完整版混凝土结构设计规范.docx

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完整版混凝土结构设计规范

混凝土结构设计标准

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混凝土结构设计标准?

是根据建设部建标1997108号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关的高等院校及科研、设计、企业单位共同修订而成.在修订过程中,标准修订组开展了各类专题研究,进行了广泛的调查分析,总结了近年来我国混凝土结构设计的实践经验,与相关的标准标准进行了协调,与国际先进的标准标准进行了比较和借鉴.在此根底上以多种方式广泛征求了全国有关单位的意见并进行了试设计,对主要问题进行了反复修改,最后经审查定稿.

混凝土结构设计标准

、之,

刖H

第1章总那么

第2章术语、符号

第3章根本设计规定

第4章材料

第5章结构分析

第6章预应力混凝土结构构件计算要求混凝土结构设计标准

、之,

刖H

第1章总那么

第2章术语、符号

第3章根本设计规定

第4章材料

第5章结构分析

第6章预应力混凝土结构构件计算要求

•第7章承载水平极限状态计算

•第11章混凝土结构构件抗震设计

•附录D后张预应力钢筋常用束形的预应力损失

•附录E与时间相关的预应力损失

•附录F任意截面构件正截面承载力计算

•附录G板柱节点计算用等效集中反力设计不

•本标准用词用语说明

商中华人民共和国国家标准

GB50010-2002

混凝土结构设计标准

Codefordesignofconcretestructures主编部门：

中华人民共和国建设部批准部门：

中华人民共和国建设部施行日期：

2002年4月1日关于发布国家标准?

混凝土结构设计标准?

的通知根据我部?

关于印发〈一九九七年工程建设标准制订、修订方案〉的

通知?

〔建标[1997]108号〕的要求,由建设部会同有关部门共同修订的?

混

凝土结构设计标准?

经有关部门会审,批准为国家标准,编号为GB

50010-2002,自2002年4月1日起施行.其中,3.1.8、3.2.1、4.1.3、4.1.4、4.2.2、4.2.3、6.1.1、9.2.1、9.5.1、10.9.3、10.9.8、11.1.2、11.1.4、11.3.1、11.3.6、11.4.12、11.7.11为强制性条文,必须严格执行.原?

混凝土结构设计标准?

GBJ10-89于2002年12月31日废止.

本标准由建设部负责治理和对强制性条文的解释,中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释,建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行.

中华人民共和国建设部2002年2月20日

、A•_刖百

本标准是根据建设部建标[1997]108号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关的高等院校及科研、设计、企业单位共同修订而成.

在修订过程中,标准修订组开展了各类专题研究,进行了广泛的调查分析,总结了近年来我国混凝土结构设计的实践经验,与相关的标准标准进行了协调,与国际先进的标准标准进行了比较和借鉴.在此根底上以多种方式广泛征求了全国有关单位的意见并进行了试设计,对主要问题进行了反复修改,最后经审查定稿.

本标准主要规定的内容有：

混凝土结构根本设计规定、材料、结构分析、承载力极限状态计算及正常使用极限状态验算、构造及构件、结构构件抗震设计及有关的附录.

本标准将来可能需要进行局部修订,有关局部修订的信息和条文内容将刊登在?

工程建设标准化?

杂志上.

本标准以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行.

第1章总那么

第1.0.1条为了在混凝土结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、平安闲用、经济合理、保证质量,制订本标准.

第1.0.2条本标准适用于房屋和一般构筑物的钢筋混凝土、预应力混凝土以及素混凝土承重结构的设计.本标准不适用于轻骨料混凝土及其他

特种混凝土结构的设计.

第1.0.3条混凝土结构的设计,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定.

第2章术语、符号

2.1术语

第2.1.1条混凝土结构concretestructure

以混凝土为主制成的结构,包括素混凝土结构,钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等.

第2.1.2条素混凝土结构plainconcretestructure

由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构.

第2.1.3条钢筋混凝土结构reinforcedconcretestructure

由配置受力的普通钢筋,钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构.

第2.1.4条预应力混凝土结构prestressedconcretestructure

由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构.

第2.1.5条先张法预应力混凝土结构pretensionedprestressed

concretestructure

在台座上张拉预应力钢筋后浇筑混凝土,并通过粘结力传递而建立预加应力的混凝土结构.

第2.1.6条后张法预应力混凝土结构post-tensionedprestressed

concretestructure

在混凝土到达规定强度后,通过张拉预应力钢筋并在结构上锚固而建立预加应力的混凝土结构.

第2.1.7条现浇混凝土结构cast-in-situconcretestructure

在现场支模并整体浇筑而成的混凝土结构.

第2.1.8条装配式混凝土结构prefabricatedconcretestructure

由预制混凝土构件或部件通过焊接,螺栓连接等方式装配而成的混凝土结构.

第2.1.9条装配整体式混凝土结构assembledmonolithicconcrete

structure

由预制混凝土构件或部件通过钢筋,连接件或施加预应力加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构.

第2.1.10条框架结构framestructure

由梁和柱以刚接或较接相连接而构成承重体系的结构.

第2.1.11条剪力墙结构shearwallstructure

由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构.

第2.1.12条框架-剪力墙结构frame-shearwallstructure

由剪力墙和框架共同承受竖向和水平作用的结构.

第2.1.13条深受弯构件deepflexuralmember

跨高比小于5的受弯构件.

第2.1.14条深梁deepbeam

跨高比不大于2的单跨梁和跨高比不大于2.5的多跨连续梁.

第2.1.15条普通钢筋ordinarysteelbar

用于混凝土结构构件中的各种非预应力钢筋的总称.

第2.1.16条预应力钢筋prestressingtendon

用于混凝土结构构件中施加预应力的钢筋,钢丝和钢绞线的总称.

第2.1.17条可靠度degreeofreliability

结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率.

第2.1.18条平安等级safetyclass

根据破坏后果的严重程度划分的结构或结构构件的等级.

第2.1.19条设计使用年限designworkinglife

设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期.

第2.1.20条荷载效应loadeffect

由荷载引起的结构或结构构件的反响,例如内力,变形和裂缝等.

第2.1.21条荷载效应组合loadeffectcombination

按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载效应设计值规定的组合.

第2.1.22条根本组合fundamentalcombination

承载水平极限状态计算时,永久荷载和可变荷载的组合.

第2.1.23条标准组合characteristiccombination

正常使用极限状态验算时,对可变荷载采用标准值,组合值为荷载代表值的组合.

第2.1.24条准永久组合quasi-permanentcombination

正常使用极限状态验算时,对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合.

第3章根本设计规定

3.1一般规定

第3.1.1条本标准采用以概率理论为根底的极限状态设计法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,采用以分项系数的设计表达式进行设计.

第3.1.2条整个结构或结构的一局部超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态.

极限状态可分为以下两类：

一、承载水平极限状态：

这种极限状态对应于结构或结构构件到达最

大承载力、疲劳破坏或不适于继续承载的变形；

二、正常使用极限状态：

这种极限状态对应于结构或结构构件到达正常使用或耐久性能的某项规定限值.

第3.1.3条结构构件应根据承载水平极限状态及正常使用极限状态的要求,分别按以下规定进行计算和验算：

一、承载力及稳定：

所有结构构件均应进行承载力〔包括失稳〕计算；

在必要时尚应进行结构的倾覆,滑移及漂浮验算；

有抗震设防要求的结构尚应进行结构构件抗震的承载力验算；

二、疲劳：

直接承受吊车的构件应进行疲劳验算；但直接承受安装或检修用吊车的构件,根据使用情况和设计经验可不作疲劳验算；

三、变形：

对使用上需限制变形值的结构构件,应进行变形验算；

四、抗裂及裂缝宽度：

对使用上要求不出现裂缝的构件,应进行混凝土拉应力验算；对使用上允许出现裂缝的构件,应进行裂缝宽度验算；对叠合式受弯构件,尚应进行钢筋拉应力验算.

第3.1.4条结构及结构构件的承载力〔包括失稳〕计算和倾覆、滑移及漂浮验算,均应采用荷载设计值；疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度验算,均应采用相应的荷载代表值；直接承受吊车的结构构件,在计算承载力及验算疲劳、抗裂时,应考虑吊车荷载的动力系数.

预制构件尚应按制作、运输及安装时相应的荷载值进行施工阶段的验

算.预制构件吊装的验算,应将构件自重乘以动力系数,动力系数可取1.5,

但可根据构件吊装时的受力情况适当增减.

对现浇结构,必要时应进行施工阶段的验算.

当结构构件进行抗震设计时,地震作用及其他荷载值均应按现行国家标准?

建筑抗震设计标准?

GB50011的规定确定.

第3.1.5条钢筋混凝土及预应力混凝土结构构件受力钢筋的配筋率应

符合本标准第9章,第10章有关最小配筋率的规定.

素混凝土结构构件应按本标准附录A的规定进行计算.

第3.1.6条结构应具有整体稳定性,结构的局部破坏不应导致大范围倒塌.

第3.1.7条在设计使用年限内,结构和结构构件在正常维护条件下应能保持其使用功能,而不需进行大修加固.设计使用年限应按现行国家标准?

建筑结构可靠度设计统一标准?

GB50068确定.假设建设单位提出更高要求,也可按建设单位的要求确定.

第3.1.8条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.

第4章材料

4.1混凝土

第4.1.1条混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定.立方体

抗压强度标准值系指根据标准方法制作养护的边长为150mm勺立方体试

件,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%呆证率的抗压强度.

C15;当采用

第4.1.2条钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于

HRB335级钢筋时,混凝土强度等级不宜低于C20;当采用HRB400和RRB400

级钢筋以及承受重复荷载的构件,混凝土强度等级不得低于

丝,热处理钢筋作预应力钢筋时,混凝土强度等级不宜低于

注：

当采用山砂混凝土及高炉矿渣混凝土时,尚应符合专门标准的规定.

第4.1.3条混凝土轴心抗压,轴心抗拉强度标准值fck,ftk应按表4.1.3采用.

混凝土强表4.1.3

度标准值

（N/mm）

（滑

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

f

度

源

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

c

不

1吐

:

5

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

0

k

类

：

强

度

级

1

6.

7

2

0

.

1

第4.1.4条混凝土轴心抗压,轴心抗拉强度设计值fc,ft应按表4.1.4

采用.

混凝土强表4.1.4

度设计值

（N/mm）

第4.1.5条混凝土受压或受拉的弹性模量

Ec应按表4.1.5采用

混凝土疲表4.1.7

第4.1.8条当温度在0c到100c范围内时,混凝土线膨胀系数ac可

采用1X10/C.

混凝土泊松比Vc可采用0.2.

混凝土剪变模量Gc可按表4.1.5中混凝土弹性模量的0.4倍采用.

第5章结构分析

5.1根本原那么第5.1.1条结构按承载水平极限状态计算和按正常使

用极限状态验算时,应按国家现行有关标准规定的作用〔荷载〕对结构的整

体进行作用〔荷载〕效应分析；必要时,尚应对结构中受力状况特殊的局部进行更详细的结构分析.

第5.1.2条当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时,应分别进行结构分析,并确定其最不利的作用效应组合.

结构可能遭遇火灾、爆炸、撞击等偶然作用时,尚应按国家现行有关

标准的要求进行相应的结构分析.

第5.1.3条结构分析所需的各种几何尺寸,以及所采用的计算图形、边界条件、作用的取值与组合、材料性能的计算指标、初始应力和变形状况等,应符合结构的实际工作状况,并应具有相应的构造保证举措.

结构分析中所采用的各种简化和近似假定,应有理论或试验的依据,

或经工程实践验证.计算结果的准确程度应符合工程设计的要求.

第5.1.4条结构分析应符合以下要求：

1应满足力学平衡条件；

2应在不同程度上符合变形协调条件,包括节点和边界的约束条件；

3应采用合理的材料或构件单元的本构关系.

第5.1.5条结构分析时,宜根据结构类型、构件布置、材料性能和受

力特点等选择以下方法：

--线弹性分析方法；

--考虑塑性内力重分布的分析方法；

--塑性极限分析方法；

--非线性分析方法；

--试验分析方法.

第5.1.6条结构分析所采用的电算程序应经考核和验证,具技术条件应符合本标准和有关标准的要求.

对电算结果,应经判断和校核；在确认其合理有效后,方可用于工程设计.

第6章预应力混凝土结构构件计算要求

6.1一般规定

第6.1.1条预应力混凝土结构构件,除应根据使用条件进行承载力计算及变形、抗裂、裂缝宽度和应力验算外,尚应按具体情况对制作、运输及安装等施工阶段进行验算.

当预应力作为荷载效应考虑时,其设计值在本标准有关章节计算公式中给出.对承载水平极限状态,当预应力效应对结构有利时,预应力分项系数应取1.0;不利时应取1.2.对正常使用极限状态,预应力分项系数应取1.0.

第6.1.2条当通过对一局部纵向钢筋施加预应力已能使构件符合裂缝限制要求时,承载力计算所需的其余纵向钢筋可采用非预应力钢筋.非预应力钢筋宜采用HRB400级、HRB335a钢筋,也可采用RRB400级钢筋.

第6.1.3条预应力钢筋的张拉限制应力值6con不宜超过表6.1.3规定的张拉限制应力限值,且不应小于0.4fptk.

当符合以下情况之一时,表6.1.3中的张拉限制应力限值可提升

0.05fptk:

1要求提升构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋；

2要求局部抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失.

张拉限制表6.1.3

应力限值

钢筋种类

张拉

方法

张先法

后张法

消除应力钢丝、纲绞线

0.75fptk

0.75fptk

热处理钢筋

0.70fptk

0.65fptk

2后张法构件

由预应力产生的混凝土法向应力

（6.1.5-4）

相应阶段预应力钢筋的有效预应力

式中

An--净截面面积,即扣除孔道、凹槽等削弱局部以外的混凝土全部截

面面积及纵向非预应力钢筋截面面积换算成混凝土的截面面积之和；对由不同混凝土强度等级组成的截面,应根据混凝土弹性模量比值换算成同一混凝土强度等级的截面面积；

A0--换算截面面积：

包括净截面面积以及全部纵向预应力钢筋截面面

积换算成混凝土的截面面积；

10、In--换算截面惯性矩、净截面惯性矩；

ep0、epn--换算截面重心、净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋

合力点的距离,按本标准第6.1.6条的规定计算；

y0、yn--换算截面重心、净截面重心至所计算纤维处的距离；

〔71--相应阶段的预应力损失值,按本标准第6.2.1条至6.2.7条的规

定计算；

aE--钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：

aE=Es/Ec,此处,Es按

本标准表4.2.4采用,Ec按本标准表4.1.5采用；

Np0、Np--先张法构件、后张法构件的预应力钢筋及非预应力钢筋的合

力,按本标准第6.1.6条计算；

M2--由预加力Np在后张法预应力混凝土超静定结构中产生的次弯矩,

按本标准第6.1.7条的规定计算.

注：

1在公式〔6.1.5-1〕、〔6.1.5-4〕中,右边第二、第三项与第一项的

应力方向相同时取加号,相反时取减号；公式〔6.1.5-2〕、〔6.1.5-6〕适用

于①pc为压应力的情况,当〔7pc为拉应力时,应以负值代入；

2在设计中宜采取举措预防或减少柱和墙等约束构件对梁、板预应力效

果的不利影响.

第6.1.6条预应力钢筋及非预应力钢筋的合力以及合力点的偏心距

〔图6.1.6〕宜按以下公式计算：

1先张法构件

（6.1.6-3）

（Tl5As-

（T'l5A's

（6.1.6-4）

式中

〔rp0、〔T'p0--受拉区、受压区预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力；

o-pe>0-'pe--受拉区、受压区预应力钢筋的有效预应力；

Ap、A'p--受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积；

As、A's--受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积；

yp、y'p--受拉区、受压区预应力合力点至换算截面重心的距离；

ys、y's--受拉区、受压区非预应力钢筋重心至换算截面重心的距离；

目5、〔T'15--受拉区、受压区预应力钢筋在各自合力点处混凝土收缩

和徐变引起的预应力损失值,按本标准第6.2.5条的规定计算；

ypn、y'pn--受拉区、受压区预应力合力点至净截面重心的距离；

ysn、y'sn--受拉区、受压区非预应力钢筋重心至净截面重心的距离.

注：

当公式〔6.1.6-1〕至公式〔6.1.6-4〕中的A'p=0时,可取式中〔T'15=0.

第6.1.7条后张法预应力混凝土超静定结构,在进行正截面受弯承载力计算及抗裂验算时,在弯矩设计值中次弯矩应参与组合；在进行斜截面受剪承载力计算及抗裂验算时,在剪力设计值中次剪力应参与组合.

次弯矩、次剪力及其参与组合的计算应符合以下规定：

1按弹性分析计算时,次弯矩M2宜按以下公式计算：

Np--预应力钢筋及非预应力钢筋的合力,按本标准公式〔6.1.6-3〕计算；

epn--净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离,按本规范公式〔6.1.6-4〕计算；

M1--预加力NP对净截面重心偏心引起的弯距值；

Mr--由预加力NP的等效荷载在结构构件截面上产生的弯矩值.

次剪力宜根据构件各截面次弯矩的分布按结构力学方法计算.

2在对截面进行受弯及受剪承载力计算时,当参与组合的次弯矩、次剪力对结构不利时,预应力分项系数应取1.2;有利时应取1.0.

3在对截面进行受弯及受剪的抗裂验算时,参与组合的次弯矩和次剪力

的预应力分项系数应取1.0.

第6.1.8条对后张法预应力混凝土框架梁及连续梁,在满足本标准第

9.5节纵向受力钢筋最小配筋率的条件下,当截面相对受压区高度

时,可考虑内力重分布,支座截面矩可按10%M幅,并应满足正常使用极限

式中

〔Tpe--放张时预应力钢筋的有效预应力；d--预应力钢筋的公称直径,按本标准附录a--预应力钢筋的外形系数,按本标准表ftk--与放张时混凝土立方体抗压强度

值,按本标准表4.1.3以线性内插法确定.

当采用骤然放松预应力钢筋的施工工艺时,0.25ltr处开始计算.

第6.1.10条计算先张法预应力混凝土构件端部锚固区的正截面和斜截面受弯承载力时,锚固长度范围内的预应力钢筋抗拉强度设计值在锚固

起点处应取为零,在锚固终点处应取为fpy,两点之间可按线性内插法确定.

预应力钢筋的锚固长度la应按本标准第9.3.1条确定.

第6.1.11条预应力混凝土结构构件的施工阶段,除应进行承载水平极限状态验算外,对预拉区不允许出现裂缝的构件或预压时全截面受压的构件,在预加力、自重及施式荷载〔必要时应考虑动力系数〕作用下,其截

面边缘的混凝土法向应力尚应符合以下规定〔图6.1.11〕:

0-Ct

（6.1.11-

k

1）

（rcc<0.8

（6.1.11-

fck

2）

截面边缘的混凝土法向应力可按以下公式计算:

（TCC或0-C

t=0-pc+土

（6.1.11

3）

式中

（TCC、（7Ct--相应施工阶段计算截面边缘纤维的混凝土压应力、拉应

力；

ftk、fck--与各施工阶段混凝土立方体抗压强度fcu相应的抗拉强

度标准值、抗压强度标准值,按本标准表4.1.3以线性内插法确定；

Nk、Mk--构件自重及施工荷载的标准组合的计算截面产生的轴向力值、

弯矩值；

W0--验算边缘的换算截面弹性对抗矩.

第6.1.12条预应力混凝土结构构件的施工阶段,除应进行承载水平极限状态验算外,对预拉区允许出现裂缝而在预拉区不配置纵向预应力钢筋的构件,其截面边缘的混凝土法向应力应符合以下规定：

（Tct<2ftk

（6.1.12

1）

（tcc<0.8fck

（6.1.12

2）

此处erct、（TCC仍按本标准第6.1.11条的规定计算.

第6.1.13条预应力混凝土结构构件预拉区纵向钢筋的配筋应符合下列要求：

1施工阶段预拉区不允许出现裂缝的构件,预拉区纵向钢筋的配筋率（A's+A'p）/A不应小于0.2%,对后张法构件不应计入A'p,其中,A为构件截

面面积；

2施工阶段预拉区允许出现裂缝而在预拉区不配置纵向预应力钢筋的

构件,当（Tct=2ftk时,预拉区纵向钢筋的配筋率A's/A不应小于0.4%;

当ftk<6ct<2ftk时,那么在0.2%和0.4%之间按线性内插法确定；

3预拉区的纵向非预应力钢筋的直径不宜大于14mm并应沿构件预拉

区的外边缘均匀配置.

注：

施工阶段预拉区不允许出现裂缝的板类构件,预拉区纵向钢筋的配筋可根据具体情况按实践经验确定.

第6.1.14