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h混凝土结构设计规范
混凝土结构设计规范
《混凝土结构设计规范》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，规范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，与相关的标准规范进行了协调，与国际先进的标准规范进行了比较和借鉴。
在此基础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。
混凝土结构设计规范
前言
第1章总则
第2章术语、符号
第3章基本设计规定
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章承载能力极限状态计算
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值
本规范用词用语说明
混凝土结构设计规范
前言
第1章总则
第2章术语、符号
第3章基本设计规定
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章承载能力极限状态计算
∙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值
∙本规范用词用语说明
中华人民共和国国家标准
GB50010-2002
混凝土结构设计规范
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《混凝土结构设计规范》的通知
根据我部《关于印发〈一九九七年工程建设标准制订、修订计划〉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《混凝土结构设计规范》，经有关部门会审，批准为国家标准，编号为GB50010-2002，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《混凝土结构设计规范》GBJ10-89于2002年12月31日废止。
本规范由建设部负责管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
前言
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，规范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，与相关的标准规范进行了协调，与国际先进的标准规范进行了比较和借鉴。
在此基础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。
本规范主要规定的内容有：
混凝土结构基本设计规定、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。
本规范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。
本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
第1章总则
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、安全适用、经济合理、确保质量，制订本规范。
第1.0.2条本规范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.本规范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,除应符合本规范外,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pretensionedprestressedconcretestructure
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-tensionedprestressedconcretestructure
在混凝土达到规定强度后，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assembledmonolithicconcretestructure
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
由梁和柱以刚接或铰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条安全等级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应，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条基本组合fundamentalcombination
承载能力极限状态计算时，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章基本设计规定
3.1一般规定
第3.1.1条本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计法，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部分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。
极限状态可分为下列两类：
一、承载能力极限状态：
这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载力、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达到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能力极限状态及正常使用极限状态的要求，分别按下列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：
对使用上需控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《建筑抗震设计规范》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规范第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规范附录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。
若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按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。
第4.1.2条钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；当采用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C20。
预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线，钢丝，热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。
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。
混凝土强度标准值（N/mm）
表4.1.3
强度种类
混凝土强度等级
C15
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60
C65
C70
C75
C80
fck
10.0
13.4
16.7
20.1
23.4
26.8
29.6
32.4
35.5
38.5
41.5
44.5
47.4
50.2
ftk
1.27
1.54
1.78
2.01
2.20
2.39
2.51
2.64
2.74
2.85
2.93
2.99
3.05
3.11
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。
混凝土强度设计值（N/mm）
表4.1.4
强度种类
混凝土强度等级
C15
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60
C65
C70
C75
fc
7.2
9.6
11.9
14.3
16.7
19.1
21.1
23.1
25.3
27.5
29.7
31.8
33.8
35.9
ft
0.91
1.10
1.27
1.43
1.57
1.71
1.80
1.89
1.96
2.04
2.09
2.14
2.18
2.22
注：
1计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件时，如截面的长边或直径小于300mm，则表中混凝土的强度设计值应乘以系数0.8；当构件质量（如混凝土成型，截面和轴线尺寸等）确有保证时，可不受此限制；
2离心混凝土的强度设计值应按专门标准取用。
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。
混凝土弹性模量（×10N/mm）
表4.1.5
混凝土强度等级
C15
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60
C65
C70
C75
C80
Ec
2.20
2.55
2.80
3.00
3.15
3.25
3.35
3.45
3.55
3.60
3.65
3.70
3.75
3.80
第4.1.6条混凝土轴心抗压，轴心抗拉疲劳强度设计值fc,ft应按表4.1.4中的混凝土强度设计值乘以相应的疲劳强度修正系数γρ确定。
修正系数γρ应根据不同的疲劳应力比值ρc按表4.1.6采用。
混凝土疲劳应力比值ρc应按下列公式计算：
ρc=σc,min/σc,max
（4.1.6）
式中
σc,min、σc,max--构件疲劳验算时，截面同一纤维上的混凝土最小应力、最大应力。
混凝土疲劳强度修正系数
表4.1.6
ρc
ρc<0.2
0.2≤ρc<0.3
0.3≤ρc<0.4
0.4≤ρc<0.5
ρc≥0.5
γρ
0.74
0.80
0.86
0.93
1.0
当采用蒸气养护时，养护温度不宜超过60℃;超过时，计算需要的混凝土强度设计值应提高20%。
第4.1.7条混凝土疲劳变形模量Ec应按表4.1.7采用。
混凝土疲劳变形模量（×10N/mm）
表4.1.7
混凝土强度等级
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60
C65
C70
C75
C80
Ec
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.55
1.6
1.65
1.7
1.75
1.8
1.85
1.9
第4.1.8条当温度在0℃到100℃范围内时，混凝土线膨胀系数αc可采用1×10/℃。
混凝土泊松比νc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基本原则第5.1.1条结构按承载能力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部分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措施。
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条结构分析应符合下列要求：
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下列方法：
--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，其技术条件应符合本规范和有关标准的要求。
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，其设计值在本规范有关章节计算公式中给出。
对承载能力极限状态，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条当通过对一部分纵向钢筋施加预应力已能使构件符合裂缝控制要求时，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、HRB335级钢筋，也可采用RRB400级钢筋。
第6.1.3条预应力钢筋的张拉控制应力值σcon不宜超过表6.1.3规定的张拉控制应力限值，且不应小于0.4fptk.
当符合下列情况之一时，表6.1.3中的张拉控制应力限值可提高0.05fptk:
1要求提高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要求部分抵消由于应力松弛、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。
张拉控制应力限值
表6.1.3
钢筋种类
张拉方法
先张法
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
第6.1.4条施加预应力时，所需的混凝土立方体抗压强度应经计算确定，但不宜低于设计混凝土强度等级值的75%。
第6.1.5条由预加力产生的混凝土法向应力及相应阶段预应力钢筋的应力，可分别按下列公式计算：
1先张法构件
由预加力产生的混凝土法向应力
（6.1.5-1）
相应阶段预应力钢筋的有效预应力
σpe=σcon-σl-αEσpc
（6.1.5-2）
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
σp0=σcon-σl
（6.1.5-3）
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
σpe=σcon-σl
（6.1.5-5）
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
σp0=σcon-σl+αEσpc
（6.1.5-6）
式中
An--净截面面积，即扣除孔道、凹槽等削弱部分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；
I0、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，按本规范第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；
σl--相应阶段的预应力损失值，按本规范第6.2.1条至6.2.7条的规定计算；
αE--钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：
αE=Es/Ec,此处，Es按本规范表4.2.4采用，Ec按本规范表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，按本规范第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，按本规范第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σpc为压应力的情况，当σpc为拉应力时，应以负值代入；
2在设计中宜采取措施避免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）宜按下列公式计算：
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