混凝土结构设计规范GB50010-201

东南大学《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《混凝土结构设计规范》GB50010-2010主要修订内容介绍张志强目录一、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》GB50010-2010一、修订概况1.1修订原则1、适当增加结构的安全储备以及抗灾性能，注重结构的整体稳固性。2、规范从以截面配筋计算为主扩展到结构体系的设计，强调概念设计的重要性。3、淘汰低强材料采用高强材料，提高资源利用效率，落实“四节一环保”。4、贯彻可持续发展的基本国策，完善耐久性设计，补充既有结构设计的原则。5、拓展结构分析的内容，系统提出各种分析方法，包括间接作用分析的原则。6、补充、完善构件斜截面受剪、冲切、拉弯剪扭复合受力等的承载力计算。7、修改、完善正常使用状态验算，调整裂缝宽度及挠度计算，增加舒适度要求。8、改进钢筋保护层、锚固、连接、最小配筋率及各类构件连接构造措施的有关内容。9、补充、完善并集中表达预应力构件设计的有关内容，包括无粘结预应力。10、加强与抗震规范的协调，补充、完善结构抗震的有关内容。11、进一步与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其它专业规范的合理分工、协调。1.2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；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的有关规定；4.增加了楼盖舒适度的设计要求；5.修订了环境等级划分，完善了耐久性设计；适当调整了钢筋保护层厚度；6.淘汰了235MPa级低强钢筋，增加500MPa级高强钢筋；7.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计算公式；10/34211.修改了钢筋混凝土框架柱双向受剪承载力计算方法；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.修改了钢筋锚固长度的有关规定；15.调整了混凝土结构构件纵向受力钢筋最小配筋率的要求；16.补充了双向受剪钢筋混凝土框架柱的抗震设计相关规定。11/34217.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。18.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。19.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。20.补充了预应力混凝土构件抗震设计的相关要求。21.增加了冲切及板柱节点抗震设计的相关规定。1.3试设计分析1）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）。（2）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（10～40%），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。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10～20%。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。8.对于荷载、内力不大，由最小配筋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10～15%，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。（1）结构缝structuraljoint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。（2）混凝土保护层concretecover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》GB50010-2010二、术语与符号2.1术语规范给出22个专用术语。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）δgt：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轧带肋钢筋》GB1499标准中Agt。用于控制受力钢筋的延性（极限应变εsu）。（2）Φ：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）ηns、ηs：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-δ𝛿)由“ηns”表示；对结构(P-∆)由“ηs”表示。《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。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。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间接作用包括温度变化、混凝土收缩、徐变、强迫位移、环境引起材料性能退化等造成的影响。设计时应根据有关标准、工程特点及具体情况分析作用效应，采用经验性的构造措施进行定性设计；（3）对于爆炸、撞击、罕遇自然灾害等偶然作用及非常特殊作用，应根据有关标准或由实际条件和要求确定。28/342关于混凝土结构的安全等级，增加了可根据实际情况调整构件的安全等级；对关键传力部位和重要的构件适当提高安全等级，以提高构件重要性系数等方法确定结构的安全；对可更换的构件及次要构件，可降低其重要性系数。（3.1.5）3.2结构方案（3.2.1-3.2.4新增条文）（1）3.2.1混凝土结构的设计方案应符合下列要求：1选用合理的结构体系、构件型式和布置；2结构的平、立面布置宜规则，各部分的质量和刚度宜均匀、连续；3结构传力途径应简捷、明确，竖向构件宜连续贯通、对齐；4宜采用超静定结构，重要构件和关键传力部位应增加冗余约束或有多条传力途径；5宜采取减小偶然作用影响的措施；强调结构方案的重要性，其决定了结构体系的合理与否，对建筑物的安全有着决定性的影响。但其没有计算，只能以概念设计落实。因此方案阶段应考虑加强结构整体稳定性的设计原则，在与建筑方案协调时应考虑结构体型（高度比、长度比）适当。3.2.2混凝土结构中结构缝的设计应符合下列要求：1应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使用功能，合理确定结构缝的位置和构造形式；2宜控制结构缝的数量，并应采取有效措施减少设缝的不利影响；3可根据需要设置施工阶段的临时性结构缝。结构缝的类型:伸缩缝：减小混凝土收缩、温度变化引起的胀—缩变形的不利影响；沉降缝：减小基础不均匀沉降的不利影响；防震缝：防止地震时相邻结构互相撞击破坏；构造缝：防止结构局部应力集中的不利影响；体形缝：避免结构刚度及质量突变引起的不利影响；分割缝：防止结构连续倒塌，控制倒塌范围；临时缝（施工接槎和后浇带等）：消除某些暂时性（早期收缩）的不利影响；控制缝：预留薄弱截面，利用混凝土收缩在指定部位按需的形式开裂，并预先采取措施，消除设缝的不利影响。3.2.3结构构件连接应符合下列要求：1连接部位的承载力不应小于被连接构件的承载力，并应保证被连接构件之间的传力性能；2当混凝土构件与其他材料构件连接时，应采取可靠的连接措施；3应考虑构件变形对连接节点及相邻结构或构件造成的影响。3.2.4混凝土结构设计应符合节省材料、方便施工、降低能耗与保护环境的要求。3.3承载能力极限状态计算新增内容。完善了承载力极限状态设计的内容，提出了采用应力设计或其他形式表达作用效应的混凝土结构构件。（1）当用内力的形式表达时，结构构件应采用下列承载能力极限状态的设计表达式（3.3.2条）γ0S≤R(3.3.2-1)R=R(fc,fs,ak,……)/γRd(3.3.2-2)γRd——结构构件的抗力模型不确定性分项系数2对二维、三维混凝土结构构件，当按弹性或弹塑性方法分析并以应力的形式表达时，可将混凝土应力按区域等代成内力设计值，按3.3.2条进行计算；也可直接采用多轴强度准则进行设计验算。（3.3.3条）上述表达式能适应多轴强度计算、应力设计、既有结构设计以及结构防连续倒塌设计等情况。3.3.4（新增）偶然作用下承载力极限状态设计时的计算规定。作用效应设计值S按偶然组合计算结构重要性系数γ0取不小于1.0的数值材料强度取标准值3.3.5（新增）既有结构承载力极限状态设计时的计算规定3.4正常使用极限状态验算1.混凝土结构构件正常使用极限状态的验算应包括下列内容：a.对需要控制变形的构件，应进行变形验算；b.对使用上限制出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；c.对允许出现裂缝的构件，应进行受力裂缝宽度验算；d.对有舒适度要求的楼盖结构，应进行竖向自振频率验算（新增内容）。S≤C2.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：a.住宅和公寓不宜低于5Hz；b.办公楼和旅馆不宜低于4Hz；c.大跨度公共建筑不宜3Hz；d.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.受弯构件的挠度限值与02规范相同，仅作了以下变动（3.4.3）（1）钢筋混凝土受弯构件的挠度计算改为仅考虑荷载效应的准永久组合并考虑荷载长期作用的影响进行计算；预应力混凝土受弯构件考虑荷载效应的标准组合，并考虑荷载长期作用的影响进行计算。（2）在受弯构件的挠度限值表的注3中，增加了对预应力混凝土构件，可减去预应力所产生的反拱值；注