《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》9章-11章白绍良.pps

1、 混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范(GB50010-2002(GB50010-2002)第九章第十一章第九章第十一章主讲：白绍良主讲：白绍良主讲：白绍良主讲：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 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

2、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。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。

3、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

4、？）；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。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。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

5、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。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 受拉锚固长度用公式表达 外形系数，见表 9.3.1mmdffltya25

6、0（9.3.1-1）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。推荐三类机械锚固措施锚固长度（至外端）取 。配箍要求见规范。al 7.0(规范)9.4 钢筋的连接1、绑扎搭接2、机械连接（钢筋机械连接通用技术规程 JGJ107）焊接（钢筋焊接及验收规程 JGJ18）机械连接常用形式：直螺纹套筒接头、锥螺纹套筒

7、接 头、挤压套筒接头。搭接接头面积百分率的放宽：用增大搭接长度补偿接头刚度的退化。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。aell（9.4.3）(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。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（ACI3

8、18）、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。，但不低于 0.2。ytff/45min 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，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

9、荷载时（自重除外），配筋不低于计算需要量的 1.3 倍）。%15.01.0min 三、柱纵筋的最小配筋率 作用：1、混凝土受压徐变引起的压力重分布不致使纵筋过早 受压屈服；2、偏心受压时混凝土徐变不致增加柱侧向挠度过多；3、保证必要的侧向刚度；4、大偏压柱受拉区开裂后纵筋不致立即屈服；5、与箍筋一起对受压区混凝土形成必要约束。美、日、新、澳：纵筋总配筋率不小于 0.8%或 1.0%；欧洲(EC2)：(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

10、小于 0.2%。%3.015.0ySfNA 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）。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

11、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。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

12、固及相互搭接 （按接近充分受力考虑）。卧置于地基上的基础底板，当板厚大于 2m 时，在板厚中部加平行板面钢筋网。目的：保证厚板抗剪强度。（建议剪力小时可不加，并给出剪力小的界限。）10.2 梁10.2.3 连续梁支座负弯矩受拉钢筋的延伸长度 作用剪力较小时：从充分利用截面伸出足够锚固长度（1.2la）；从不需要截面伸出必要构造长度（20d）；作用剪力较大时：考虑斜裂缝出现后上部纵筋的内力重分布；锚固长度加长（1.2 la+h0）；构造长度加长（20 d，h0）；增加 h0以考虑工 程中常见的截面较高梁的特点。当负弯矩区过长时，因出现斜裂缝的区域向跨中扩展,延伸长度进一步加大。锚固长度(1.2

13、la+1.7h0），构造长度（20 d，1.3h0）。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ytbtlffVT6.0当0.2/bVT0.2/bVTytff45.0yttlff84.0时 取 ；（受弯 ）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 弯剪扭箍筋最小配箍率 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

14、震箍筋相同的做法（135，平直段 10d）。yvtsvff/24.0yvtsvff/28.0 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。10.2.16 增加了对梁侧边构造钢筋最小配筋量的规定mmhw450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）。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(对

15、宽扁梁偏大)。bhs321 10.3 柱10.3.1 补充了圆柱纵筋最小根数的规定 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 90 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

16、 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。）(规范)10.4.2 中间层中节点 3、充分受压按受压锚固，亦可在节点以外搭接上部梁筋贯穿支座下部梁筋根据受力状态三种做法：1、不考虑受力，锚固按简支 情况取 ；2、充分受拉；07.0bhfVtdlas12(规范)10.4.3 柱纵筋贯穿节点，不在节点内设接头。10.4.3 顶层中间节点 增加顶层中节点柱筋锚固规定：直线锚固或带 90 弯折锚固。后者竖向投影长度不小于 0.5 la，水平投影长度不小于 12d。注意向外弯折的条件，注意有关建议。10.4.4 和 10.4.5 顶层端节点 顶层端节点相当于 90 折梁，在负弯矩下梁、柱负弯矩钢筋或者贯通，或者搭接。规范给出两种搭接方案（外上角弯弧不能过小）。上部梁筋用带 90 弯折锚固端锚固是错误的。下部梁筋在节点中的锚固同中间层中间节点。内侧柱筋锚固要求在无正弯矩作用时可适当放松。节点内箍筋按受拉搭接区要求配置。必须满足梁、柱纵筋数量控制要求ybccsfhbfA035.0（10.4.5）10.5 墙 混凝