混凝土结构设计规范GB50010-2010宣讲-王铁成

天津大学王铁成《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ProfessorTiechengWangTianjinUniversity2/342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》GB50010-2010ProfessorTiechengWangTianjinUniversity3/342《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2009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）。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity4/342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，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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity5/3421.2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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity6/342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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity7/342ProfessorTiechengWangTianjinUniversity8/3421.3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）。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity9/3426.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；ProfessorTiechengWangTianjinUniversity10/34211.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，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；ProfessorTiechengWangTianjinUniversity11/34216.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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity12/34221.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规定。25.补充了预应力混凝土构件抗震设计的相关要求。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity13/3421.4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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity14/3421.5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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity15/3425.严格按提供程序计算，不考虑设计习惯及技术措施，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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity16/342（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）。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity17/342（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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity18/3425.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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity19/3428.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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity20/3421.6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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversity21/3424）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。ProfessorTiechengWangTianjinUniversi