混凝土结构设计原理按新规范gb500102010编写设计原则
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化
章节变动：预应力补充内容后由第6章调到第10章修订原则：∙提高安全储备，保证结构安全∙提高抗灾能力，以人为本∙完善耐久性设计∙高性能高强材料的应用∙规范合理分工协调修订的主要内容：(1)增加结构方案和结构防倒塌设计的原则，提高结构在偶然作用下的抗灾性能。
(2)面对我国大量既有建筑安全性与改造的迫切需要，增加既有结构设计的原则规定。
(3)调整正常使用极限状态的荷载组合，以及预应力构件的验算要求。
(4)增加楼盖舒适度的设计，控制结构竖向自振频率。
(5)完善耐久性设计方法，适当增加钢筋保护层厚度，提出了使用期维护、管理的要求。
(6)淘汰低强度钢筋，采用高强2高性能钢筋，提出钢筋延性(最大力下的总伸长率)的要求。
(7)解决配筋密集的困难, 提出并筋(钢筋束)配置的规定。
(8)扩充结构分析内容及各种效应的分析方法,提出非荷载效应(温度、收缩)分析的原则。
(9)完善结构构件考虑二阶效应的计算方法。
(10)适应复杂结构非线性分析及设计, 完善材料本构关系及混凝土多轴强度准则的内容。
(11)增加斜截面受剪承载力计算的安全性, 完善双向受剪设计方法, 调整冲切承载力计算。
(12)补充拉、弯、剪、扭复合受力构件设计的相关规定, 明确应力配筋的有关要求。
(13)调整正常使用极限状态裂缝宽度及刚度的计算方法, 计算结果略有放松。
(14)改进钢筋锚固和连接的方式, 补充完善机械锚固、机械连接等手段。
(15)考虑配筋特征值调整钢筋最小配筋率, 增加安全度, 同时控制大截面构件的最小配筋率。
(16)在梁柱节点中引入钢筋机械锚固的有关规定, 简化锚固配筋构造。
(17)补充、完善各类装配整体式结构及叠合式(水平、竖向)结构的设计原则及构造要求。
(18)调整预应力混凝土收缩、徐变及新工艺、新材料预应力损失计算的规定。
(19)增加无粘结预应力的有关内容, 补充、完善各种预应力构件的配筋构造措施。
(20)调整混凝土构件抗震等级以及有关内力调整的规定, 提出抗震钢筋延性的要求。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化
章节变动：预应力补充内容后由第6章调到第10章修订原则：∙提高安全储备，保证结构安全∙提高抗灾能力，以人为本∙完善耐久性设计∙高性能高强材料的应用∙规范合理分工协调修订的主要内容：(1)增加结构方案和结构防倒塌设计的原则，提高结构在偶然作用下的抗灾性能。
(2)面对我国大量既有建筑安全性与改造的迫切需要，增加既有结构设计的原则规定。
(3)调整正常使用极限状态的荷载组合，以及预应力构件的验算要求。
(4)增加楼盖舒适度的设计，控制结构竖向自振频率。
(5)完善耐久性设计方法，适当增加钢筋保护层厚度，提出了使用期维护、管理的要求。
(6)淘汰低强度钢筋，采用高强2高性能钢筋，提出钢筋延性(最大力下的总伸长率)的要求。
(7)解决配筋密集的困难, 提出并筋(钢筋束)配置的规定。
(8)扩充结构分析内容及各种效应的分析方法,提出非荷载效应(温度、收缩)分析的原则。
(9)完善结构构件考虑二阶效应的计算方法。
(10)适应复杂结构非线性分析及设计, 完善材料本构关系及混凝土多轴强度准则的内容。
(11)增加斜截面受剪承载力计算的安全性, 完善双向受剪设计方法, 调整冲切承载力计算。
(12)补充拉、弯、剪、扭复合受力构件设计的相关规定, 明确应力配筋的有关要求。
(13)调整正常使用极限状态裂缝宽度及刚度的计算方法, 计算结果略有放松。
(14)改进钢筋锚固和连接的方式, 补充完善机械锚固、机械连接等手段。
(15)考虑配筋特征值调整钢筋最小配筋率, 增加安全度, 同时控制大截面构件的最小配筋率。
(16)在梁柱节点中引入钢筋机械锚固的有关规定, 简化锚固配筋构造。
(17)补充、完善各类装配整体式结构及叠合式(水平、竖向)结构的设计原则及构造要求。
(18)调整预应力混凝土收缩、徐变及新工艺、新材料预应力损失计算的规定。
(19)增加无粘结预应力的有关内容, 补充、完善各种预应力构件的配筋构造措施。
(20)调整混凝土构件抗震等级以及有关内力调整的规定, 提出抗震钢筋延性的要求。
a1《混凝土结构设计规范》gb 50010-2010
研究
4
修订原则
5
总原则：补充、完善、提高、不做大的改动
适当增加结构的安全储备以及抗火性能，注重结构的整体性 从以构件计算为主扩展到结构体系的设计，强调概念设计的
重要性 逐渐淘汰低强度材料，推广应用高强高性能材料，提高资源
利用效率 完善耐久性设计内容，补充既有结构设计的原则 拓展结构分析内容，补充、完善构件截面计算及连接构造措
◆2009年11月29日~12月2日 第四次全体工作会议（北京 ）：讨论修改《送审稿》初稿，形成《送审稿》 ◆ 2009年12月25~26日 召开了《送审稿》审查会，并通 过审查
◆ 2010年5月 形成《报批稿》
7
章节组成
1~3 总则；术语、符号；基本计算规定 4 材料 5 结构分析 6 承载能力极限状态计算 7 正常使用极限状态验算 8 构造规定 9 结构构件的基本规定 10 预应力混凝土结构构件（一般规定，损失值计算，
构造规定） 11 混凝土结构构件抗震设计 附录A~K（10个）
8
谢谢
9
10
宝山壁画
宝山壁画是引人注目的昂贵文物。此壁画发现于阿鲁科尔 沁旗东沙布乡境内。1994年列为“全国十大考古新发现” 之一。宝山壁画中最引人注目的是《杨贵妃教鹦鹉图》。 该画高0.7米、宽2.3米，用于笔重彩绘制，最突出的表现 了 晚唐风格。唐代擅长绘贵妇仕女的大师周昉绘制了《杨 贵妃教鹦鹉图》，不仅享誉中原，而且还影响全国各地。 发现于阿旗宝山古墓里的这幅画，就是契丹人聘请中原画 家按照周氏风格绘制的， 技法深得周氏画风的真传。在唐 人真迹稀如星风的今天，能够从中完整了解唐代人物画的 杰出成就，堪称美术史研究的辛事。这幅壁画现今保存在 阿鲁科尔沁旗博物馆，历经千年，恍如新绘，是该馆的镇 馆之宝。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化
章节变动：预应力补充内容后由第6章调到第10章修订原则：∙提高安全储备，保证结构安全∙提高抗灾能力，以人为本∙完善耐久性设计∙高性能高强材料的应用∙规范合理分工协调修订的主要内容：(1)增加结构方案和结构防倒塌设计的原则，提高结构在偶然作用下的抗灾性能。
(2)面对我国大量既有建筑安全性与改造的迫切需要，增加既有结构设计的原则规定。
(3)调整正常使用极限状态的荷载组合，以及预应力构件的验算要求。
(4)增加楼盖舒适度的设计，控制结构竖向自振频率。
(5)完善耐久性设计方法，适当增加钢筋保护层厚度，提出了使用期维护、管理的要求。
(6)淘汰低强度钢筋，采用高强2高性能钢筋，提出钢筋延性(最大力下的总伸长率)的要求。
(7)解决配筋密集的困难, 提出并筋(钢筋束)配置的规定。
(8)扩充结构分析内容及各种效应的分析方法,提出非荷载效应(温度、收缩)分析的原则。
(9)完善结构构件考虑二阶效应的计算方法。
(10)适应复杂结构非线性分析及设计, 完善材料本构关系及混凝土多轴强度准则的内容。
(11)增加斜截面受剪承载力计算的安全性, 完善双向受剪设计方法, 调整冲切承载力计算。
(12)补充拉、弯、剪、扭复合受力构件设计的相关规定, 明确应力配筋的有关要求。
(13)调整正常使用极限状态裂缝宽度及刚度的计算方法, 计算结果略有放松。
(14)改进钢筋锚固和连接的方式, 补充完善机械锚固、机械连接等手段。
(15)考虑配筋特征值调整钢筋最小配筋率, 增加安全度, 同时控制大截面构件的最小配筋率。
(16)在梁柱节点中引入钢筋机械锚固的有关规定, 简化锚固配筋构造。
(17)补充、完善各类装配整体式结构及叠合式(水平、竖向)结构的设计原则及构造要求。
(18)调整预应力混凝土收缩、徐变及新工艺、新材料预应力损失计算的规定。
(19)增加无粘结预应力的有关内容, 补充、完善各种预应力构件的配筋构造措施。
(20)调整混凝土构件抗震等级以及有关内力调整的规定, 提出抗震钢筋延性的要求。
《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010
《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 目录前言1总则2术语和符号2.1 术语2.2.1 材料性能3基本设计规定3.1 一般规定3.2 结构方案3.3 承载能力极限状态计算3.4 正常使用极限状态验算3.5 耐久性设计3.6 防连续倒塌设计原则3.7 既有结构设计原则4材料4.1 混凝土4.2 钢筋5结构分析5.1 基本原则5.2 分析模型5.3 弹性分析5.4 塑性内力重分布分析5.5 弹塑性分析5.6 塑性极限分析5.7 间接作用分析6承载能力极限状态计算6.1 一般规定6.2 正截面承载力计算6.3 斜截面承载力计算6.4 扭曲截面承载力计算6.5 受冲切承载力计算6.6 局部受压承载力计算6.7 疲劳验算7正常使用极限状态验算7.1 裂缝控制验算7.2 受弯构件挠度验算8构造规定8.1 伸缩缝8.2 混凝土保护层8.3 钢筋的锚固8.4 钢筋的连接8.5 纵向受力钢筋的最小配筋率9结构构件的基本规定9.1 板9.2 梁9.3 柱、梁柱节点及牛腿9.4 墙9.5 叠合构件9.6 装配式结构9.7 预埋件及连接件10预应力混凝土结构构件10.1 一般规定10.2 预应力损失值计算10.3 预应力混凝土构造规定11混凝土结构构件抗震设计11.1 一般规定11.2 材料11.3 框架梁11.4 框架柱及框支柱11.5 铰接排架柱11.6 框架梁柱节点11.7 剪力墙及连梁11.8 预应力混凝土结构构件11.9 板柱节点附录A 钢筋的公称直径、公称截面面积及理论重量附录B 近似计算偏压构件侧移二阶效应的增大系数法附录C 钢筋、混凝土本构关系与混凝土多轴强度准则C.1 钢筋本构关系C.2 混凝土本构关系C.3 钢筋-混凝土粘结滑移本构关系C.4 混凝土强度准则附录D 素混凝土结构构件设计D.1 一般规定D.2 受压构件D.3 受弯构件D.4 局部构造钢筋D.5 局部受压附录E 任意截面、圆形及环形构件正截面承载力计算附录F 板柱节点计算用等效集中反力设计值附录G 深受弯构件附录H 无支撑叠合梁板附录J 后张曲线预应力筋由锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失附录K 与时间相关的预应力损失本规范用词说明引用标准名录前言前言根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)>的通知》(建标[2006]77号文)要求，本规范由中国建筑科学研究院会同有关单位经调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上修订完成。
2《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010
9 扩充了结构分析内容—分析模型 楼盖刚度
5.2.3 进行结构整体分析时，对于现浇结构或装配整体式结构， 可假定楼盖在其自身平面内为无限刚性。当楼盖开有较大洞口或
其局部会产生明显的平面内变形时，在结构分析中应考虑其影响。
【说明】一般的建筑结构的楼层大多数为现浇钢筋混凝土楼板或有现浇面层
的预制装配式楼板，可近似假定楼板在其自身平面内为无限刚性，以减少结 构的自由度数，简化结构分析。采用刚性楼板假定对大多数建筑结构进行分 析，其分析精度都能够满足工程设计的需要。
【说明】超静定混凝土结构在出现塑性铰的情况下，会发生内力重分布。可 利用这一特点进行构件截面之间的内力调幅，以达到节约的目的。
5.4.2 按考虑塑性内力重分布分析方法设计的结构和构件，应选 用符合本规范4.2.4条规定的钢筋，并应满足正常使用极限状态 的要求，且采取有效的构造措施。 直接承受动力荷载、要求不出现裂缝、三a、三b类环境，不考虑。
5 试验分析方法。——剪力墙及孔洞周围，疲劳，框架桁 架主要节点等。 2
9 扩充了结构分析内容—分析模型（单独列出）
5.2.2 混凝土结构的计算简图宜按下列方法确定 1 梁、柱、杆等一维构件的轴线宜取为控制截面几何中心的连 线，墙、板等二维构件的中轴面宜取为控制截面中心线组成的平 面或曲面。 2 现浇结构和装配整体式结构的梁柱节点、柱与基础连接处等 可作为刚接；非整体浇筑的次梁两端及板跨两端可作为铰接。 3 梁、柱等杆件的计算跨度或计算高度可按其两端支承长度的 中心距或净距确定，并应根据支承节点的连接刚度或支承反力的 位置加以修正； 4 梁、柱等杆件间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度 时，在计算模型中可作为刚域处理。 [计算简图中的基本问题的处理方法]
【说明】采用基于弹性分析的塑性内力重分布方法进行弯矩调幅时，调整的 幅度及受压区的高度均应满足本条的规定，以保证构件出现塑性铰的位置有 足够的转动能力并限制裂缝宽度。
A2《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010(学习版)
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防连续倒塌设计原则—基本思想
构件与连接的最低强度
结构在初始局部破坏后为达到新的稳定平衡而发生内力重分 布, 可能导致框架梁的弯矩反向, 甚至在极限状态下形成悬链线效 应。 这种内力需求在通常的结构设计当中是不予考虑的, 而一旦 出现这种内力需求, 构件或连接往往因为强度过低而发生破坏, 从 而导致连续性破坏的扩展甚至倒塌。 为此, 有必要保证构件和连接在不同受力状态下的最低强度, 使得结构各部分能在极限状态下“抱成一团”。
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防连续倒塌设计原则—基本思想
★提高结构抵抗连续性倒塌的能力应着眼于结构的整体性能或 者说鲁棒性, 即最低强度、冗余特性和延性等能力特征, 一般
可通过拉结力设计、备用荷载路径分析及良好的构造要求等方
法实现;
★不同结构体系的整体抵抗连续性倒塌能力各异, 应分别考察各 类结构体系发生连续性倒塌的机理和能力特征。 [鲁棒性( Robustness) 是系统控制理论中的重要术语, 指系统抵抗外部环境
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3.1.5 混凝土结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家标
准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153 的规定。 混凝土结构中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的 安全等级相同。对其中部分结构构件的安全等级，可根据其重 要程度适当调整。对于结构中重要构件和关键传力部位，宜适
当提高其安全等级。
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【说明】结构设计时通过设置结构缝将结构分割为若干相对独 立的单元。结构缝包括伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、连 续倒塌的分割缝等。不同类型的结构缝是为消除下列不利因素 的影响：混凝土收缩、温度变化引起的胀缩变形；基础不均匀 沉降；刚度及质量突变；局部应力集中；结构防震；防止连续
混凝土结构设计原理按新规范gb500102010编写设计原则
应进行承载能力极限状态设计，可不进行正常 使用极限状态设计。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
（4）地震设计状况
结构遭受地震时的状况。在地震设防区必须考 虑地震设计状况。
应进行承载能力极限状态设计，可根据需要进 行正常使用极限状态设计。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
第3章 混凝土结构设计的基本原则
▲ 工程结构需要安全适用、经济合理；这只有技术 先进才能实现。
▲ 实际工程结构中存在多种不确定性； ▲工程结构的基本设计原则就是研究各种不确定性
问题，实现可靠性与经济性的最佳平衡。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
3.1 结构的功能要求和极限状态
3.1.1 作用、作用效应及结构抗力 一、作用的概念：
3.1.3 极限状态
▲结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构为可靠 （或有效）。反之，则结构为不可靠（或失效）。 ▲区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限 状态”
一、极限状态的概念
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，此特定状态为该功 能的极限状态。
四 结构的功能函数和极限状态方程 1、结构的功能函数
Z > 0 可靠
Z=R-S Z = 0 极限状态
Z < 0 失效
2、极限状态方程
Z=0 即 R-S＝0
第3章 混凝土结构设计的基本原则
3.2 概率的极限状态设计法 3.2.1结构的可靠度
一、可靠性
结构在规定的时间（设计使用年限）内，在规 定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维 护），完成预定功能（安全性、适用性和耐久性） 的能力。即是安全性、适用性和耐久性的总称。
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破坏）或因过度变形而不适于继续承载。 ▲ 结构转变为机动体系（超静定结构中出现足够多塑
性铰）。 ▲ 结构或结构构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲
失稳）。 ▲ 地基丧失承载能力而破坏。 ▲结构因局部破坏而发生连续倒塌。
如罕遇地震、爆炸力、撞击力等。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
第3章 混凝土结构设计的基本原则
三、作用效应 作用效应是指由作用在结构上引起的内力（如弯
矩、剪力、轴力和扭矩）和变形（如挠度、裂缝和侧 移）。
当作用为直接作用时，其效应通常称为荷载效应，
用S 表示。
如M 1 ql2 8
结构力学的主要任务
二、两类极限状态
承载能力极限状态与正常使用极限状态。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
1、承载能力极限状态 Ultimate Limit State
（1）概念：承载能力极限状态对应于结构或结构构 件达到最大承载力或不适于继续承载的变形，或结构 的连续倒塌。 ------安全性。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
化与平均值相比可以忽略不计的作用。
如结构自重、土压力、预应力、地基沉降、焊接等。
2、可变作用：在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化
与平均值相比不可忽略的作用。 如楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、汽车荷载、 温度变化等。
3、偶然作用：在结构使用期间不一定出现，而一旦出现其量
值很大且持续时间很短的作用。
▲良好的工作性能：指不发生影响正常使用的过大的变形、振 动，或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度等。
3、 耐久性
结构在设计规定的使用年限内，在正常维护下具有 足够的耐久性能。
▲耐久性能：指在各种因素（混凝土碳化、钢筋锈蚀等）的影 响下，结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而降低 使用寿命。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
（2）短暂设计状况
在结构施工和使用过程中出现概率较大，而持 续期很短的设计状况。
如结构施工和维修时承受堆料荷载的状况属短 暂设计状况。
应进行承载能力极限状态设计，可根据需要进 行正常使用极限状态设计。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
（3）偶然设计状况
在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很 短的设计状况。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
2、正常使用极限状态
（1）概念：正常使用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。对 应于结构的适应性和耐久性。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
（2）标志： ▲ 影响正常使用或外观的变形； ▲ 影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂
缝、钢筋锈蚀、漏水等）； ▲ 影响正常使用的振动； ▲ 影响正常使用的其他特定状态。
▲设计使用年限：一般为50年。 ▲各种作用：指荷载、外加变形和约束变形（如温度和收缩变 形受到约束时）； ▲偶然事件：如地震、爆炸、火灾、撞击等； ▲整体稳定性：指建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续 倒塌。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
2、 适用性
结构在设计规定的使用年限内，在正常使用时具 有良好的工作性能。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
三 结构的设计状况
（1）持久设计状况
在结构使用过程中一定出现，其持续期一般与 设计使用年限为同一数量级。
如使用期间房屋结构承受家具和正常人员荷载 的状况、以及桥梁结构承受车辆荷载的状况等属持 久设计状况。
应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态 设计。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
使结构产生内力或变形的原因，分直接作用和 间接作用两种。 直接作用：是指施加在结构上的集中力或分布力，
即荷载。 间接作用：是指引起结构外加变形或约束变形的原
因（混凝土收缩、温度变化、基础差异 沉降、地震等）。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
二、作用的分类：
（按随时间的变异性可分为三类）
1、永久作用：在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变
第3章 混凝土结构设计的基本原则
▲ 工程结构需要安全适用、经济合理；这只有技术 先进才能实现。
▲ 实际工程结构中存在多种不确定性； ▲工程结构的基本设计原则就是研究各种不确定性
问题，实现可靠性与经济性的最佳平衡。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
3.1 结构的功能要求和极限状态
3.1.1 作用、作用效应及结构抗力 一、作用的概念：
3.1.3 极限状态
▲结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构为可靠 （或有效）。反之，则结构为不可靠（或失效）。 ▲区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限 状态”
一、极限状态的概念
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，此特定状态为该功 能的极限状态。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
建筑结构的设计使用年限
类别
1 2 3 4
设计使用年限 （年）
5 25 50 100
示例
临时性结构 易于替换的结构构件 普通房屋和构筑物 标志性建筑和特别重要的建筑结构
第3章 混凝土结构设计的基本原则
3.1.2 结构的功能
（包括安全性、适应性和耐久性）
1、 安全性
结构在设计规定的使用年限内，能承受在正常施工 和正常使用时可能出现的各种作用。在设计规定的偶然 事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。
如M u ? 本课程的主要任务
第3章 混凝土结构设计的基本原则
第3章 混凝土结构设计的基本ห้องสมุดไป่ตู้则
五、设计基准期与设计使用年限 设计基准期是确定可变作用及与时间有关的材料
性能等取值而选用的时间参数。建筑结构的设计基准 期为50年，公路桥涵结构的设计基准期为100年。
设计使用年限是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，建筑结构的 设计使用年限按下表采用。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
弯矩图 kN.m 除弯矩外，尚有剪力、轴力、挠度、裂缝和侧移 等作用效应。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
四、结构抗力 结构抗力是指结构或结构构件承受作用效应的能
力，用R 表示。如构件的承载力、刚度和抗裂度等。
混凝土构件抗力的大小是由构件的截面尺寸、材 料性能以及钢筋的配置方式和数量等决定 。