了安全度。 22.补充筒体及剪力墙洞口连梁的受弯承载力及小跨高 比连梁、特殊配筋连梁的设计规定。 23.修改了剪力墙边缘构件的有关设计要求,增加了三 级抗震等级剪力墙的相关规定。 24.增加了冲切及板柱节点抗震设计的相关
11、规定。 25.补充了预应力混凝土构件抗震设计的相关要求。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,13/342,1.4 强制性条文 以本规范2002年版为基础,对强制性条文进行了 调整,第3.1.7条、第4.1.3条、第4.1.4条、第4.2.2 条、第4.2.3条、第8.2.1条、第8.5.1条、第10.1.1 条 、 第 11.1.3 条 、 第 11.2.3 条 、 第 11.3.1 条 、 第 11.3.6条、第11.4.12条、第11.7.15条和第3.2.2条共 15条列为强制性条文。,Professor T
12、iecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,14/342,1.5 试设计分析 (1) 试设计原则 1. 选择多种结构形式由多个设计单位进行试设计,使 结果具有代表性。 2. 试设计项目选各自己经完成的既有结构工程,使其 具有实际工程背景。 3. 反映相关标准的修订及变化,荷载效应的计算按最 新版本进行。 4. 统一提供原有设计程序及按“征求意见稿”编制的 新程序计算,以便进行对比。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,15/342,5. 严格按提供程序计算,不考虑设计习
13、惯及技术措 施,以客观反应规范修订的变化。 6. 考虑发展趋势,采用高强材料(500MPa级钢筋等), 并进行材料用量的比较。 7. 报告要求介绍工程的基本参数及按构件(板、梁、 柱、墙等)计算结果的详细比较。 8. 报告要求对试设计结果的对比及变化原因提出意 见,供规范修订参考。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,16/342,(2) 试设计的工程 新混凝土结构设计规范2009年7月开始进行试设计。试设 计由中国建筑科学研究院结构所提供设计软件,7个单位对7种结构 形式的10个工程进行设计及分析、对比。 中国建筑
14、设计研究院:剪力墙结构(高层住宅) 北京市建筑设计研究院:框架-筒体结构(办公楼) 华东建筑设计研究院:框架-剪力墙结构(办公楼) 中国建筑西南设计院:框架结构(办公楼) 中国航空工业规划设计研究院:框架- 剪力墙结构(多层厂 房)、排架结构(单层厂房) 南京市建筑设计研究院:板柱结构 郑州大学综合设计研究院:框架结构(教学楼)、框架-剪力墙结 构(商住楼)、剪力墙结构(商住楼)。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,17/342,(3)试设计总结 1. 修订规范与原规范比较,混凝土用量无明显变化,在钢筋等级 不变情
15、况下,钢筋用量稍有波动,但基本持平。 2. 受弯构件(梁)因计算公式修改,裂缝宽度控制大幅度减少 (1040%),受力纵筋用量明显减少,可达10%左右。 3. 受弯构件的箍筋因抗剪承载力计算公式修改,用钢量增加。加 上由于保护层厚度加大对垂直截面承载力的影响(约1 4%),故配筋量能够基本保持不变。 4. 用300MPa级钢筋取代235MPa级钢筋;用400、500MPa级钢筋取 代335MPa级钢筋,可以明显减少钢筋用量,对于不同情况差异 较大,平均可减少用钢量约15%左右。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,1
16、8/342,5.对于荷载及内力很大,由承载力确定配筋的情况(例 如梁),由于适当放松了裂缝控制的制约,应用高强 钢筋的效果明显,省钢可达1020%。 6.抗震柱中箍筋体积配箍率改以抗拉强度计算后,采用 高强箍筋的效果也很明显,省钢可达20%以上,但应 解决高强箍筋弯折加工等工艺问题。 7.高强钢筋带来锚固、搭接长度等问题,通过采用机械 锚固、机械连接等手段解决,并未明显引起用钢量增 加,但还应加强浆锚等新施工工艺、技术的开发应 用。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,19/342,8.对于荷载、内力不大,由最小配筋
17、率确定截面配筋 的情况,采用更高强的500MPa钢筋效果并不明显。 因此中高强的400MPa级钢筋可能成为未来的主力钢 筋。 9.板柱结构在限制高度24m的情况下,采取必要的措施 后,可以满足抗震的基本要求。在钢筋等级不变的 情况下用钢量增加1015%,但采用高强钢筋后, 可以持平或减少。这种结构形式作为车库、商场、 仓储等结构有一定的优势。 10.综上所述,修订规范的工程适用性较好。在适当提 高安全储备、抗灾能力、耐久性能的情况下,通过 技术进步和采用高强材料等措施,有效地落实了节 材、减耗、环保的目标。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianj
18、in University,20/342,1.6 审查意见 规范(送审稿)较全面反映了我国近年来混凝土 结构研究与应用技术的进步与发展,主要在以下方面对 原规范做了重要的修订和改进: 1)不再列入235MPa级钢筋,纳入500MPa级钢筋,并 以400MPa级钢筋作为主力钢筋,缩小了335MPa级钢筋的 应用范围,提高了材料的利用效率,将促进能源资源节 约、减少排放。 2)增加了结构方案设计、既有结构设计及防连续倒 塌设计原则等内容,加强了构造措施,提高了结构的整 体性、稳固性和抵御灾害的能力。 3)改善了耐久性设计内容,适当增加了混凝土保护 层厚度,提高了混凝土结构的耐久性。,Profess
19、or Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,21/342,4)修改了梁斜截面受剪承载力计算公式,完善了 复杂受力结构构件的承载力设计方法。 5)补充了无粘结预应力混凝土结构的有关设计内 容,修改了预应力损失、构造等方面的内容。 6)抗震设计方面,调整了构件的抗震等级和有关 内力调整要求,补充了混凝土构件双向受剪的设计方 法,板柱节点设计方法及预应力混凝土抗震设计规定。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,22/342,规范反映了混凝土结构设计的最新成果,适用 性
20、强,无重大遗留问题。规范技术指标科学合理, 符合国家技术政策,能够满足工程建设需要,总体上达 到了国际先进水平。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,23/342,(2)现浇混凝土结构,cast-in-situ concrete structure,在现场原位支模并整体浇注而形成的混凝土结构。 (3)结构缝 structural joint 为实现结构功能而主动设置用以分割混凝土结构或构件的间隔。 (4)混凝土保护层 concrete cover 构件中钢筋外缘至构件表面的混凝土层,简称保护层。,混凝土结构设计规范G
21、B50010-2010 二、术语与符号 2.1 术语 规范给出22个专用术语。增加以下术语: ( 1 ) 无 粘 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 unbonded prestressed concrete structure 配置有带有涂料层和外包层的预应力钢筋,与混凝土之间能够永久产 生滑动的后张法预应力混凝土结构。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,24/342,2.2 符号 新规范基本上沿用 02 规范的符号,增加了以下符号: (1) gt :钢筋在最大拉力下的总伸长率,即现行国家标准钢筋混凝 土结构用热
22、轧带肋钢筋GB 1499 标准中 Agt 。用于控制受力钢筋的延性(极 限应变 su )。 (2):钢筋直径符号(不表示钢筋牌号)。 (3)HRB500: 强度级别为 500N/mm2 的普通热轧带肋钢筋。 (4)HRB400E:强度级别为 400N/mm2 的抗震热轧带肋钢筋。 (5)HRBF500:强度级别为 400N/mm2 的细晶粒热轧带肋钢筋。 (6)RRB400: 强度级别为 400N/mm2 的余热处理带肋钢筋。 (7)ns 、s :偏心受压构件的二阶效应,其效应的增大系数(偏心距、 弯矩等),对构件 ( p ) 由“ns ”表示;对结构 ( P ) 由“s ”表示。,Profe
23、ssor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,25/342,混凝土结构设计规范GB50010-2010 三、基本设计规定 3.1 一般规定 1. 混凝土结构设计的内容(3.1.1新增条文): (1)结构方案设计,包括结构选型、传力途径和构件布置; (2)作用及作用效应分析; (3)结构构件截面配筋计算或验算; (4)结构及构件的构造、连接措施; (5)对耐久性及施工的要求; (6)满足特殊要求结构的专门性能设计。 设计应明确结构的用途,在设计使用年限内未经技术 鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境。,Professor Tiec
24、heng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,26/342,2.结构设计极限状态分为两类承载能力极限状态和 正常使用极限状态(3.1.3) a.承载力极限状态中,为结构安全计,增加了结构 防连续倒塌的内容。 b.正常使用极限状态中为提高使用质量,增加了舒 适度的要求。,Professor Tiecheng Wang and Guyi Kang,Tianjin University,27/342,4. 结构上作用效应的原则(3.1.4) (1)直接作用、地震作用、直接承受吊车荷载的构件 及预制构件,现浇构件均沿用原02规范的规定; (2)新规范增加了非荷载
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