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混凝土结构设计规范(GB50010-2002)---白绍良


9. 构造规定 10.结构构件的基本规定
11.混凝土结构构件抗震设计
与第九章到第十一章有关的主要修订特点
一、在综合国力有所提高的背景下,为了提高结构质量, 从安全性角度调整了涉及各本结构规范的一系列偏弱、 偏紧的规定,使结构设计可靠度水准与修订前相比适 度提高。 二、为了提高结构质量和投资效益,使建筑物在更长时 间内保有其使用价值,减小维修费用,提高了对结构 耐久性的重视,并给出了一系列基本要求。 三、根据我国主导结构形式的变化和发展,提高了对结 构整体设计思路、设计措施以及各类构造措施的重视, 并给出了相应建议和规定。 四、反映了近年来已经逐步成熟的新材料、新技术和新 的设计方法。
10.1 板
• 与原规范相比主要调整有: 第10.1.1条,根据工程经验增加了构造最小板厚的条文 (表10.1.1)。这只是板厚下限,合理板厚应按所受内 力下的强度及变形要求以及其它要求(如防火、人防) 综合确定。 第 10.1.2 条,注意当板长宽比在 2.0 到 3.0 之间时,沿长 边方向的配筋最好按计算确定,如不计算,应在构造 配筋基础上适当加强。 第10.1.3条,注意支座负弯矩钢筋是否具有足够延伸长 度。不能盲目使用手册或经验(注意不等跨连续梁和 各跨不等荷载连续板以及活荷载 /恒载比值大的多跨连 续板)。 第 10.1.7 条第 1 款,增加板与周边梁、墙整体连接时支 座构造负弯矩筋的规定。 注意板角配筋及柱伸入板内周边的配筋。
混凝土结构设计规范(GB50010-2002)
第九章~第十一章
主讲: 白绍良
重庆大学土木工程学院 教授 博士生导师 混凝土结构设计规范(GB50010-2002)主要起草人 国际混凝土学会(fib)抗震设计委员会中方委员 中国标准化协会混凝土结构标准技术委员会副主任委员 《混凝土》、《抗震》、《高规》协调组成员 建设部工程建设标准强制性条文咨询委员会委员
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目前预应力混凝土受弯构件即按此思路确定受拉钢筋最小 配筋率。 钢筋混凝土受弯构件GBJ10-89规范 C35时,min=0.15%, C40时,min=0.2%,远低于上述要求。 本次修订适度提高。
美国( ACI318 )、欧洲( EC2 )、新西兰( NZS3101 )大 致符合理论定义。 中国GBJ10-89受原苏联规范影响,过低。 中国GB50010-2002适度提高,体现了与混凝土强度等级和 钢筋等级的关系,与英国规范(BS8100)水平相近。 min 45 f t / f y ,但不低于0.2%。
9.1 伸缩缝
本节实质性内容是尽可能减少由于混凝土收缩和温度 变化所引起的结构开裂。
越向远端,结构构件(主要是竖向构件)中的弯矩、剪 力越大;越向中间,水平构件(楼、屋盖)中的拉力或 压力越大。
混凝土收缩与温度降低有类似效果。
• 收缩内力主要发生在施工阶段和使用阶段初期; • 温度内力主要发生在使用阶段(每年周期性,每天周期性); • 原规范伸缩缝间距主要着眼于控制温度内力 , 也可以起控 制正常收缩内力的作用。多年工程经验证明, 控制效果良 好。 • 近年来混凝土强度等级提高,水泥标号提高或用量增大, 早强(后期强度增长明显减小)、高发热量、高收缩。构 件混凝土体量增大,周边约束增强,进一步加大收缩内力。 • 若采取措施(材料、施工)降低收缩内力到正常水平,原 规范规定仍可用。故表9.1.1保持原规范规定未变,但注意 已将“可”改为“宜”。 • 局部条文变动: 1、增加了框架—剪力墙、框架—核心筒结构伸缩缝间距 规定(短肢剪力墙—核心筒?); 2、增加了外露结构伸缩缝间距的规定; 3、强调了有必要减小伸缩缝间距的情况。
• 受拉锚固长度用公式表达
la fy ft d 250mm
(9.3.1-1)
— 外形系数,见表9.3.1
适应钢筋等级调整、混凝土强度等级调整及钢筋表面形状 变化。 • HRB335、HRB400钢筋直径大于25mm时乘系数1.1(钢 筋肋高与直径之比减小); • 还氧涂层钢筋(用于二、三、四类环境)乘系数1.25; • 保护层厚度大于钢筋直径三倍且配箍时乘系数0.8; • 确有把握时,锚固长度可按(需要) / (实配)比值折 减,但抗震锚固长度不允许折减。
10.3.2 补充圆柱箍筋做法
纵筋配筋率大于3%时,可用一般封闭箍(抗震做法), 也可用焊接箍(保证焊接质量)
10.4 梁柱节点
国内各类节点足尺或近足尺静力及抗震试验已有200余 个。国外数量更大,工程经验积累已反映在国家通用图集 中,有条件单列一节作出较全面规定。 10.4.1 中间层端节点 • 梁筋直锚长度不小于 la ,规定伸过柱中线≥ 5d (大截面 柱); • 梁筋带90º 弯折锚固端; 水平投影长度由0.45 la减为0.4 la (有较充分试验依据, 与 日、美规范相同); 取消了弯弧内侧加横向短筋时水平投影长度可乘0.85的规 定(试验证明横向短筋起不了改善粘结性能的作用)。 ( 10.4.6 条节点箍筋 —— 按柱筋构造规定,但间距不大于 250mm。)
欧洲(EC2): AS 0.15
N 0.3% fy
(轴压0.8%左右,大偏压0.3%)
GB50010-2002:由原规范的全部纵筋不小于 0.4%提高到 全部纵筋不小于 0.6%(400级钢筋0.5%,C60及以上混 凝土0.7%),单边不小于0.2%。
9.6 预应力混凝土构件的构造规定
• 根据预应力先张法和后张法钢筋选材的变化将构造调 整为针对高强钢丝、三股及七股钢绞线以及热处理钢 筋。具体规定无原则性变化。 • 引入钢丝的并筋措施,在确定其锚固长度及传递长度 时用等效直径(粘结性能略受影响)。
• 根据工程经验适度增大了保护层厚度,分别按环境类 别,构件类别和混凝土强度等级给出最小保护层厚度 (且不小于钢筋直径)。
• 设计使用年限为100年的结构,保护层在表9.2.1规定的基 础上增大40%。保护层大于40mm时加附加钢筋网。 • 悬臂梁(二、三类环境)注意对上部保护层的附加保护。
9.3 钢筋锚固
规范不限制这种突破,但相应措施由设计人裁定,因工程 情况多样,规范无法统一做出建议或规定。
9.2 混凝土保护层
保证钢筋混凝土结构耐久性的几项主要措施: 1、规定保护层混凝土必要厚度,在建筑物使用寿命内, 使表层混凝土碳化不致深入到钢筋表面,以保持钢筋 的碱性环境,防止由表层混凝土侵入的水和氧导致钢 筋全面锈蚀。 2、控制裂缝宽度,防止钢筋锈蚀从裂缝处开始,并沿钢 筋蔓延。 3、防止混凝土冻融破坏。 4、防止混凝土的腐蚀破坏。
10.2.13 梁截面高度范围内受力时的附加横向钢筋
作用: 1、弥补间接加载抗剪能力的降低; 2、防止发生局部拉脱。 注意,是在原有抗剪箍筋基础上附加的横向钢筋。
近期此类部位出现质量问题较多,主要原因:
1、主次梁上荷载确定不准确,次梁荷载估计偏小; 2、附加横向钢筋不足。 注意附加钢筋合理布置宽度(
10.2.4 悬臂梁负弯矩筋 • 不宜在悬臂长度内截断,伸至梁端下弯。
• 可分批向下弯折,锚固在下边缘。
10.2.5 调整受扭纵筋最小配筋率
T ft tl 0.6 Vb f y
当 T /Vb 2.0 时 取 T /Vb 2.0 ;
ft ft tl 0.84 (受弯 0.45 ) fy fy
• •

• 第 10.1.8条增加了分布筋的数量;注意在集中荷载较大处 增大分布筋数量。 • 对于温度、收缩应力较大部位的基本思路: 1、 受力钢筋可以起一定作用(收缩应力作用时楼面活荷 载尚未充分作用); 2、 注意在配筋空缺处补足温度、收缩筋; 3、 给出了温度、收缩筋最低数量建议; 4、 注意温度、收缩筋在周边构件中的锚固及相互搭接 (按接近充分受力考虑)。
超长结构(伸缩缝间距超过表9.1.1规定的结构) 根据国内成功工程经验,必须选择对应措施,其中可包括: 1 、针对温度、收缩内力的预应力措施 ( 直线预应力筋 ); 2、根据温度、收缩内力分布规律增设附加钢筋; 3、施工阶段利用后浇带对结构进行分割(间距,后浇时 间,钢筋最好断开设搭接接头,板、梁全断开); 4、其它减少收缩及温度应力措施。
s 2h1 3b
对宽扁梁偏大)。
10.2.16 增加了对梁侧边构造钢筋最小配筋量的规定
hw 450mm 时:单侧 0.001bhw,双侧 0.002bhw
• 温度、收缩应力偏大时应进一步增大; • 间距不小于200mm(不小于150mm阻裂更有效)。

10.3 柱
10.3.1 补充了圆柱纵筋最小根数的规定
二、建筑物卧置于地基上的厚底板、水工构筑物底板、 紧贴岩壁浇筑的厚墩墙 1、因混凝土收缩引起开裂(非荷载开裂);
2、地基或岩体对混凝土收缩有一定阻力; 3、开裂后纵筋(低配筋率)能控制裂缝宽度(C20~ C30, min 0.1 ~ 0.15% ,裂缝可控制在0.2~0.3mm)。 GB50010-2002规定不小于0.15%。 (ACI318规范还建议当底板有荷载时(自重除外),配 筋不低于计算需要量的1.3倍)。
• 受扭纵筋沿周边均匀对称布置原则; • 受扭纵筋在梁端按充分受拉锚固的原则; • 弯、扭纵筋沿相应截面边缘数量相加的原则。
10.2.6 给出对梁端按简支计算但实际受部分约束时的支座上 部构造配筋。
10.2.10 调整了受剪箍筋最小配箍率 sv 0.24 f t / f yv 弯剪扭箍筋最小配箍率 sv 0.28 f t / f yv • 复合箍筋截面内部箍肢不应计入受扭箍筋; • 受扭箍筋端部采用与抗震箍筋相同的做法(135º ,平直段 10d)。
le la
(9.4.3)
式中为搭接长度修正系数,见规范表9.4.3。 • 明确了各类接头“同一连接区段”的定义,用“同一连 接区段”内有接头的钢筋计算接头面积百分率。
(规范)
9.5 纵向受力钢筋最小配筋率
一、梁板类(受弯、偏拉类)构件受拉纵筋最小配筋率: • 理论定义:受弯构件受拉区混凝土开裂后受拉钢筋不 致立即屈服。
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