《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化(一) 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。
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(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。
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(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。
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(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。
(21)调整柱的轴压比限值、最小截面尺寸、最小配筋率,适当提高安全储备。
(22)补充、完善筒体及剪力墙洞口、连梁、边缘构件与楼面梁连接等的设计规定。
(23)增加冲切及板柱节点抗震设计的有关规定,补充预应力构件的抗震设计要求。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化(二) 红色字体为有变化或新增条目
第1章 总则
1.0.1条中去掉了“技术先进”一词。
1.0.3条增加“本规范依据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153及《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068的原则制定。本规范是对混凝土结构设计提出的基本要求。”两句
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第2章 术语和符号
术语中省去了“框架结构”、“剪力墙结构”、“框架-剪力墙结构”、“可靠度”、“安全等级”、“设计使用年限”、“荷载效应”、“荷载效应组合”、“基本组合”、“标准组合”、“准永久组合”等其他标准已经定义了的常用术语。补充了各类型混凝土构件及构造等混凝土结构特有的常用术语:
2.1.10叠合构件compositemember
由预制混凝土构件(或既有混凝土结构构件)和后浇混凝土组成,以两阶段成型的整体受力结构构件。
2.1.15无粘结预应力混凝土结构unbondedprestressedconcretestructure
配置与混凝土之间可保持相对滑动的无粘结预应力筋的后张法预应力混凝土结构。
2.1.16有粘结预应力混凝土结构bondedprestressedconcretestructure
通过灌浆或与混凝土直接接触使预应力筋与混凝土之间相互粘结而建立预应力的混凝土结构。
2.1.17结构缝structuraljoint
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根据结构设计需求而采取的分割混凝土结构间隔的总称。(将以往所说的变形缝概念扩展,除了伸缩缝、沉降缝、防震缝‘三缝’之外,也包括出于其他目的所设的缝。)
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2.1.18混凝土保护层concretecover
结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土,简称保护层。
2.1.19锚固长度anchoragelength
受力钢筋依靠其表面与混凝土的粘结作用或端部构造的挤压作用而达到设计承受应力所需的长度。
2.1.20钢筋连接spliceofreinforcement
通过绑扎搭接、机械连接、焊接等方法实现钢筋之间内力传递的构造形式。 2.1.21配筋率ratioofreinforcement
混凝土构件中配置的钢筋面积(或体积)与规定的混凝土截面面积(或体积)的比值。 2.1.22剪跨比ratioofshearspantoeffectivedepth
截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值。(中文解释有疑义) 2.1.23横向钢筋transversereinforcement 垂直于纵向受力钢筋的箍筋或间接钢筋。 2.2符号(略)
第3章 基本设计规定
本章内容变化较大,增加了一些关于结构体系的设计内容,强调概念设计的重要性。由原来的3节扩充为7节。3.2结构方案,3.6防连续倒塌设计原则,3.7既有结构设计原则为新增内容。 3.1一般规定
3.1.1混凝土结构设计应包括下列内容:
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1 结构方案设计,包括结构选型、构件布置及传力途径; 2 作用及作用效应分析; 3 结构的极限状态设计;
4 结构及构件的构造、连接措施; 5 耐久性及施工的要求;
6 满足特殊要求结构的专门性能设计。(‘性能设计’首次列入混凝土结构规范)
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原3.1.2条为现3.1.3条,且删除极限状态定义,在承载能力极限状态中增加“因结构局部破坏而引发的连续倒塌”。
3.1.4 结构上的直接作用(荷载)应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009及相关标准确定;地震作用应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011确定。 间接作用和偶然作用应根据有关的标准或具体条件确定。
直接承受吊车荷载的结构构件应考虑吊车荷载的动力系数。预制构件制作、运输及安装时应考虑相应的动力系数。现浇钢筋混凝土结构,必要时应考虑施工阶段的荷载。
“直接作用”即通常意义上的“荷载”,“间接作用”是指温度变化、混凝土凝结收缩、约束变形等产生的作用。
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》GB50153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。
3.1.6混凝土结构设计应考虑施工技术水平以及实际工程条件的可行性。有特殊要求的混凝土结构,应提出相应的施工要求。
3.1.7 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。(虽无变化,因为是强条,故列出)
3.2结构方案(本节为新增内容)
3.2.1混凝土结构的设计方案应符合下列要求: 1 选用合理的结构体系、构件型式和布置;
2 结构的平、立面布置宜规则,各部分的质量和刚度宜均匀、连续; 3 结构传力途径应简捷、明确,竖向构件宜连续贯通、对齐;
4 宜采用超静定结构,重要构件和关键传力部位应增加冗余约束或有多条传力途径。 3.2.2 混凝土结构中结构缝的设计应符合下列要求:
1 应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使用功能,合理确定结构缝的位置和构造形式; 2 宜控制结构缝的数量,并应采取有效措施减少设缝的不利影响;
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3 可根据需要设置施工阶段的临时性结构缝。
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3.2.3 结构构件的连接应符合下列要求:
1 连接部位的承载力不应小于被连接构件的承载力,并应保证被连接构件之间的传力性能; 2 当混凝土构件与其他材料构件连接时,应采取可靠的连接措施; 3 应考虑构件变形对连接节点及相邻结构或构件造成的影响。 3.2.4混凝土结构设计应符合下列要求:
1 减小偶然作用效应的影响范围,避免发生因局部破坏引起的连续倒塌; 2 满足不同环境条件下的结构耐久性要求; 3 节省材料、降低能耗与保护环境。
3.3 承载能力极限状态计算
3.3.1混凝土结构的承载能力极限状态计算应包括下列内容: 1 结构构件应进行承载力计算;
2 直接承受重复荷载的构件应进行疲劳验算; 3 有抗震设防要求时,应进行抗震承载力计算; 4 必要时尚应进行结构的倾覆、滑移、漂浮验算;
5 对于可能遭受偶然作用,且倒塌可引起严重后果的重要结构,宜进行防连续倒塌设计。 3.3.2对持久设计状况、短暂设计状况和地震设计状况,当用内力的形式表达时,结构构件应采用下列承载能力极限状态设计表达方式:
S——承载能力极限状态下作用组合的效应设计值:对持久设计状况和短暂设计状况应按作用的基本组合计算;对地震设计状况应按作用的地震组合计算;
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(其余符号意义不变,从略)
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3.3.3对二维、三维混凝土结构构件,当按弹性或弹塑性方法分析并以应力形式表达时,可将混凝土应力按区域等代成内力设计值,按本规范第3.3.2条进行计算;也可直接采用多轴强度准则进行设计验算。
3.3.4对偶然作用下的结构进行承载能力极限状态设计时,公式(3.3.2-1)中的作用效应设计值S按偶然组合计算,结构重要性系数γ0取不小于1.0的数值;公式(3.3.2-2)中混凝土、钢筋的强度设计值改用强度标准值。
当进行结构防连续倒塌验算时,结构构件的承载力函数应按本规范第3.6节的原则确定。 3.3.5对既有结构的承载能力极限状态设计,应按下列规定进行:
1对既有结构进行安全复核、改变用途或延长使用年限而需验算承载能力极限状态时,宜符合本规范第3.3.2条的规定。
2对既有结构进行改建、扩建或加固改造而重新设计时,承载能力极限状态的计算应符合本规范第3.7节的规定。
3.4 正常使用极限状态验算
3.4.1混凝土结构构件应根据其使用功能及外观要求,进行正常使用极限状态的验算。 混凝土结构构件正常使用极限状态的验算应包括下列内容: 1 对需要控制变形的构件,应进行变形验算;
2 对使用上限制出现裂缝的构件,应进行混凝土拉应力验算; 3 对允许出现裂缝的构件,应进行受力裂缝宽度验算; 4 对有舒适度要求的楼盖结构,应进行竖向自振频率验算。
3.4.2对于正常使用极限状态,结构构件应分别按荷载的准永久组合并考虑长期作用的影响或标准组合并考虑长期作用的影响,采用下列极限状态设计表达式进行验算: S≤C (3.4.2)
3.4.3钢筋混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载效应的准永久组合,预应力混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的标准组合,并均应考虑荷载长期作用的影响进行计算,其计算值不应超过表3.4.3规定的挠度限值。(钢筋混凝土构件由原先的荷载效应标准组合改为准永久组合,预应力构件仍采用标准组合。)
3.4.4结构构件正截面的受力裂缝控制等级分为三级。在直接作用下,结构构件的裂缝控制等级划分及要求应符合下列规定:
一级——严格要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。
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二级——一般要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值。(02规范还有准永久组合时受拉边缘混凝土不宜产生拉应力,这次删掉)
三级——允许出现裂缝的构件:对钢筋混凝土构件,按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过本规范表3.4.5规定的最大裂缝宽度限值。对预应力混凝土构件,按荷载效应标准组合并考虑长期作用的影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过本规范第3.4.5条规定的最大裂缝宽度限值;对二a类环境的预应力混凝土构件,尚应按荷载效应的准永久组合计算,构件受拉边缘混凝土的拉应力不应大于混凝土的抗拉强度标准值。
3.4.6对大跨度混凝土楼盖结构应进行竖向自振频率验算,其自振频率宜符合下列要求: 1住宅和公寓不宜低于5Hz; 2办公楼和旅馆不宜低于4Hz; 3大跨度公共建筑不宜3Hz;
4工业建筑及有特殊要求的建筑应根据使用功能提出要求。
3.5 耐久性设计
3.5.1混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计,耐久性设计包括下列内容:
1 确定结构所处的环境类别; 2 提出材料的耐久性质量要求; 3 确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度; 4 满足耐久性要求相应的技术措施; 5 在不利的环境条件下应采取的防护措施; 6 提出结构使用阶段检测与维护的要求。
注:对临时性的混凝土结构,可不考虑混凝土的耐久性要求。 3.5.2中环境类别的表有变化
3.5.3中混凝土耐久性基本要求表有调整
3.5.6对下列混凝土结构及构件,尚应采取加强耐久性的相应措施:
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1 预应力混凝土结构中的预应力筋应根据具体情况采取表面防护、管道灌浆、加大混凝土保护层厚度等措施,外露的锚固端应采取封锚和混凝土表面处理等有效措施;
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2 有抗渗要求的混凝土结构,混凝土的抗渗等级应符合有关标准的要求;
3 严寒及寒冷地区的潮湿环境中,结构混凝土应满足抗冻要求,混凝土抗冻等级应符合有关标准的要求;
4 处于二、三类环境中的悬臂构件宜采用悬臂梁-板的结构形式,或在其上表面增设防护层; 5 处于二、三环境中的结构构件,其表面的预埋件、吊钩、连接件等金属部件应采取可靠的防锈措施;
6 处在三类环境中的混凝土结构构件,可采用阻锈剂、环氧树脂涂层钢筋或其他具有耐腐蚀性能的钢筋、采取阴极保护措施或采用可更换的构件等措施。 3.5.7混凝土结构在设计使用年限内尚应遵守下列规定: 1结构应按设计规定的环境类别使用,并定期进行检查维护; 2设计中的可更换混凝土构件应按规定定期更换; 3构件表面的防护层,应按规定维护或更换;
4结构出现可见的耐久性缺陷时,应及时进行检测处理。
3.6 防连续倒塌设计原则(本节为新增内容) 3.6.1混凝土结构的防连续倒塌设计宜符合下列要求: 1避免使结构中的关键构件直接遭受偶然作用; 2采取减小偶然作用效应的措施;
3在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束;
4增强疏散通道、避难空间及构件关键传力部位的承载力和变形性能。 3.6.2 结构的防连续倒塌设计可采用下列方法:
1局部加强法:对可能遭受偶然作用而发生局部破坏的关键受力部位,提高设计的安全储备;
2拉结构件法:通过贯通水平构件的最小配筋和钢筋连接措施,使其在缺失支承、跨度变化的条件下仍具有必要的承载能力,维持结构的整体稳固性;
3拆除构件法:按一定规则拆除主要受力构件,验算结构体系中的剩余部分的极限承载力。 验算可采用弹性分析、弹塑性分析、极限分析等方法对结构的受力-倒塌全过程进行分析,模拟结构倒塌的全过程,并作出判断。
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3.6.3结构防连续倒塌验算应考虑结构构件倒塌冲击引起的动力系数,并根据倒塌的具体情况确定荷载效应。材料强度可取标准值或平均值,并应考虑动力作用下材料强化和脆性。
3.7既有结构设计的原则(本节为新增内容)
3.7.1为既有结构延长使用年限、安全复核、改变用途、改建、扩建或加固修复等,应对其进行评定、验算或重新设计。
3.7.2既有结构的设计应符合下列原则:
1 应按现行有关标准进行检测和可靠性评估,确定相应的设计参考; 2 应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。 3.7.3 既有结构的设计尚应符合下列规定:
1 应优化结构方案,避免承载力及刚度突变,提高整体稳固性;
2 结构上的作用可按现行标准取值,也可按使用功能和继续使用的年限适当调整; 3 应按实际的构件尺寸、截面配筋、连接构造和已有缺陷进行设计; 4 结构既有部分的材料性能由检测评估确定,后加部分按现行规范取值; 5 既有结构与后加部分之间应采取可靠的连接构造措施; 6 结构构件的设计应考虑承载历史以及施工状态的影响。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化(三) 第4章 材料 4.1 混凝土
4.1.2素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度级别400MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25。 承受重复荷载的钢筋混凝土构件,混凝土强度等级不应低于C30。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30。
4.1.3和4.1.4条中的混凝土强度表,压、拉分别列表,并删除了表的小注。
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4.2钢筋
4.2.1混凝土结构的钢筋应按下列规定选用:
1 纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋,也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400钢筋;
2 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋,也可采用HRB335、HRBF335钢筋;
3 预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。
注:RRB400钢筋不宜用作重要部位的受力钢筋,不应用于直接承受疲劳荷载的构件。 根据国家的技术政策,增加500MPa、级钢筋;推广400MPa、500MPa级高强钢筋作为受力的主导钢筋;限制并准备淘汰335MPa级钢筋;立即淘汰低强的235MPa级钢筋,代之以300MPa级光圆钢筋。在规范的过渡期及对既有结构设计时,235MPa级钢筋的设计值按02规范取值。
4.2.4普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率δgt应不小于表4.2.4的规定的数值。 4.2.7当采直径50mm的钢筋时,宜有可靠的工程经验。
构件中的钢筋可采用并筋的配置形式。直径28mm及以下的钢筋并筋数量不应超过3根;直接32mm的钢筋并筋数量宜为2根;直径36mm及以上的钢筋不应采用并筋。并筋应按单根等效钢筋进行计算,等效钢筋的等效直径应按截面面积相等的原则换算确定。 4.2.8当进行钢筋代换时,除应符合设计要求的构件承载力、最大力下的总伸长率、裂缝宽度验算以及抗震规定以外,尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、钢筋锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。
4.2.9当构件中采用预制的钢筋焊接网片或钢筋骨架配筋时,应符合国家现行有关标准的规定。
第5章 结构分析
本章对02版规范的内容作了较大的变动,丰富了分析模型、弹性分析、弹塑性分析、塑性极限分析等内容,增加了间接作用分析一节。 5.1基本原则
5.1.1~5.1.4节略有整理
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5.1.5 结构分析时,应根据结构类型、材料性能和受力特点等选择下列分析方法: 1 弹性分析方法;(02规范是线弹性分析方法) 2 塑性内力重分布分析方法;
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3 弹塑性分析方法;(新增) 4 塑性极限分析方法; 5 试验分析方法。
(删掉了02规范非线性分析方法)
5.2分析模型(单独列为1节)
5.2.1、5.2.2条内容来自原‘线弹性分析’一节
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。当楼盖开有较大孔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。
5.2.4对现浇楼盖和装配整体式楼盖,宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。梁受压区有效翼缘计算宽度bf′可按表5.2.4所列情况中的最小值取用;也可采用梁刚度增大系数法近似考虑,刚度增大系数应根据梁有效翼缘尺寸与梁截面尺寸的相对比例确定(表略) 5.2.5当地基与结构的相互作用对结构的内力和变形有显著影响时,结构分析中宜考虑地基与结构相互作用的影响。
5.3弹性分析
5.3.3混凝土结构弹性分析宜采用结构力学或弹性力学等分析方法。体形规则的结构,可根据作用的种类和特性,采用适当的简化分析方法。
5.3.4当结构的二阶效应可能使作用效应显著增大时,在结构分析中应考虑二阶效应的不利影响。
混凝土结构的重力二阶效应可采用有限元分析方法计算也可采用本规范附录B的简化方法。当采用有限元分析方法时,宜考虑混凝土构件开裂对构件刚度降低的影响。
5.4塑性内力重分布分析(单独列为1节)
5.4.1混凝土连续梁和连续单向板,可采用塑性内力重分布方法进行分析。重力荷载作用下的框架、框架-剪力墙结构中的现浇梁以及双向板等,经弹性分析求得内力后,可对支座或节点弯矩进行适度调幅,并确定相应的跨中弯矩。
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5.4.3钢筋混凝土梁支座或节点边缘截面的负弯矩调幅幅度不宜大于25%;弯矩调整后的梁端截面相对受压区高度不应超过0.35,且不宜小于0.10。钢筋混凝土板的负弯矩调幅幅度不宜大于20%。
5.5弹塑性分析(单独列为1节)
5.5.1重要或受力复杂的结构,宜采用弹塑性分析方法对结构整体或局部进行验算。结构的弹塑性分析宜遵循下列原则:
1应预先设定结构的形状、尺寸、边界条件、材料性能和配筋等;
2材料的性能指标宜取平均值或实测值,可按本规范附录C采用,或通过试验分析确定; 3宜考虑结构几何非线性的不利影响;
4分析结果用于承载力设计时,应考虑承载力不定性系数,对结构的抗力进行适当调整。 5.5.2 混凝土结构的弹塑性分析,可根据实际情况采用静力或动力分析方法。结构的基本构件计算模型宜按下列原则确定:
1梁、柱等杆系构件可简化为一维单元,宜采用纤维束模型或塑性铰模型; 2墙、板等构件可简化为二维单元,宜采用膜单元、板单元或壳单元;
3复杂的混凝土结构、大体积结构、结构的节点或局部区域需作精细分析时,宜采用三维块体单元。
5.5.3钢筋、混凝土材料的本构关系可按本规范附录C采用,也可通过试验分析确定。构件、截面或各种计算单元的受力-变形关系宜符合实际受力情况。
某些变形较大的构件或节点进行局部精细分析时,宜考虑钢筋与混凝土间的粘结-滑移本构关系。
5.6塑性极限分析(单独列为1节)
5.6.1对不承受多次重复荷载作用的混凝土结构,当有足够的塑性变形能力时,可采用塑性极限理论的分析方法进行结构的承载力计算,同时应满足正常使用的要求。 5.6.2整体结构的塑性极限分析计算应符合下列规定:
1对可预测结构破坏机制的情况,结构的极限承载力可根据设定的结构塑性屈服机制,采用塑性极限理论进行分析;
2对难于预测结构破坏机制的情况,结构的极限承载力可采用静力或动力弹塑性分析方法确定;
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3对直接承受偶然作用的结构构件或部位,应根据偶然作用的动力特征考虑其动力效应的影响。
5.6.3承受均布荷载的周边支承的双向矩形板,可采用塑性铰线法或条带法等塑性极限分析方法进行承载能力极限状态的分析与设计。
5.7间接作用分析(新增)
5.7.1当混凝土的收缩、徐变以及温度变化等间接作用在结构中产生的作用效应可能危及结构的安全或正常使用时,宜进行间接作用分析,并应采取相应的构造措施和施工措施。 5.7.2温度作用应按下列情况考虑:
1混凝土施工期:考虑外界气温、混凝土浇筑温度、胶凝材料水化热、调节温度状态的人工温度措施、建筑物基底及相邻部分的热量传导等;
2结构使用期:考虑季节温差、外界气温、结构表面日照及内部使用环境温度等周期性影响等,其温度作用计算参数及周期变化过程应取自工程附近气象水文部门的实测资料。 5.7.3混凝土结构进行间接作用分析,可采用本规范第5.5节的弹塑性分析方法;也可考虑裂缝和徐变对构件刚度的影响,按弹性分析方法近似计算。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化(四)
第6章 承载能力极限状态计算
6.1一般规定
6.1.1本章适用于钢筋混凝土、预应力混凝土构件的承载能力极限状态计算;素混凝土结构构件设计应符合本规范附录D的规定。
深受弯构件、牛腿、叠合式构件的承载力计算应符合本规范第9章的有关规定。 6.1.2 对于二维或三维非杆系结构构件,当按弹性分析方法得到构件的应力设计值分布后,可按主拉应力设计值的合力在配筋方向的投影确定所需的配筋量和钢筋布置,并应符合相应的构造要求;受压应力设计值不应大于混凝土抗压强度设计值,受压钢筋可按构造要求配置。当混凝土处于多轴受压状态时,其抗压强度设计值可根据实际受力情况按本规范附录C的有关规定采用。
6.2 正截面承载力计算
(I)正截面承载力计算的一般规定 6.2.1条为正截面基本假定,基本没有变化。
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6.2.2在确定中和轴位置时,对双向受弯构件,其内、外弯矩作用平面应相互重合;对双向偏心受力构件,其轴向力作用点、混凝土和受压钢筋的合力点以及受拉钢筋的合力点应在同一条直线上。当不符合上述条件时,尚应考虑扭转的影响。
6.2.3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M1/M
2 不大于0.9且设计轴压比不大于0.9时,若构件的长细比满足公式(6.2.3)的要求,可不考虑轴向压力在该方向挠曲杆件中产生的附加弯矩影响;否则应根据本规范第6.2.4条的规定,按截面的两个主轴方向分别考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的附加弯矩影响。 lc/i ≤34-12(M1/M2) (6.2.3)
式中:M1、M2——分别为偏心受压构件两端截面按结构分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值,绝对值较大端为M2,绝对值较小端为M1,当构件按单曲率弯曲时,M1/M2取正值,否则取负值;
lc——构件的计算长度,可近似取偏心受压构件相应主轴方向上下支撑点之间的距离;
i——偏心方向的截面回转半径。
6.2.4 排架结构柱的二阶效应应按本规范第5.3.4条的规定计算;其他偏心受压构件,考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面弯矩设计值应按下列公式计算: M=Cmηns M2 (6.2.4-1) Cm=0.7+0.3M1/M2 ≥0.7 (6.2.4-2)
(6.2.4-3) ζc=0.5fcA/N (6.2.4-4)
当Cmηns小于1.0时取1.0;对剪力墙类构件及核心筒类构件,可取Cmηns等于1.0。 式中:Cm——构件端截面偏心距调节系数,当小于0.7时取0.7; ηns——弯矩增大系数;
N——与弯矩设计值M2相应的轴向压力设计值; ζc——截面曲率修正系数,当计算值大于1.0时取1.0;
6.2.5~6.2.8关于附加偏心距、等效矩形应力图、界限相对受压区高度ξb、纵筋应力取值规定等内容无变化。
(Ⅱ)正截面受弯承载力计算
6.2.10~6.2.14为矩形、T形截面、双筋截面的计算公式,保留02版规范的实用计算方法。
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(Ⅲ)正截面受压承载力计算
除6.2.17条中e的表达式中去掉了偏心距增大系数η之外,其他基本上无变化。对应5.3.4、6.2.4条,二阶弯矩的影响包含在弯矩设计值M中,故截面计算公式中不再考虑。
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6.3 斜截面承载力计算
主要变化为,将集中荷载作用与非集中荷载作用的两个公式合并为1个,第一项的系数为α
cv,第二项的系数统一取为
1.0。
αcv一般情况为0.7,集中力产生的剪力占75%以上时取为1.75/(λ+1)。
此外新增条目为:
6.3.19 矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱,当斜向剪力设计值V的作用方向与x轴的夹角在0°~10°或80°~90°时,可仅按单向受剪构件进行截面承载力计算。
6.4扭曲截面承载力计算
基本内容没有变化。剪、扭复合受力构件中与剪切有关的式子中,与斜截面一节对应,箍筋项的系数为1.0。新增拉、弯、剪、扭构件条目:
6.4.11在轴向拉力和扭矩共同作用下的矩形截面钢筋混凝土构件,其受扭承载力可按下列规定验算:
(6.4.11-1)
6.4.17在轴向拉力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱,其受剪扭承载力应符合下列规定: 1 受剪承载力
2 受扭承载力
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(6.4.17-1)
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(6.4.17-2)
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6.4.18在轴向拉力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱,当T≤(0.175ft-0.1N/A)Wt 时,可仅验算偏心受拉构件的正截面承载力和斜截面受剪承载力。 6.4.19在轴向拉力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱,其纵向钢筋截面面积应分别按偏心受拉构件的正截面承载力和剪扭构件的受扭承载力计算确定,并应配置在相应的位置;箍筋截面面积应分别按剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力计算确定,并应配置在相应的位置。 6.5 受冲切承载力计算
原规范保守较多,此次将一些系数做了调整,冗余度有所降低。 6.6局部受压承载力计算 无变化 6.7 疲劳验算
无变化 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化(五) 第7章 正常使用极限状态验算 主要变化:
1.补充了“有舒适度要求的楼盖结构,应进行竖向自振频率验算”的内容;
2.对应3.4.4节,对裂缝控制等级为三级的钢筋混凝土构件,选荷载的准永久组合进行裂缝宽度和挠度验算;预应力混凝土构件未变。
3.裂缝宽度计算公式进行了调整. 7.1裂缝控制验算
二级裂缝控制等级构件去掉了准永久组合下混凝土不受拉的要求;三级裂缝控制等级钢筋混凝土构件按荷载准永久组合计算,预应力构件仍按标准组合计算。
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裂缝宽度计算公式形式无变化,只是式中的σsk改作σs。k代表标准值,而对于钢筋混凝土构件改用准永久组合,按理应该用q做下标,但预应力构件仍采用标准组合,应为k,不得已采用一个笼统的符号σs。另外,保护层厚度c符号改为cs,其余不变。
7.1.3在荷载准永久组合或标准组合下,钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件开裂截面处受压边缘混凝土压应力、不同位置处钢筋的拉应力及预应力筋的等效应力宜按下列假定计算:
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1截面应变保持平面;
2受压区混凝土的法向应力图取为三角形; 3不考虑受拉区混凝土的抗拉强度; 4采用换算截面。
第7.1.4条纵筋应力计算公式中,钢筋混凝土构件除了以Mq、Nq(准永久组合的弯矩、轴力)代替Mk、Nk(标准组合的弯矩、轴力),σsk变为σsq之外,形式上无变化。
预应力构件仍为Mk、Nk、σsk,与02规范相比,没有考虑后张超静定结构中的次弯矩M2。预应力筋面积Ap前面多了一个无粘结预应力筋的等效折减系数α1。 标准组合及准永久组合下混凝土法向应力计算、主应力验算皆无变化。
7.2受弯构件挠度验算
考虑长期作用影响的刚度B与短期刚度Bs之间的关系,本质上无变化。对于钢筋混凝土构件,将式中Mk用Mq替换,于是关系式变为B=Bs/θ。
其余内容无甚变化。
第2章 构造规定 8.1伸缩缝
可适当增大缝间距的场合中增加了采用低收缩混凝土;加强浇筑后的养护;采用跳仓法、后浇带、控制缝等施工措施。其余无甚变化。
8.2混凝土保护层
最小保护层厚度表有调整。
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1根据第3.5节对结构所处耐久性环境类别的划分,确定混凝土保护层厚度的数值,考虑得更为细致。鉴于工程调查分析的结果及可持续发展的需要,对一般情况下混凝土结构的保护层厚度仅作微调,稍有增大;而对恶劣环境下的保护层厚度,则增加幅度较大;
2从混凝土碳化、脱钝和钢筋锈蚀的耐久性角度考虑,不再以纵向受力钢筋,而以最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋、钢筋网片等)计算保护层厚。
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3.简化考虑,按平面构件(板、墙、壳)及杆形构件(梁、柱)分两类确定保护层厚度;简化混凝土强度的影响,C30以上统一取值。
8.2.2当有充分依据并采取下列有效措施时,可适当减小混凝土保护层的厚度。 1构件表面有可靠的防护层;
2采用工厂化生产的预制构件,并能保证预制构件混凝土的质量; 3在混凝土中掺加阻锈剂或采用阴极保护处理等防锈措施;
4当对地下室墙体采取可靠的建筑防水做法或防腐措施时,与土壤接触一侧钢筋的保护层厚度可适当减少,但不应小于25mm。
8.2.3 当梁、柱、墙中纵向受力钢筋的保护层厚度大于50mm时,宜对保护层采取有效的构造措施。可在保护层内配置防裂、防剥落的焊接钢筋网片,网片钢筋的保护层厚度不应小于25mm,并应采取有效的绝缘、定位措施。
8.3钢筋的锚固
将原9.3.1中关于锚固长度修正的条款用一个修正系数ζa表达,乘以此系数之后的锚固长度用la表达,原来意义上的la改用符号lab,称为“基本锚固长度”。
8.3.1当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,受拉钢筋的锚固应符合下列要求: 1基本锚固长度应按下列公式计算
式中:lab——受拉钢筋的基本锚固长度;
fy、fpy——普通钢筋、预应力筋的抗拉强度设计值;
ft——混凝土轴心抗拉强度设计值,当混凝土强度等级高于C60时,按C60取值; d——锚固钢筋的直径;
α——锚固钢筋的外形系数,按表8.3.1取用。
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锚固钢筋的外形系数中删除了02规范中锚固性能很差的刻痕钢丝;带肋钢筋是指HRB、HRBF、RRB系列钢筋;新增加的预应力螺纹钢筋采用螺母锚固,故未列入锚固长度计算。 2受拉钢筋的锚固长度应根据锚固条件按下列公式计算,且不应小于200mm:
(8.3.1-3)
式中:la——受拉钢筋的锚固长度;
ζa——锚固长度修正系数,对普通钢筋按本规范第8.3.2条的规定取用,当多于一项时,可按连乘计算,但不应小于0.6;对预应力筋,可取1.0。
3 当锚固钢筋保护层厚度不大于5d时,锚固长度范围内应配置横向构造筋,其直径不应小于d/4;对梁、柱、斜撑等杆状构件间距不应大于5d,对板、墙等平面构件间距不大于10d,且均不应小于100mm,此处d为锚固钢筋的直径。 8.3.2条内容与原9.3.1条中1~5项对应,无变化。
8.3.3当纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或机械锚固措施时,包括弯钩或锚固端头在内的锚固长度(投影长度)可取为基本锚固长度lab的60%。弯钩和机械锚固的形式(图8.3.3)和技术要求应符合表8.3.3的规定。
表8.3.3钢筋弯钩和机械锚固的形式和技术要求
锚固形式 90°弯钩 135°弯钩 一侧贴焊锚筋 两侧贴焊锚筋 焊端锚板 螺栓锚头 技术要求 末端90°弯钩,弯钩内径4d,弯后直段长度12d 末端135°弯钩,弯钩内径4d,弯后直段长度5d 末端一侧贴焊长5d同直径钢筋 末端一侧贴焊长3d同直径钢筋 末端与厚度d的锚板穿孔塞焊 末端旋入螺栓锚头 19 / 80
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注:1焊缝和螺纹长度应满足承载力要求;
2螺栓锚头和焊接锚板的承压净面积不应小于锚固钢筋截面面积的4倍;
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3螺栓锚头的规格应符合相关标准的要求
4螺栓锚头和焊接锚板的钢筋净间距不宜小于4d,否则应考虑群锚效应的不利影响;
5截面角部的弯钩和一侧贴焊锚筋的布筋方向宜向截面内侧偏置。
8.3.4混凝土结构中的纵向受压钢筋,当计算中充分利用其抗压强度时,锚固长度不应小于相应受拉锚固长度的70%。
受压钢筋不应采用末端弯钩和一侧贴焊锚筋的锚固措施。
受压钢筋锚固长度范围内的横向构造钢筋应符合本规范第8.3.1条的有关规定。
8.3.5承受动力荷载的预制构件,应将纵向受力普通钢筋末端焊接在钢板或角钢上,钢板或角钢应可靠地锚固在混凝土中。钢板或角钢的尺寸应按计算确定,其厚度不宜小于10mm。 其他构件中受力普通钢筋的末端也可通过焊接钢板或型钢实现锚固。
8.3.4钢筋的连接
8.4.1钢筋的连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接。机械连接接头及焊接接头的类型及质量应符合国家现行有关标准的规定。
混凝土结构中受力钢筋的连接接头宜设置在受力较小处。在同一根受力钢筋上宜少设接头。在结构的重要构建和关键传力部位,纵向受力钢筋不宜设置连接接头。
8.4.2轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接;其他构件中的钢筋采用绑扎搭接时,受拉钢筋直径不宜大于25mm,受压钢筋直径不宜大于28mm。 8.4.3及8.4.4条中,关于纵向搭接钢筋接头面积百分率增加一句“当直径不同的钢筋搭接时,按直径较小的钢筋计算”。增加并筋搭接的要求:“
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并筋采用绑扎搭接连接时,应按每根单筋错开搭接的方式连接。接头面积百分率应按统一链接区段内所有的单根钢筋计算。并筋中钢筋的搭接长度应按单筋分别计算。”其余内容与原9.4.3条同。
8.4.6 在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内的横向构造钢筋应符合本规范第8.3.1条的要求;当受压钢筋直径大于25mm时,尚应在搭接接头两个端面外100mm的范围内各设置两道箍筋。
本条提出了对受拉、受压搭接连接区段内箍筋直径、间距的构造要求。拉压统一取值而对受压搭接较02规范要求适当加严了(02规范:受压箍筋间距是受拉的2倍)。调查研究表明,箍筋对约束受压钢筋的搭接传力更为重要,故取与受拉同样的间距。
8.4.7条将原9.4.6、9.4.7、9.4.8三条内容合并为一条。将其中“d为纵向受力钢筋的较大直径”改为“d为连接钢筋的较小直径”。
8.4.8细晶粒热轧带肋钢筋以及直径大于28mm的带肋钢筋,其焊接应经试验确定;余热处理钢筋不宜焊接。(增加内容)
纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开。钢筋焊接接头连接区段的长度35d且不小于
500mm,d为连接钢筋的较小直径,凡接头中点位于该连接区段长度内的焊接接头均属于同一连接区段。
纵向受拉钢筋的接头面积百分率不宜大于50%,但对预制构件的拼接处,可根据实际情况放宽。纵向受压钢筋的接头百分率可不受限制。 8.4.9条内容没有变化
8.5纵向受力钢筋的最小配筋率
8.5.1钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率ρmin不应小于表8.5.1规定的数值。
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注:2板类受弯构件(不包括悬臂板)的受拉钢筋,当采用强度等级400MPa、500MPa的钢筋时,其最小配筋百分率应允许采用0.15和45ft/fy中的较大值;
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……
受压构件的最小配筋率限值调整为0.50、0.55和0.60,按钢筋的强度等级分别取值。 8.5.2卧置于地基上的混凝土板,板中受拉钢筋的最小配筋率可适当降低,但不应小于0.15%。(本条无变化)。
8.5.3对结构中次要的钢筋混凝土受弯构件,当构造所需截面高度远大于承载的需求时,其纵向受拉钢筋的配筋率可按下列公式计算:
本条为新增加条款。对于厚度很大或内力很小的构件,为节约钢筋,提出了少筋混凝土配筋的概念。
由构件截面的内力(弯矩M)计算截面的临界厚度(hcr),按此临界厚度相应最小配筋率计算的配筋量,即可保证截面应有的承载能力。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化(六)
第9章结构构件的基本规定 9.1板
分成三部分(I)基本规定;( Ⅱ)构造配筋;( Ⅲ)板柱结构 (I)基本规定
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9.1.1关于计算原则,无变化
9.1.2现浇混凝土板的尺寸宜符合下列规定:
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1板的跨厚比:钢筋混凝土单向板不大于30,双向板不大于40;无梁支承的有柱帽板不大于35,无梁支承的无柱帽板不大于30。预应力板可适当增加;当板的荷载、跨度较大时宜适当减小。(新增内容)
2现浇钢筋混凝土板的厚度不应小于表9.1.2规定的数值。
9.1.5现浇混凝土空心楼板的体积空心率不宜大于50%。
采用箱型内孔时,顶板厚度不应小于肋间净距的1/15且不应小于50mm。当底板配置受力钢筋时,其厚度不应小于50mm。内孔间肋宽与内孔高度比不宜小于1/4,且肋宽不应小于60mm,对预应力板不应小于80mm。
采用管型内孔时,孔顶、孔底板厚均不应小于40mm,肋宽与内孔径之比不宜小于1/5,且肋宽不应小于50mm,对预应力板不应小于60mm。
为节约材料,减轻自重及减小地震作用,现浇空心楼板应用逐渐增多。为保证其受力性能,根据近年工程经验,提出了空心楼板体积空心率的限值。并对箱体内摸及芯管内摸楼板的基本构造尺寸作出规定。现浇空心楼板的设计,详见现行标准《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》CECS175:2004 (II)构造配筋
9.1.8在温度、收缩应力较大的现浇板区域,应在板的表面双向配置防裂构造钢筋。配筋率均不宜小于0.10%,间距不宜大于200mm。防裂构造钢筋可利用原有钢筋贯通布置,也可另行设置钢筋并与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。
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楼板平面的瓶颈部位宜适当增加板厚和配筋。沿板的洞边、凹角部位宜加配防裂构造钢筋,并采取可靠的锚固措施。 其余条文内容无变化
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9.1.9混凝土厚板及卧置于地基上的基础筏板,当板的厚度大于2m时,除应沿板的上、下表面布置的纵、横方向钢筋外,尚宜在板厚度不超过1m范围内设置与板面平行的构造钢筋网片,网片钢筋直径不宜小于12mm,纵横方向的间距不宜大于200mm。
9.1.10当混凝土板的厚度不小于150mm时,对板的无支承边的端部,宜设置U形构造钢筋并与板顶、板底的钢筋搭接,搭接长度不宜小于U形构造钢筋直径的15倍且不宜小于200mm;也可采用板面、板底钢筋分别向下、上弯折搭接的形式。 (III)板柱结构
9.1.11混凝土板中配置抗冲切箍筋或弯起钢筋时,应符合下列构造要求: 1板的厚度不应小于200mm;
2按计算所需的箍筋及相应的架立钢筋应配置在与45°冲切破坏锥面相交的范围内,且从集中荷载作用面或柱截面边缘向外的分布长度不应小于1.5h0;箍筋直径不应小于6mm,且应做成封闭式,间距不应大于h0/3,且不应大于100mm;
3按计算所需弯起钢筋的弯起角度可根据板的厚度在30°~45°之间选取;弯起钢筋的倾斜段应与冲切破坏锥面相交(图9.1.9b),其交点应在集中荷载作用面或柱截面边缘以外(1/2~2/3)h的范围内。弯起钢筋直径不宜小于12mm,且每一方向不宜少于3根。 (图无变化,略)
9.1.12板柱节点可采用带柱帽或托板的结构形式。板柱节点的形状、尺寸应包容45°的冲切破坏锥体,并应满足受冲切承载力的要求。
柱帽的高度不应小于板的厚度h;托板的厚度不应小于h/4。柱帽或托板在平面两个方向上的尺寸均不宜小于同方向上柱截面宽度b与4h的和(图9.1.12)。
9.2梁
分成三部分(I)纵向钢筋;( Ⅱ)横向钢筋;(Ⅲ)局部配筋
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(I)纵向配筋
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除9.2.1条中规定“1伸入梁支座范围内的钢筋不应少于两根。”(02规范梁宽大于100mm时两根;小于100mm时可为1根)之外,基本上无变化。 (II)横向配筋 内容未作修订 (III)局部配筋
9.2.15当梁的混凝土保护层厚度大于50mm且配置表层钢筋网片时,应符合下列规定: 1表层钢筋宜采用焊接网片,其直径不宜大于8mm、间距不应大于150mm;网片应配置在梁底和梁侧,梁侧的网片钢筋应延伸至梁高的2/3处;
2两个方向上表层网片钢筋的截面积均不应小于相应混凝土保护层(图9.2.15阴影部分)面积的1%。
本条参考欧洲规范EN1992-1-1:2004的有关规定,为控制裂缝宽度和防止表层混凝土碎裂,坠落,提出了厚保护层混凝土梁配置表层分布钢筋(蒙皮钢筋)的构造要求。表层分布钢筋应采取有效的定位措施,并宜采用焊接网片。其混凝土保护层厚度应从表层分布钢筋算起。
9.3柱、梁柱节点及牛腿 (I)柱
9.3.1柱中纵向钢筋的配置应符合下列规定:
1纵向受力钢筋直径不宜小于12mm;全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%;
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2柱中纵向钢筋的净间距不应小于50mm,且不宜大于300mm;
3偏心受压柱的截面高度不小于600mm时,在柱的侧面上应设置直径不小于10mm的纵向构造钢筋(02规范是10~16mm),并相应设置复合箍筋或拉筋; 4圆柱中纵向钢筋不宜少于8根,不应少于6根;且宜沿周边均匀布置;
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5在偏心受压柱中,垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋,其中距不宜大于300mm。
注:水平浇筑的预制柱,纵向钢筋的最小净间距可按本规范第9.2.1条关于梁的有关规定取用。
9.3.2柱中的箍筋应符合下列规定:
1箍筋直径不应小于d/4,且不应小于6mm,d为纵向钢筋的最大直径;
2箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸,且不应大于15d,d为纵向钢筋的最小直径;
3柱及其它受压构件中的周边箍筋应做成封闭式;对圆柱中的箍筋,搭接长度不应小于本规范8.3.1条规定的锚固长度,且末端应做成135°弯钩,弯钩末端平直段长度不应小于5d,d为箍筋直径;
4当柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3根时,或当柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢筋多于4根时,应设置复合箍筋;
5柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于10d,且不应大于200mm。箍筋末端应做成135°弯钩,且弯钩末端平直段长度不应小于10d,d为纵向受力钢筋的最小直径;(02规范此处d为箍筋直径)
6在配有螺旋式或焊接环式箍筋的柱中,如在正截面受压承载力计算中考虑间接钢筋的作用时,箍筋间距不应大于80mm及dcor/5,且不宜小于40mm,dcor为按箍筋内表面确定的核心截面直径。
9.3.3关于I形截面柱基本与02规范同。 (II)梁柱节点
9.3.4梁纵向钢筋在框架中间层端节点的锚固应符合下列要求。 1梁上部纵向钢筋伸入节点的锚固:
1)当采用直线锚固形式时,不应小于la,且应伸过柱中心线。伸过的长度不宜小于5d,d为梁上部纵向钢筋的直径;
2)当柱截面尺寸不足时,梁上部纵向钢筋可采用本规范第8.3.3条钢筋端部加机械锚头的锚固方式。梁上部纵向钢筋宜伸至柱外侧纵筋内边,包括机械锚头在内的水平投影锚固长度不应小于0.4lab(图9.3.4a);
3)梁上部纵向钢筋也可采用90°弯折锚固的方式,此时梁上部纵向钢筋应伸至节点对边并向节点内弯折,其包含弯弧在内的水平投影长度不应小于0.4lab,弯折钢筋在弯折平面内包含弯弧段的投影长度不应小于15d(图9.3.4b)。
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2框架梁下部纵向钢筋在端节点处的锚固:
1)当计算中充分利用该钢筋的抗拉强度时,钢筋的锚固方式及长度应与上部钢筋的规定相同;
2)当计算中不利用该钢筋的强度或仅利用该钢筋的抗压强度时,伸入节点的锚固长度应分别符合本规范第9.3.5条中间节点梁下部纵向钢筋锚固的规定。
9.3.5框架中间层中间节点或连续梁中间支座,梁的上部纵向钢筋应贯穿节点或支座。梁的下部纵向钢筋应符合下列锚固要求:
1当计算中不利用该钢筋的强度时,其伸入节点或支座的锚固长度对带肋钢筋不小于12d,对光面钢筋不小于15d,d为钢筋的最大直径;
2当计算中充分利用钢筋的抗压强度时,钢筋应按受压钢筋锚固在中间节点或中间支座内,其直线锚固长度不应小于0.7la;
3当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,钢筋可采用直线方式锚固在节点或支座内,锚固长度不应小于钢筋的受拉锚固长度la(图9.3.5a);
4当柱截面尺寸不足时,也可采用本规范第9.3.4条第1款规定的钢筋端部加锚头的机械锚固措施,也可采用90°弯折锚固的方式;
5钢筋也可在节点或支座外梁中弯矩较小处设置搭接接头,搭接长度的起始点至节点或支座边缘的距离不应小于1.5h0。
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(去掉了梁钢筋在节点中弯折锚固的做法。)
9.3.6柱纵向钢筋应贯穿中间层的中间节点或端节点,接头应设在节点区以外。 柱纵向钢筋在顶层中节点的锚固应符合下列要求:
1柱纵向钢筋应伸至柱顶,且自梁底算起的锚固长度不应小于la;
2当截面尺寸不足时,可采用90°弯折锚固措施。此时,包括弯弧在内的钢筋垂直投影锚固长度不应小于0.5lab,在弯折平面内包含弯弧段的水平投影长度不宜小于12d(图9.3.6a); 3当截面尺寸不足时,也可采用带锚头的机械锚固措施。此时,包含锚头在内的竖向锚固长度不应小于0.5lab(图9.3.6b)。
4当柱顶有现浇楼板且板厚不小于100mm时(02规范为80),柱纵向钢筋也可向外弯折,弯折后的水平投影长度不宜小于12d。
9.3.7顶层端节点柱外侧纵向钢筋可弯入梁内作梁上部纵向钢筋;也可将梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在节点及附近部位搭接,搭接可采用下列方式:
1搭接接头可沿顶层端节点外侧及梁端顶部布置,搭接长度不应小于1.5lab(图9.3.7a)。其中,伸入梁内的柱外侧钢筋截面面积不宜小于其全部面积的65%
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;梁宽范围以外的柱外侧钢筋宜沿节点顶部伸至柱内边锚固。当柱钢筋位于柱顶第一层时,钢筋伸至柱内边后宜向下弯折不小于8d后截断(图9.3.7a);当柱纵向钢筋位于柱顶第二层时,可不向下弯折,d为柱纵向钢筋的直径。梁宽范围以外的柱外侧纵向钢筋也可伸入现浇板内,其长度与伸入梁内的柱纵向钢筋相同;
2当柱外侧纵向钢筋配筋率大于1.2%时,伸入梁内的柱纵向钢筋应满足上述规定且宜分两批截断,截断点之间的距离不宜小于20d,d为柱外侧纵向钢筋的直径。梁上部纵向钢筋应伸至节点外侧并向下弯至梁下边缘高度位置截断。
3搭接接头也可沿节点外侧直线布置(图9.3.7b),此时,搭接长度自柱顶算起不应小于1.7lab。当上部梁纵向钢筋的配筋率大于1.2%时,弯入柱外侧的梁上部纵向钢筋应满足以上规定的搭接长度,且宜分两批截断,其截断点之间的距离不宜小于20d,d为梁上部纵向钢筋的直径;
4当梁的截面高度较大,梁、柱钢筋相对较小,从梁底算起的直线搭接长度未延伸至柱顶即已满足1.5lab的要求时,应将搭接长度延伸至柱顶并满足搭接长度1.7lab的要求;或者从梁底算起的弯折搭接长度未延伸至柱内侧边缘即已满足1.5lab的要求时,其弯折后包括弯弧在内的水平段的长度不应小于15d,d为柱纵向钢筋的直径;
5柱内侧纵向钢筋的锚固应符合本规范9.3.6条关于顶层中节点的规定。 9.3.8和9.3.9条基本无变化,略。 (III)牛腿
共4条,与02规范几乎没有变化。
只是沿牛腿顶部配置的纵向受力钢筋,宜采用HRB400级或HRB500级热轧带肋钢筋,提高延性和高强度。
弯起钢筋宜采用HRB400级或HRB500级热轧带肋钢筋。 9.4墙
9.4.1竖向构件截面长边、短边(厚度)比值大于4时,宜按墙的要求进行设计。 墙的厚度不宜小于140mm;对剪力墙结构尚不宜小于层高的1/25,对框架-剪力墙结构尚不宜小于层高的1/20。
当采用预制板时,支承墙的厚度应满足墙内竖向钢筋贯通的要求。
9.4.5对于高度不大于10m且不超过3层房屋的墙,其厚度不应小于120mm,其水平与竖向分布钢筋的配筋率均不宜小于0.15%。
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其余条文内容未变,有所合并、顺序调整。
9.5叠合构件
新增了竖向叠合构件内容
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(I)水平叠合构件
将无支撑叠合梁板具体计算方法由正文挪到附录H,设计、计算方法和要求与02规范10.6.2~10.6.13没有变化,只是对钢筋混凝土叠合构件采用荷载效应的准永久组合,预应力混凝土构件采用荷载效应的标准组合。 9.5.2叠合混凝土梁、板应符合下列规定。
1叠合梁的叠合层混凝土的厚度不宜小于100mm,混凝土强度等级不宜低于C30(02规范是不应低于C20)。预制梁的箍筋应全部伸入叠合层,且各肢伸入叠合层的直线段长度不宜小于10d,d为箍筋直径。预制梁的顶面应做成凹凸差不小于6mm的粗糙面;
2叠合板的叠合层混凝土厚度不宜小于40mm(新增),混凝土强度等级不宜低于C25(02规范是不应低于C20)。预制板表面应做成凹凸差不小于4mm的粗糙面。承受较大荷载的叠合板,宜在预制底板上设置伸入叠合层的构造钢筋。
9.5.3在既有结构的楼板、屋盖上浇筑混凝土叠合层的受弯构件,应按本规范9.5.2条的规定进行界面处理,并按本规范第3.3节、3.7节的有关规定进行施工阶段和使用阶段计算。 (II)竖向叠合构件
9.5.4由预制构件及后浇混凝土成形的叠合柱和墙,应按施工阶段及使用阶段的工况分别进行预制构件及整体结构的计算。
9.5.5在既有柱的周边或墙的侧面浇筑混凝土而成形的竖向叠合构件,应考虑承载历史以及施工支顶的情况,并本规范第3.3节、第3.7节的规定的原则进行施工阶段和使用阶段的承载力计算。
9.5.6依托既有结构的竖向叠合柱、墙在使用阶段的承载力计算中,应根据实测结果考虑既有构件部分几何参数变化的影响。
竖向叠合柱、墙既有构件部分混凝土、钢筋的强度设计值按本规范第3.7.3条确定;后浇混凝土部分混凝土、钢筋的强度应按本规范第4章确定乘以强度利用的折减系数确定,但宜考虑施工时支顶的实际情况适当调整。
9.5.7柱外二次浇筑混凝土层的厚度不应小于60mm,混凝土强度等级不应低于既有柱的强度。粗糙结合面的凹凸差不应小于6mm,并宜通过植筋、焊接等方法设置界面构造钢筋。后浇层中纵向受力钢筋直径不应小于14mm;箍筋直径不应小于8mm且不小于柱内相应箍筋的直径,箍筋间距应与柱内相同。
墙外二次浇筑混凝土层的厚度不小于50mm,混凝土强度等级不应低于既有墙的强度。粗糙结合面的凹凸差应不小于4mm,并宜通过植筋、焊接等方法设置界面构造钢筋。后浇层中竖向、水平钢筋直径不宜小于8mm且不小于墙中相应钢筋的直径。
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9.6装配式结构(新增节)
9.6.1装配式、装配整体式混凝土结构中各类预制构件及连接构造应按下列原则进行设计: 1应在结构方案和传力途径中确定预制构件的布置及连接方式,并在此基础上进行整体结构分析和构件及连接设计;
2预制构件的设计应满足建筑使用功能,并符合标准化要求;
3预制构件的连接宜设置在结构受力较小处,且宜便于施工;结构构件之间的连接构造应满足结构传递内力的要求;
4各类预制构件及其连接构造应按从生产、施工到使用过程中可能产生的不利工况进行验算,对预制非承重构件尚应符合本规范第9.6.8条的规定。
9.6.2预制混凝土构件在生产、施工过程中应按实际工况的荷载、计算简图、混凝土实体强度进行施工阶段验算。验算时应将构件自重乘以相应的动力系数:对脱膜、翻转、吊装、运输时可取1.5,临时固定时可取1.2。 注:动力系数尚可根据具体情况适当增减。
9.6.3装配式、装配整体式混凝土结构中各类预制构件的连接构造,应便于构件安装,且符合结构内力传递的要求。装配整体式结构对计算时不考虑传递内力的连接,也应有可靠的固定措施。
9.6.4装配整体式结构中框架梁的纵向受力钢筋和柱、墙中的竖向受力钢筋宜采用机械连接、焊接等形式;板、墙等构件中的受力钢筋可采用搭接连接形式;混凝土接合面应进行粗糙处理或做成齿槽;拼接处应采用强度等级不低于预制构件的混凝土灌缝。
装配整体式结构的梁柱节点处,柱的纵向钢筋应贯穿节点;梁的纵向钢筋应满足本规范第9.3节的锚固要求。
当柱采用装配式榫式接头时,接头附近区段内截面的轴心受压承载力宜为该截面计算所需承载力的1.3~1.5倍。此时,可采取在接头及其附近区段的混凝土内采取加设横向钢筋网、提高后浇混凝土强度等级和设置附加纵向钢筋等措施。
9.6.5采用预制板的装配整体式楼盖、屋盖应采取下列构造措施。
1预制板侧应为双齿边;拼缝上口宽度不小于30mm;空心板端孔中应有堵头,深度不少于60mm;拼缝中应浇灌强度等级不低于C30的细石混凝土;
2预制板端宜伸出锚固钢筋互相连接,并宜与板的支承结构(圈梁、梁顶或墙顶)伸出的钢筋及板端拼缝中设置的通长钢筋连结。
9.6.6整体性要求较高的装配整体式楼盖、屋盖,应采用预制构件加现浇叠合层的形式;或在预制板侧设置配筋混凝土后浇带,并在板端设置负弯矩钢筋、板的周边沿拼缝设置拉接钢筋与支座连接。
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9.6.7装配整体式结构中预制承重墙板沿周边设置的连接钢筋应与支承结构及相邻墙板互相连接,并浇筑混凝土与周边楼盖、墙体连成整体。 9.6.8非承重预制构件的设计应符合下列要求。 1与支承结构之间宜采用柔性连接方式;
2在框架内镶嵌或采用焊接连接时,应考虑其对框架抗侧移刚度的影响; 3外挂板与主体结构的连接构造应具有一定的变形适应性。
9.7预埋件及连接件
9.7.1受力预埋件的锚板宜采用Q235、Q345级钢,锚板厚度应根据受力情况计算确定,且不宜小于锚筋直径的60%。受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8,b为锚筋的间距。 受力预埋件的锚筋应采用HRB400或HPB300钢筋,不应采用冷加工钢筋。 直锚筋与锚板应采用T形焊接。当锚筋直径不大于20mm时宜采用压力埋弧焊;当锚筋直径大于20mm时宜采用穿孔塞焊。当采用手工焊时,焊缝高度不宜小于6mm和0.5d(HPB300级钢筋)或0.6d(HRB400级钢筋),d为锚筋的直径。 9.7.2~9.7.4综合了02规范相关条目,内容没有变化。
9.7.5预制构件宜采用内埋式螺母、内埋式吊杆或预留吊装孔,并采用配套的专用吊具实现吊装,也可采用吊环吊装。
内埋式螺母或内埋式吊杆的设计与构造,应满足起吊方便和吊装安全的要求。专用内埋式螺母或内埋式吊杆及配套的吊具,应根据相应的产品标准和应用技术规定选用。
9.7.6吊环应采用HPB300级钢筋制作,锚入混凝土的长度不应小于30d并应焊接或绑扎在钢筋骨架上,d为吊环钢筋的直径。在构件的自重标准值作用下,每个吊环按二个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2;当在一个构件上设有四个吊环时,应按三个吊环进行计算。
9.7.7混凝土预制构件吊装设施的位置应能保证构件在吊装、运输过程中平稳受力。设置预埋件、吊环、吊装孔及各种内埋式预留吊具时,应对构件在该处承受吊装荷载作用的效应进行承载力的验算,并应采取相应的构造措施,避免吊点处混凝土局部破坏。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化(七) 第10章 预应力混凝土结构构件
由02规范6预应力混凝土结构构件计算要求修订而成
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10.1.1预应力混凝土结构构件,除应根据设计状况进行承载力计算及正常使用极限状态验算外,尚应对施工阶段进行验算。此条为强条
10.1.2预应力混凝土结构设计应计入预应力作用效应;对超静定结构,相应的次弯矩、次剪力及次轴力应参与组合计算。
对承载能力极限状态,当预应力作用效应对结构有利时,预应力作用分项系数γp应取1.0,不利时γp应取1.2;对正常使用极限状态,预应力作用分项系数γp应取1.0。 对参与组合的预应力作用效应项,当预应力作用效应对承载力有利时,结构重要性系数γ0应取1.0;当预应力作用效应对承载力不利时,结构重要性系数γ0应按本规范第3.3.2条确定。
10.1.3预应力筋的张拉控制应力σcon应符合下列规定: 1消除应力钢丝、钢绞线
σcon≤0.75fptk (10.1.3-1) 2中强度预应力钢丝
σcon≤0.70fptk (10.1.3-2) 3预应力螺纹钢筋
σcon≤0.85fpyk (10.1.3-3)
消除应力钢丝、钢绞线、中强度预应力钢丝的张拉控制应力值不应小于0.4fptk;预应力螺纹钢筋的张拉应力控制值不宜小于0.5fpyk。
当符合下列情况之一时,上述张拉控制应力限值可相应提高0.05fptk 或0.05fpyk: 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筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。
本条基本未做修改,除将表(02规范)6.3.1改成文字描述,删掉了热处理钢筋。此外,增加了中强度预应力钢丝及预应力螺纹钢筋的张拉控制应力限值。
10.1.4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,但不宜低于设计的混凝土强度等级值的75%。
注:当张拉预应力筋是为防止混凝土早期出现的收缩裂缝时,可不受上述限制,但应符合局部受压承载力的规定。
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10.1.5次弯矩计算,10.1.6混凝土法向应力σpc及预应力筋应力σpe、σp0计算,10.1.7预加力偏心ep0、epn计算等内容无变化。只是将02规范的“预应力钢筋及非预应力钢筋的合力”改称“预加力”,简洁易懂。
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10.1.8对允许出现裂缝的后张法有粘结预应力混凝土框架梁及连续梁,在重力荷载作用下按承载能力极限状态计算时,可考虑内力重分布,并应满足正常使用极限状态验算要求。当截面相对受压区高度ξ不小于0.1且不大于0.3时,其任一跨内的支座截面最大负弯矩设计值可按下列公式确定:
且调幅幅度不宜超过重力荷载下弯矩设计值的20%。
10.1.9先张法的预应力传递长度,10.1.10传递长度内的计算要求,10.1.11施工阶段混凝土预拉及预压应力,10.1.12最小配筋率,以及10.1.13条基本上无变化。
10.1.14~10.1.16为新增加的关于无粘结预应力构件的设计规定
10.1.14无粘结预应力矩形截面受弯构件,在进行正截面承载力计算时,无粘结预应力筋的应力设计值σpu宜按下列公式计算:
对于不少于3跨的连续梁、连续单向板及连续双向板,Δσp取值不应小于50N/mm2。 无粘接预应力筋的应力设计值σpu尚应符合下列条件: σpu≤fpy (10.1.14-4)
翼缘位于受压区的T形、I形截面受弯构件,当受压区高度大于翼缘高度时,综合配筋特征值ξp可按下式计算:
本次修订采用了现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92的相关表达式,其以综合配筋指标ξp为主要参数,考虑了跨高比变化影响。
10.1.15无粘结预应力混凝土受弯构件的受拉区,纵向普通钢筋截面面积As的配置应符合下列规定:
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1单向板:
As≥0.002bh (10.1.15-1) 纵向普通钢筋直径不应小于8mm,间距不应大于200mm。
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2梁
As应取下列两式计算结果的较大值:
纵向受拉普通钢筋直径不宜小于14mm,且宜均匀分布在梁的受拉边缘。
对按一级裂缝控制等级设计的梁,当无粘结预应力筋承担不小于75%的弯矩设计值时,纵向受拉普通钢筋面积应满足承载力计算和公式(10.1.15-3)的要求。
10.1.16无粘结预应力混凝土板柱结构中的双向平板,其纵向普通钢筋的截面面积As及其分布应符合下列规定:
1在柱边的负弯矩区,每一方向上纵向普通钢筋的截面面积应符合下列规定: As≥0.00075hl (10.1.16-1) 式中:l——平行于计算纵向受力钢筋方向上板的跨度;
h——板的厚度。
由上式确定的纵向普通钢筋,应分布在各离柱边1.5h的板宽范围内。每一方向至少应设置4根直径不小于16mm的钢筋。纵向钢筋间距不应大于300mm,外伸出柱边长度至少为支座每一边净跨的1/6。在承载力计算中考虑纵向普通钢筋的作用时,其伸出柱边的长度应按计算确定,并应符合本规范第8.3节对锚固长度的规定;
2在荷载标准组合下,当正弯矩区每一方向上抗裂验算边缘的混凝土法向拉应力满足下列规定时,正弯矩区可仅按构造配置纵向普通钢筋: σck-σpc≤0.4ftk (10.1.16-2)
3在荷载标准组合下,当正弯矩区每一个方向上抗裂验算边缘的混凝土法向拉应力超过0.4ftk且不大于1.0ftk时,纵向普通钢筋的截面面积应符合下列规定: As≥Ntk/0.5fy (10.1.16-3)
式中: Ntk——在荷载标准组合下构件混凝土未开裂截面受拉区的合力;
fy——钢筋的抗拉强度设计值,当fy大于360N/mm2时,取360N/mm2。 纵向普通钢筋应均匀分布在板的受拉区内,并应靠近受拉边缘通长布置。
4在平板的边缘和拐角处,应设置暗圈梁或设置钢筋混凝土边梁。暗圈梁的纵向钢筋直径不不应小于12mm,且不应少于4根;箍筋直径不应小于6mm,间距不应大于150mm。
注:在温度、收缩应力较大的现浇双向平板区域内,应按本规范第9.1.8条配置普通构造钢筋网。
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10.1.17预应力混凝土受弯构件的正截面受弯承载力设计值应符合下列要求: Mu≥Mcr (10.1.17)
式中:Mu——构件的正截面受弯承载力设计值,按本规范公式(6.2.10-1)、(6.2.11-2)或公式(6.2.14)计算,但应取等号,并将M以Mu代替;
Mcr——构件的正截面开裂弯矩值,按本规范公式(7.2.3-6)计算。
10.2预应力损失值计算
表10.2.1“预应力损失值”中增加了中强度预应力钢丝、预应力螺纹钢筋的项次。 10.2.2……
此条比02规范删掉了锥塞式锚具(钢丝束的钢质锥形锚具等)
10.2.3关于曲线预应力筋σl1计算无变化。
10.2.4预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失值σl2,宜按下列公式计算:
当(kx+μθ)不大于0.3时,σl2可按下列近似公式计算: σl2=(κx+μθ)σcon (10.2.4-2)
注:当采用夹片式群锚体系时,在σcon中宜扣除锚口摩擦损失。
式中:x——从张拉端至计算截面的孔道长度,可近似取该段孔道在纵轴上的投影长度(m); θ——从张拉端至计算截面曲线孔道各部分切线的夹角之和(rad); k——考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数,按表10.2.4采用; μ——预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数,按表10.2.4采用。
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在公式(10.2.4-1)中,对按抛物线、圆弧曲线变化的空间曲线及可分段后叠加的广义空间曲线,夹角之和θ可按下列近似公式计算: 抛物线、圆弧曲线:
广义空间曲线:
式中:αv、αh——按抛物线、圆弧曲线变化的空间曲线预应力筋在竖直向、水平向投影所形成抛物线、圆弧曲线的弯转角;
Δαv、Δαh——广义空间曲线预应力筋在竖直向、水平向投影所形成分段曲线的弯转角增量。
10.2.5混凝土收缩、徐变引起受拉区和受压区纵向预应力筋的预应力损失值σl5、σl5′可按下列方法确定: 1一般情况 先张法构件
后张法构件
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符号解释及其他要求无变化。
10.2.6分批张拉的影响,10.2.7损失值的组合均无变化。
10.3预应力混凝土构造规定
10.3.1先张法预应力筋之间的净间距不宜小于其公称直径的2.5倍和混凝土粗骨料最大粒径的1.25倍,且应符合下列规定:预应力钢丝,不应小于15mm;三股钢绞线,不应小于20mm;七股钢绞线,不应小于25mm。注:当混凝土振捣密实性具有可靠保证时,净间距可放宽至最大粗骨料粒径的1.0倍。 10.3.2~10.3.5没什么变化。
10.3.6后张法预应力筋所用锚具、夹具和连接器等的形式和质量应符合国家现行有关标准的规定。
10.3.7后张法预应力筋采用预留孔道应符合下列规定:
1预制构件孔道之间的水平净间距不宜小于50mm,且不宜小于粗骨料粒径的1.25倍;孔道至构件边缘的净间距不宜小于30mm,且不宜小于孔道直径的一半;
2现浇混凝土梁中,预留孔道在竖直方向的净间距不应小于孔道外径,水平方向的净间距不宜小于1.5倍孔道外径,且不应小于粗骨料粒径的1.25倍;从孔道外壁至构件边缘的净间距,梁底不宜小于50mm,梁侧不宜小于40mm;裂缝控制等级为三级的梁,上述净间距分别不宜小于70mm和50mm;
3预留孔道的内径宜比预应力束外径及需穿过孔道的连接器外径大6~15mm;且孔道的截面积宜为穿入预应力束截面积的3.0~4.0倍;
4当有可靠经验并能保证混凝土浇筑质量时,预应力筋孔道可水平并列贴紧布置,但并排的数量不应超过2束;
5在构件两端及曲线孔道的高点应设置灌浆孔或排气兼泌水孔,其孔距不宜大于20m; 6凡制作时需要预先起拱的构件,预留孔道宜随构件同时起拱;
7在现浇楼板中采用扁形锚固体系时,穿过每个预留孔道的预应力筋数量宜为3~5根;在常用荷载情况下,孔道在水平方向的净间距不应超过8倍板厚及1.5m中的较大值。
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10.3.8后张法预应力混凝土构件的端部锚固区,应按下列规定配置间接钢筋:
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1采用普通垫板时,应按本规范第6.6节的规定进行局部受压承载力计算,并配置间接钢筋,其体积配筋率不应小于0.5%,垫板的刚性扩散角应取45°;
2局部受压承载力计算时,局部压力设计值对有粘结预应力混凝土构件取1.2倍张拉控制力,对无粘结预应力混凝土取1.2倍张拉控制力和(fptk/Ap)中的较大值; 3当采用整体铸造垫板时,其局部受压区的设计应符合相关标准的规定;
4在局部受压间接钢筋配置区以外,在构件端部长度l不小于截面重心线上部或下部预应力筋的合力点至邻近边缘的距离e的3倍、但不大于构件端部截面高度h的1.2倍,高度为2e的附加配筋区范围内,应均匀配置附加防劈裂箍筋或网片(图10.3.8),配筋面积可按下列公式计算;
且体积配筋率不应小于0.5%。
5当构件端部预应力筋需集中布置在截面下部或集中布置在上部和下部时,应在构件端部0.2h范围内设置附加竖向防端面裂缝构造钢筋(图10.3.8),其截面面积应符合下列公式要求:
式中:Ts——锚固端端面拉力;
P——作用在构件端部截面重心线上部或下部预应力筋的合力设计值,可按本条第2款的规定确定;
e——截面重心线上部或下部预应力筋的合力点至截面近边缘的距离; h——构件端部截面高度。
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当e大于0.2h时,可根据实际情况适当配置构造钢筋。竖向防端面裂缝钢筋宜靠近端面配置,可采用焊接钢筋网、封闭式箍筋或其他的形式,且宜采用带肋钢筋。
当端部截面上部和下部均有预应力筋时,附加竖向钢筋的总截面面积应按上部和下部的预应力合力分别计算的较大值采用。
在构件端面横向也应按上述方法计算抗端面裂缝钢筋,并与上述竖向钢筋形成网片筋配置。
10.3.9无变化
10.3.10后张法预应力混凝土构件中,当采用曲线预应力束时,其曲率半径rp宜按下列公式确定,但不宜小于4m:
式中:P——预应力束的合力设计值,可按本规范第10.3.8条第2款的规定确定; rp——预应力束的曲率半径(m); dp——预应力束孔道的外径;
fc——混凝土轴心抗压强度设计值;当验算张拉阶段曲率半径时,可取与施工阶段混凝土立方体抗压强度fcu′对应的抗压强度设计值fc′,按本规范表4.1.4-1以线性内插法确定。 对于折线配筋的构件,在预应力束弯折处的曲率半径可适当减小。当曲率半径rp不满足上述要求时,可在曲线预应力束弯折处内侧设置钢筋网片或螺旋筋。
10.3.11在预应力混凝土结构中,当沿构件凹面布置曲线预应力束时(图10.3.11),应进行防崩裂设计。当曲率半径rp满足下列公式要求时,可仅配置构造U形插筋。
当不满足时,每单肢U形插筋的截面面积应按下列公式确定:
式中:P——预应力筋的合力设计值,可按本规范第10.3.8条第2款的规定确定; ft——混凝土轴心抗拉强度设计值;或与施工张拉阶段混凝土立方体抗压强度fcu′相应的抗拉强度设计值ft′,按本规范表4.1.4-2以线性内插法确定; cp——预应力筋孔道净混凝土保护层厚度;
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Asv1——每单肢插筋截面面积; sv——U形插筋间距;
fyv——U形插筋抗拉强度设计值,按本规范表4.2.3-1采用,当大于360N/mm2时取360N/mm2;
le——实际锚固长度。
U形插筋的锚固长度不应小于la;当实际锚固长度le小于la时,每单肢U形插筋的截面面积可按Asv1/k取值。其中,k取le/15d和le/200中的较小值,且k不大于1.0。 当有平行的几个孔道,且中心距不大于2dp时,预应力筋的合力设计值应按相邻全部孔道内的预应力筋确定;
10.3.12无变化
10.3.13后张预应力混凝土外露金属锚具,应采取可靠的防腐及防火措施,并应符合下列规定:
1无粘结预应力筋外露锚具应采用注有足量防腐油脂的塑料帽封闭锚具端头,并应采用无收缩砂浆或细石混凝土封闭;
2对处于二b、三a、三b类环境条件下的无粘结预应力锚固系统,应采用全封闭的防腐蚀体系,其封锚端及个连接部位应能承受10kPa的静水压力而不得透水;
3采用混凝土封闭时,其强度等级宜与构件混凝土强度等级一致,且不应低于C30。封锚混凝土与构件混凝土应可靠粘结,如锚具在封闭前应将周围混凝土界面凿毛并冲洗干净,且宜配置1~2片钢筋网,钢筋网应与构件混凝土拉结;
4采用无收缩砂浆或混凝土封闭保护时,其锚具及预应力筋端部的保护层厚度不应小于:一类环境时20mm,二a、二b类环境时50mm,三a、三b类环境时80mm。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的主要变化(八)41 / 80
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第11章 混凝土结构构件抗震设计 11.1一般规定
11.1.2抗震设防的混凝土建筑,应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223确定其抗震设防类别和相应的抗震设防标准。
11.1.3房屋建筑混凝土结构构件的抗震设计,应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表11.1.3确定。 ……
此条仍为强条。与新《抗规》表6.1.2相比,保留了单层厂房一行,其余皆一致。
11.1.4确定抗震等级时的要求,11.1.5剪力墙底部加强范围,与新抗规对应。
11.1.6承载力抗震调整系数,补充了抗冲切为0.85。
11.1.7关于锚固长度的要求基本无变化。
11.1.8箍筋宜采用焊接封闭箍筋、连续螺旋箍筋或连续复合螺旋箍筋。当采用非焊接封闭箍筋时,其末端应做成135°弯钩,弯钩端头平直段长度不应小于箍筋直径的10倍;在纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不宜大于100mm。 11.1.9考虑地震作用的预埋件,应满足以下规定:
1直锚钢筋截面面积可按本规范第9章的有关规定计算并增大25%,且应适当增大锚板厚度;
2锚筋的锚固长度应符合本规范第9.7节的有关规定并增加10%;当不能满足时,应采取有效措施。在靠近锚板处,宜设置一根直径不小于10mm的封闭箍筋; 3 预埋件不宜设置在塑性铰区;当不能避免时应采取有效措施。 11.2材料
11.2.1混凝土结构的混凝土强度等级应符合下列规定:
1剪力墙不宜超过C60;其他构件,9度时不宜超过C60,8度时不宜超过C70; 2框支梁、框支柱以及一级抗震等级的框架梁、柱及节点,不应低于C30;其他各类结构构件,不应低于C20。
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11.2.2梁、柱、墙、支撑中的受力钢筋宜采用热轧带肋钢筋;当采用现行国家标准《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》GB1499.2中牌号带“E”的热轧带肋钢筋时,其强度和弹性模量应按本规范第4.2节有关热轧带肋钢筋的规定采用。
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11.2.3按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件,其纵向受力普通钢筋应符合下列要求:
1 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25; 2 钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.30; 3 钢筋最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。
11.3 框架梁
11.3.1截面相对受压区高度,11.3.2梁端剪力设计值,11.3.3斜截面尺寸限制条件,11.3.6截面尺寸,等节的变化与新抗规对应。
11.3.4考虑地震组合的矩形、T形和I形截面的框架梁,其斜截面受剪承载力应符合下列规定:
(公式略)
计算方法没有变化,仅公式与非抗震情况下的公式相一致。
11.3.6梁配筋要求,除箍筋加密区表下小注与抗规对应之外,与02规范无不同。
其余几条内容无修订。
11.4框架柱及框支柱
11.4.1柱端弯矩设计值,11.4.2底层柱下端弯矩调整,11.4.3柱端剪力设计值,11.4.5角柱增强,11.4.6柱斜截面尺寸限制条件,11.4.7及11.4.8柱斜截面受剪承载力等节,除与新抗震规范对应之外无变化。
11.4.9考虑地震组合的矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱,其受剪截面应符合下列条件:
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(11.4.9-1) (11.4.9-2)
11.4.10考虑地震组合时,矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱,其斜截面受剪承载力应符合下列条件:
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(11.4.10-1)
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(11.4.10-2)
(11.4.10-3)
(11.4.10-4)
11.4.11柱截面尺寸要求,11.4.12柱最小配筋率,11.4.13纵筋要求,11.4.14箍筋加密区长度,11.4.15箍筋肢距,11.4.16轴压比限值,11.4.17体积配箍率,11.4.18等节除与新抗震规范对应之外无变化。
11.5铰接排架柱基本未变 11.6框架梁柱节点
节点尺寸要求及抗剪验算,除与新抗震规范对应之外无变化。
11.6.7框架梁和框架柱的纵向受力钢筋在框架节点区的锚固和搭接应符合下列要求: 1框架中间层中间节点处,框架梁的上部纵向钢筋应贯穿中间节点。贯穿中柱的每根梁纵向钢筋直径,对于9度设防烈度的各类框架和一级抗震等级的框架结构,当柱为矩形截面时,不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/25,当柱为圆形截面时,不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的1/25;对一、二、三级抗震等级,当柱为矩形截面时,不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20,对圆柱截面,不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的1/20。
2对于框架中间层中间节点、中间层端节点、顶层中间节点以及顶层端节点,梁、柱纵向钢筋在节点部位的锚固和搭接,应符合图11.6.7的相关构造规定。图中llE按本规范第11.1.7条规定取用,labE按下式取用:
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取消了02规范图e中顶层端节点梁柱负弯矩钢筋在节点外侧搭接时柱筋向节点顶水平弯折12d的要求
11.6.8节点箍筋的要求,未作修订
11.7剪力墙及连梁 11.7.1~11.7.6无变化
11.7.7筒体及剪力墙洞口连梁,当采用对称配筋时,其正截面受弯承载力应符合下列规定:
11.7.8筒体及剪力墙洞口连梁的剪力设计值Vwb应按下列规定计算:
1一级抗震等级的框架结构和9度设防烈度的一级抗震等级框架
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2其他情况
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11.7.9各抗震等级的剪力墙及筒体洞口连梁,当配置普通箍筋时,其截面限制条件及斜截面受剪承载力应符合下列规定: 1跨高比大于2.5时
1)受剪截面应符合下列要求:
2)连梁的斜截面受剪承载力应符合下列要求:
2跨高比不大于2.5时 1)受剪截面应符合下列要求:
2)连梁的斜截面受剪承载力应符合下列要求:
11.7.10对于一、二级抗震等级的连梁,当跨高比不大于2.5时,除普通箍筋外宜另配置斜向交叉钢筋,其截面限制条件及斜截面受剪承载力可按下列规定计算:
1当洞口连梁截面宽度不小于250mm时,可采用交叉斜筋配筋(图11.7.10-1),其截面限制条件及斜截面受剪承载力应符合下列规定: 1)受剪截面应符合下列要求:
2)斜截面受剪承载力应符合下列要求:
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2当连梁截面宽度不小于400mm时,可采用集中对角斜筋配筋(图11.7.10-2)或对角暗撑配筋(图11.7.10-3),其截面限制条件及斜截面受剪承载力应符合下列规定: 1)受剪截面应符合式(11.7.10-1)的要求。 2)斜截面受剪承载力应符合下列要求:
11.7.11剪力墙及筒体洞口连梁的纵向钢筋、斜筋及箍筋的构造应符合下列要求: 1连梁沿上、下边缘单侧纵向钢筋的最小配筋率不应小于0.15%,且配筋不宜少于2φ12;交叉斜筋配筋连梁单向对角斜筋不宜少于2φ12,单组折线筋的截面面积可取为单向对角斜筋截面面积的一半,且直径不宜小于12mm;集中对角斜筋配筋连梁和对角暗撑连梁中每组对角斜筋应至少由4根直径不小于14mm的钢筋组成。
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2交叉斜筋配筋连梁的对角斜筋在梁端部位应设置不少于3根拉筋,拉筋的间距不应大于连梁宽度和200mm的较小值,直径不应小于6mm;集中对角斜筋配筋连梁应在梁截面内沿水平方向及竖直方向设置双向拉筋,拉筋应勾住外侧纵向钢筋,间距不应大于200mm,直径不应小于8mm;对角暗撑配筋连梁中暗撑箍筋的外缘沿梁截面宽度方向不宜小于梁宽的一半,另一方向不宜小于梁宽的1/5;对角暗撑约束箍筋的间距不宜大于暗撑钢筋直径的6倍,当计算间距小于100mm时可取100mm,箍筋肢距不应大于350mm。
除集中对角斜筋配筋连梁以外,其余连梁的水平钢筋及箍筋形成的钢筋网之间应采用拉筋拉结,拉筋直径不宜小于6mm,间距不宜大于400mm。
3沿连梁全长箍筋的构造宜按本规范第11.3.6条和第11.3.8条框架梁梁端加密区箍筋的构造要求采用;对角暗撑配筋连梁沿连梁全长箍筋的间距可按本规范表11.3.6-2中规定值的两倍取用。
4连梁纵向受力钢筋、交叉斜筋伸入墙内的锚固长度不应小于laE,且不应小于600mm;顶层连梁纵向钢筋伸入墙体的长度范围内,应配置间距不大于150mm的构造箍筋,箍筋直径应与该连梁的箍筋直径相同。
5剪力墙的水平分布钢筋可作为连梁的纵向构造钢筋在连梁范围内贯通。当梁的腹板高度hw不小于450mm时,其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋的直径不应小于10mm,间距不应大于200mm;对跨高比不大于2.5的连梁,梁两侧的纵向构造钢筋的面积配筋率尚不应小于0.3%。
11.7.12剪力墙的墙肢截面厚度应符合下列规定:
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1剪力墙结构:一、二级抗震等级时,一般部位不应小于160mm,且不宜小于最小支承长度的1/20;三、四级抗震等级时,不应小于140mm,且不宜小于最小支承长度的1/25。一、二级抗震等级的底部加强部位,不应小于200mm,且不宜小于最小支承长度的1/16,当墙端无端柱或翼墙时,墙厚不宜小于最小支承长度的1/12;
2框架-剪力墙结构:一般部位不应小于160mm,且不宜小于层高的1/20;底部加强部位不应小于200mm,且不宜小于最小支承长度的1/16;
3框架-核心筒结构、筒中筒结构:一般部位不应小于160mm,且不宜小于层高或无支长度的1/20;底部加强部位不应小于200mm,且不宜小于层高或无支长度的1/16。筒体底部加强部位及其上一层不宜改变墙体厚度。
11.7.13、11.7.14、11.7.15墙体分布筋的要求无变化。
11.7.16墙轴压比、11.7.17边缘构件轴压比限值,除范围扩大到三级,一级增加7度以外,其余无变化。
11.7.18、11.7.19剪力墙约束边缘构件和构造边缘构件的要求无甚变化。
11.8预应力混凝土结构构件
本节变化较大,大部分为新增条文,几乎没有无修订条文。
11.8.1预应力混凝土结构可用于抗震设防烈度6度、7度、8度区,当9度区需采用预应力混凝土结构时,应有充分依据,并采取可靠措施。 无粘结预应力混凝土结构的抗震设计,应符合专门规定。
11.8.2抗震设计时,后张预应力框架、门架、转换层的转换大梁,宜采用有粘结预应力筋;承重结构的预应力受拉杆件和抗震等级为一级的预应力框架,应采用有粘结预应力筋。 11.8.3预应力混凝土结构的抗震计算,应符合下列规定:
1预应力混凝土框架结构的阻尼比宜取0.03;在框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构及板柱-剪力墙结构中,当仅采用预应力混凝土梁或板时,阻尼比应取0.05;
2预应力混凝土结构构件截面抗震验算时,在地震组合中,预应力作用分项系数,当预应力作用效应对构件承载力有利时应取用1.0,不利时应取用1.2;
3预应力筋穿过框架节点核心区时,节点核心区的截面抗震受剪承载力应按本规范第11.6节的有关规定进行验算,并可考虑有效预加力的有利影响。
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11.8.4预应力混凝土框架的抗震构造,除符合钢筋混凝土结构的要求外,尚应符合下列规定:
1预应力混凝土框架梁端截面,计入纵向受压钢筋的混凝土受压区高度应符合本规范第11.3.1条的规定;按普通钢筋抗拉强度设计值换算的全部纵向受拉钢筋配筋率不宜大于2.5%;
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2在预应力混凝土框架梁中,应采用预应力筋和普通钢筋混合配筋的方式,梁端截面配筋宜符合下列要求;
注:对二、三级抗震等级的框架-剪力墙、框架-核心筒结构中的后张有粘结预应力混凝土框架,式(11.8.4)右端项系数1/3可改为1/4。
3预应力混凝土框架梁梁端截面的底部纵向普通钢筋和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值,应符合本规范第11.3.6条第2款的规定。计算顶部纵向受力钢筋截面面积时,应将预应力筋按抗拉强度设计值换算为普通钢筋截面面积。 框架梁端底面纵向普通钢筋配筋率尚不应小于0.2%。
4当计算预应力混凝土框架柱的轴压比时,轴向压力设计值应取柱组合的轴向压力设计值加上预应力筋有效预加力的设计值,其轴压比应符合本规范第11.4.16条的相应要求。 5预应力混凝土框架柱的箍筋宜全高加密。大跨度框架边柱可采用在截面受拉较大的一侧配置预应力筋和普通钢筋的混合配筋,另一侧仅配置普通钢筋的非对称配筋方式。 11.8.5后张预应力混凝土板柱-剪力墙结构,其板柱柱上板带的端截面应符合本规范第11.8.4条对受压区高度的规定和公式(11.8.4)对截面配筋的要求。 板柱节点应符合本规范第11.9节的规定。
11.8.6后张预应力筋的锚具、连接器不宜设置在梁柱节点核心区内。
11.9板柱节点(新增节)
11.9.1对一、二、三级抗震等级的板柱节点,应按本规范第11.9.3条及附录F进行抗震受冲切承载力验算。
11.9.2 8度设防烈度时宜采用有托板或柱帽的板柱节点,柱帽及托板的外形尺寸应符合本规范第9.1.10条的规定。同时,托板或柱帽根部的厚度(包括板厚)不应小于柱纵向钢筋直径的16倍,且托板或柱帽的边长不应小于4倍板厚与柱截面相应边长之和。
11.9.3在地震组合下,当考虑板柱节点临界截面上的剪应力传递不平衡弯矩时,其考虑抗震等级的等效集中反力设计值Fl,eq可按本规范附录F的规定计算,此时,Fl为板柱节点临界截面所承受的竖向力设计值。由地震组合的不平衡弯矩在板柱节点处引起的等效集中反力设计值应乘以增大系数,对一、二、三级抗震等级板柱结构的节点,该增大系数可分别取1.7、1.5、1.3。
11.9.4在地震组合下,配置箍筋或栓钉的板柱节点,受冲切截面及受冲切承载力应符合下列要求:
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1受冲切截面
2受冲切承载力
3对配置抗冲切钢筋的冲切破坏锥体以外的截面,尚应按下式进行受冲切承载力验算:
11.9.5无柱帽平板宜在柱上板带中设构造暗梁,暗梁宽度可取柱宽加柱两侧各不大于1.5倍板厚。暗梁支座上部纵向钢筋应不小于柱上板带纵向钢筋截面面积的1/2,暗梁下部纵向钢筋不宜少于上部纵向钢筋截面面积的1/2。暗梁箍筋直径不应小于8mm,间距不宜大于3/4倍板厚,肢距不宜大于2倍板厚;支座处暗梁箍筋加密区长度不应小于3倍板厚,其箍筋间距不宜大于100mm,肢距不宜大于250mm。
11.9.6沿两个主轴方向贯通节点柱截面的连续预应力筋及板底纵向普通钢筋,应符合下列要求:
1沿两个主轴方向贯通节点柱截面的连续钢筋的总截面面积,应符合下式要求:
2连续预应力筋应布置在板柱节点上部,呈下凹进入板跨中;
3板底纵向普通钢筋的连接位置,宜在距柱面laE及2倍板厚以外,且应避开板底受拉区范围,采用搭接时钢筋端部宜有垂直于板面的弯钩。
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