新版混凝土结构设计规范简介10.29

混凝土结构设计新规范简介

东南大学土木工程学院蓝宗建

1总则

为落实“以人为本,安全第一”和“节能、降耗、减排、环保”的基本国策，实现资源、能源的可持续发展，具体反映在如下几方面。

（1）完善规范的完整性，从以构件计算为主，适当扩展到整体结构的设计，补充“结构方案”和“结构防连续倒塌设计原则”，增强结构的整体稳固性。

（2）淘汰低强度材料，推广高强、高性能材料。

（3）适当提高了结构的安全水平和抗御灾害的能力。

（4）强调了结构耐久的重要性。

（5）提高了材料的利用率。

（6）加强了与相关标准的协调。

（7）内容编排方法作了适当调整。

2 术语、符号

增加或删略、简化了一些术语和符号。

1.本节术语是根据现行国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》GB50132、《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T50083、《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068等,结合本规范的具体情况给出的。

2.本节符号基本沿用原规范符号,仅个别略有修改,补充了个别符号。例如:δgt——钢筋最大应力下的总伸长率;φ——钢筋直径的符号(不表示钢筋的牌号)。

3 基本设计规定

3.1一般规定

1.为了满足建筑方案并从根本上保证结构安全，本规范的内容从构件(或截面)设计为主扩展到整个结构体系,并提出了砼结构设计应注意的几个问题。

（1）强化了有关结构设计的内容，强调了结构设计应考虑的基本内容：结构方案、内力分析、截面设计、构造要求、连接措施、对施工的要求、特殊工程的施工可行性及性能设计等。

（2）增加了防止偶然作用下连续倒塌或大范围破坏的内容。

（3）正常使用极限状态计算中增加了舒适度的要求。

（4）强调混凝土结构应正常使用和维护，未经设计许可或技术鉴定，不得任意改变结构的形式、用途和使用环境（强制性条文）

3.2结构方案（新增）

1.强调结构方案对建筑安全有决定性的影响。提出了在方案阶段应考虑的结构选型与构件布置的基本原则。

2.拓展了结构缝的概念。

(1)作用:主要是为控制不利因素的影响。

(2)分类:永久缝、临时缝。

3.3承载能力极限状态

增加重要结构防连续倒塌设计的要求。

3.4正常使用极限状态验算

1.对裂缝控制适当放松。

一级不变。

二级适当放松，只控制在荷载效应的标准组合下受拉边缘产生的拉应力不应超过f tk，删除了在荷载准永久组合下不产生拉应力的要求。

三级适当放松，对钢筋砼构件和无粘预应力砼构件，用荷载效应的准永久组合进行验算，对预应力砼构件，基本保持原规范的规定,仅略有变化，要复杂些（第七章再介绍）。

2.具体构件的控制要求做了调整。允许对厚保护层构件适当放宽裂缝宽度限值。

3.增加舒适度的验算。对大跨度结构，宜进行竖向自振频率验算。

3.5耐久性设计

1、耐久性设计按正常使用极限状态控制，表现为：钢筋砼构件表面出现锈渍或锈胀裂缝；预应力钢筋开始锈蚀；砼表面出现可见的耐久性损伤（酥裂、粉化等）。

2、解决方法：经险方法。

3、修改环境类别，环境类别分为正常环境、干湿交替、冻融循环、氯盐腐蚀四类。

3.6结构防连续倒塌设计原则（新增）

1.适用范围：结构安全等级为一级。

2.目标：在偶然作用下结构可能局部破坏，但应具有依靠剩余结构继续承载而避免发生大范围倒塌或连续倒塌的能力。

3.方法：

（1）一般只进行防连续倒塌的概念设计。

（2）具体设计方法：局部加强法、拉结构件法、拆除构件法。验算方法可采用弹性分析法、弹塑性分析法、极限分析法等。

3.7 既有结构的设计（新增）

1、规定既有结构再设计的五个方面：延长使用年限,消除安全隐患,改变用途或使用环境，改建或扩建以及受损后的修复。

2、原则

（1）按现行有关标准(例如,《建筑结构检测技术标准》GB/T50344)进行检测和可靠性评估，确定相应的设计参数。

（2）根据使用要求确定结构继续使用的年限。

（3）承载能力应符合现行有关标准的规定。

（4）正常使用极限状态验算宜符合现行有关标准的规定。

（5）必要时可对使用功能作相应的调整。

3.设计内容（略）

4 材料

4.1 砼

1.对C15级仅限用于素砼结构，用于基础垫层的C10不再列入。

2.对砼强度的试验龄期,有某些变化。

3.对砼疲劳强度做了局部调整。

4.删去了有关蒸养温度超过60°的内容。

5.提供间接作用计算所需的基本热工参数。

4.2 钢筋

1.淘汰低强度钢筋，强调采用高强度、高性能钢筋。

(1)增加500MPa级，推广400MPa、500MPa级，限制并准备淘汰335 MPa级，立即淘汰235级，代之为300Mpa级光圆钢筋。

(2)列入具有一定延性的控温轧制的HRBF系列细晶粒热轧带肋钢筋。

(3)增加预应力钢筋品种：增补大直径的钢绞线，列入大直径预应力螺纹钢筋，补充中强预应力钢筋，淘汰刻痕钢丝和热处理钢筋。

2.增列了钢筋的最大力下总伸长率δgt(极限长度均匀伸长率)的要求。

3.提出了受力钢筋并筋的概念，给出了确定并筋公称直径的方法。

5 结构分析

与原规范相比,内容有较大变动,丰富了分析模型、弹性分析、弹塑性分析、极限分析等内容,增加了间接作用分析一节。

5.1、基本原则

给出一般的原则(略)

5.2、分析模型

建立结构的力学模型，对结构进行适当简化，既要能够比较正确地反映结构的真实受力情况，又要适应所选用分析软件的力学模型。

5.3 弹性分析方法

与原规范基本相同。

5.4 基于弹性分析的塑性内力重分布分析

主要采用调幅法、用于超静定结构（主要是连续梁、板）。

5.5弹塑性分析

对进行弹塑性分析的有关参数（如材料的强度，本构关系和强度准则）给出了一定的规定。

5.6塑性极限分析

目前用最多的是双向板。

5.7间接作用效应分析

大体积砼结构和超长砼结构在间接作用下裂缝问题比较明显，宜进行间接作用分析。

对间接分析做了初略的规定。

6 承载能力极限状态计算

6．1一般规定

明确规定了本章的适用范围。

6．2正截面承载力计算

1.正截面承载力的基本假定，基本与原规范相同。

2.规定了按单向受弯和单向偏心受压计算的条件。

3.规定了可不考虑构件自身挠曲产生的附加弯矩影响的条件。

对于弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构件，当同一主轴方向的杆端弯矩比21/M M 不大于0.9，若构件的长细比满足（6.2.3）式要求，可不考虑该方向构件自身挠曲产生的附加弯矩影响。

()21/1234/M M i l o -≤ （6.2.3）

4.修改了考虑附加弯矩影响的方法。

对偏心受压构件，在其偏心方向上考虑构件自挠曲影响的控制截面弯矩设计值可按下列公式计算

2ns m M C M η= （6.2.4-1）

2

1

m 3

.07.0M M C +=≥0.7 （6.2.4-2） 2

o ns 201

11300c l (

)M /(Nh )h

ηζ=+

（6.2.4-3）

N

A

f c c 5.0.

=ζ （6.2.4-4） 当m

C ns η小于1.0时取1.0;对剪力墙类构件,可取m C ns η等于1.0。

5.关于附加偏心距e a 的规定同原规范。

6.有关系数与原规范相比,有所变化。如1400改为1300;取消ζ2。

7.将圆形、圆环形截面与任意截面的正截面力计算列入附录中。 6.3斜截面承载力计算

1.修改了受弯构件的斜截面承载力计算公式

cs p

sv yv

cs o o t V V V A V f bh f h s

α≤+'=+

对一般受弯构件，7.0='α；对集中荷载作用的独立梁，取1

75

.1+=

'λα 2.改进了双向受剪承载力计算的相关规定。 主要是修改了V ux 和V uy 的计算公式。 6.4扭曲截面承载力计算

计算方法与原规范基本相同。补充了拉、弯、剪、扭作用下钢筋砼矩形截面框架柱的设计方法。计算公式如下:

1.受剪承载力

sv yv t t o 175

15021o .A V (.β)f bh .N f h λs ??≤--+ ?+??

2.受扭承载力

st1cor t t t yv 03502

1A A N

T (.f .)W .A s

β≤-+ 6.5受冲切承载力计算

修改了受冲切承载计算公式。主要是将与预压应力有关项的系数进行了调整（将0.15pc,m σ改为0.25pc,m σ）。

6.6局部受压承载力计算（略）

6.7疲劳验算（略）

7 正常使用极限状态验算

7.1裂缝控制验算

1.一级：与原规范相同。

o

≤-pc ck σσ

2.二级：较原规范简化。取消了准永久组合下的验算。

tk

pc ck f ≤-σσ

3.三级：较原规范作了修改。

lim max W W ≤

对W max 的计算规定如下：

（1）对钢砼构件：按荷载准永久组合，并考虑长期作用影响的效应计算。 （2）对预应力砼构件：按荷载标准组合，并考虑长期作用影响效应计算。

（3）对环境类别为二a 的三级预应力砼构件，在荷载效应的准永久组合下应符合下列规定:

cq pc tk f σσ-≤

W max 的计算公式与原规范相同。

7.2受弯构件挠度验算

基本与原规范相同。增加了按荷载效应准永久组合时长期刚度的计算公式。即：

θ

B B s

=

8 构造规定

8.1伸缩缝

1.钢筋砼结构最大伸缩缝间距的规定，基本同原规范，但将条文中“宜符合”改为“可采用”。

2.对于某些间接效应较大的不利情况，伸缩缝间距适当减小。本条仅作了少量修改和补

充。

3.采取有效的综合措施时，伸缩缝间距可以适当增大。本条增加了有关条件及应注意的问题。

施工阶段采取的防裂措施最有效，主要有： 采用低收缩砼材料，加强施工养护。

采取跳仓法、后浇带、膨胀补偿带、控制缝等。

对易开裂结构部位，增配构造钢筋，施加预应力等。 对易受温度影响的结构部位，采取保温隔热措施。

4.超长结构伸缩缝的布置宜进行间接作用的分析，并采取相应的措施。 8.2混凝土保护层

1.对于钢筋的最小保护层厚度作了较大的调整。

（1）对一般情况下，仅稍有增大。对恶劣环境下，增加幅度较大。 （2）不以纵向受力钢筋，而以最外层钢筋计算保护层厚度。 （3）按平面构件和杆形构件分别确定保护层厚度。 （4）简化砼强度的影响，C30以上统一取值。

（5）使用年限100年的结构，保护层厚度取规定值的1.4倍。 2.采取有效措施时，可减少保护层厚度。 8.3钢筋的锚固

1.基本锚固长度l ab 同原规范，但砼强度等级提高到60C 。

2.采取不同的埋置方式和构造措施时，锚固长度按下式计算 ：

a a a

b l l ?=

3.对机械锚固措施给出明确的规定。规定了锚固区配箍筋的构造要求(直径、数量、间距等)。

8.4钢筋的连接

1.搭接钢筋直径的限制较原规范略有减小。

2.补充了机械连接和焊接的适用条件。 8.5纵向受力钢筋的最小配筋率

1.受拉钢筋的最小配筋率同原规范。

2.调整了受压构件的最小配筋率，全部纵向钢筋的最小配筋率调整为0.50%、0.55%、0.60%。

3.对于基础板，补充了计算截面的临界厚度及受力钢筋的最小配筋面积的有关规定。

cr 1h .= （8.5.2-1）

s min cr A bh ρ= （8.5.2-2）

9 结构构件的基本规定

9.1 板

1.补充了超过2m 厚板中的配筋要求。

2.增加现浇砼空心楼板的构造要求。

9.2 梁

梁的纵向配筋密集，宜采用并筋的配筋形式。

9.3 柱和梁柱节点

梁柱节点中引入了钢筋机械锚固的形式。

9.4墙

补充了高度不超过20m的多层结构墙体配筋构造的基本要求。

9.5叠合式构件

补充了二阶段成形的竖向叠合式受压构件（柱、墙）的设计原则及构造要求。

9.6装配式结构

完善装配式混凝土结构的设计原则从及装配式楼板、梁、柱、墙的构造要求。

9.7预埋件及连接件

增补了内埋式吊具及吊装孔的有关要求。预制构件的吊装方式宜优先选择内埋式螺母、内埋式吊杆或预留吊装孔。

10 预应力砼结构构件

1.张拉控制应力σcon有调整,删去热处理钢筋,增补预应力螺纹钢筋。

2.对后张法有粘结的预应力砼框架梁和连续梁,考虑内力重分布的方法给出了更明确、合理的规定。

当0.05≤ξ≤0.3时,可考虑竖向荷载下的内力重分布。

M=(1-β)M d (10.1.8-1)

β≤0.2(1-2.2ξ) (10.1.8-2)

3.补充了无粘结预应力砼受弯构件正截面受弯承载力的计算方法和有关的构造规定。

4.对预应力损失计算,进行补充或修改。砼收缩徐变损失比原规范增大。补充了新工艺预应力损失值的计算。

5.补充、完善了各种预应力锚固端的配筋构造要求。

6.调整了先张法布筋及端部构造和后张法布筋及孔道布置的构造要求。

7.调整、完善后张法锚固区受压设计及间接钢筋、防裂钢筋的配置要求。

8.增加曲线预应力筋弯弧曲率限制和凹面防崩配筋计算及有关构造要求。

9.为保证预应力砼结构的耐久性,提出了端部锚具封闭保护的要求。

11 砼结构构件抗震设计

1.与建筑抗震设计规范协调，取消现浇钢筋砼房屋适用的最大高度表。

2.建筑结构划分为一级、二级、三级和四级,相应于对结构抗震性能的要求为很严格、严格、较严格和一般。本规范加严了框架结构的高度分界，由30m改为24m,并使各个烈度的分界一致。对于不大于24 m的低、多层框架—剪力墙结构、剪力墙结构降低一级,但四级和框支层框架不降低。对于与主楼相连的裙房,其抗震等级也做了明确规定。

3.与建筑结构抗震规范协调，取消内力调整的有关规定（避免重复）。

4.梁端纵向受拉钢筋的配筋率上限不再做强制性规定（原规范规定，

%)

5.2

≤

ρ

。

5.补充了双向受剪钢筋砼柱的抗剪设计有关规定。

6.增加了四级抗震等级的各种框架柱、框支柱的轴压比限值（框架结构的柱轴压比限值为0.9）。框架结构的柱轴压比略为加严。

7.对三级抗震等级的框架结构，其节点也应进行抗剪承载力计算。对节点剪力增大系数做了部分调整。

8.对框架节点的构造作了一些调整、补充。中间层端节点,增加了采用筋端加锚头的机械锚固方法。中间柱顶层节点也增加了机械锚固方法。改进了顶层端节点钢筋的搭接方法。

9.补充了跨高比小于2.5的连梁以及特殊配筋连梁的设计规定。