混凝土結構設計規(guī)范GB課件.ppt

東南大學 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010主要修訂內容介紹 張志強 目 錄 一 修訂概況二 術語與符號三 基本設計規(guī)定四 混凝土結構的材料五 結構分析六 承載能力極限狀態(tài)計算七 正常使用極限狀態(tài)驗算八 構造規(guī)定九 結構構件的基本規(guī)定十 預應力混凝土結構構件十一 混凝土結構構件抗震設計 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010 一 修訂概況1 1修訂原則1 適當增加結構的安全儲備以及抗災性能 注重結構的整體穩(wěn)固性 2 規(guī)范從以截面配筋計算為主擴展到結構體系的設計 強調概念設計的重要性 3 淘汰低強材料采用高強材料 提高資源利用效率 落實 四節(jié)一環(huán)保 4 貫徹可持續(xù)發(fā)展的基本國策 完善耐久性設計 補充既有結構設計的原則 5 拓展結構分析的內容 系統(tǒng)提出各種分析方法 包括間接作用分析的原則 6 補充 完善構件斜截面受剪 沖切 拉彎剪扭復合受力等的承載力計算 7 修改 完善正常使用狀態(tài)驗算 調整裂縫寬度及撓度計算 增加舒適度要求 8 改進鋼筋保護層 錨固 連接 最小配筋率及各類構件連接構造措施的有關內容 9 補充 完善并集中表達預應力構件設計的有關內容 包括無粘結預應力 10 加強與抗震規(guī)范的協(xié)調 補充 完善結構抗震的有關內容 11 進一步與國際接軌 實現(xiàn)與相關標準及土木工程其它專業(yè)規(guī)范的合理分工 協(xié)調 1 2主要修訂技術要點1 補充了 結構方案 和 結構抗倒塌 的設計原則 2 增加了既有結構改造設計的原則的規(guī)定 3 修改了鋼筋混凝土和預應力混凝土構件正常使用極限狀態(tài)設計的有關規(guī)定 4 增加了樓蓋舒適度的設計要求 5 修訂了環(huán)境等級劃分 完善了耐久性設計 適當調整了鋼筋保護層厚度 6 淘汰了235MPa級低強鋼筋 增加500MPa級高強鋼筋 7 提出了并筋 鋼筋束 的配筋方式 等效直徑的概念及設計方法 8 對結構側移的二階效應 效應 提出有限元分析方法及增大系數(shù)的簡化考慮方法 9 完善了鋼筋 混凝土的應力 應變本構關系以及混凝土多軸強度準則的有關內容 適應混凝土結構非線性分析的要求 10 統(tǒng)一了一般受彎構件與集中荷載作用下的梁的斜截面受剪承載力計算公式 10 342 11 修改了鋼筋混凝土框架柱雙向受剪承載力計算方法 12 補充了拉 彎 剪 扭復合受力鋼筋混凝土矩形截面框架柱設計計算的相關規(guī)定 13 修改了受沖切承載力計算公式 14 修改了鋼筋錨固長度的有關規(guī)定 15 調整了混凝土結構構件縱向受力鋼筋最小配筋率的要求 16 補充了雙向受剪鋼筋混凝土框架柱的抗震設計相關規(guī)定 11 342 17 調整了混凝土柱軸壓比限值 增加了四級抗震等級的軸壓比要求 18 補充筒體及剪力墻洞口連梁的受彎承載力及小跨高比連梁 特殊配筋連梁的設計規(guī)定 19 修改了剪力墻邊緣構件的有關設計要求 增加了三級抗震等級剪力墻的相關規(guī)定 20 補充了預應力混凝土構件抗震設計的相關要求 21 增加了沖切及板柱節(jié)點抗震設計的相關規(guī)定 1 3試設計分析1 試設計的工程新 混凝土結構設計規(guī)范 2009年7月開始進行試設計 試設計由中國建筑科學研究院結構所提供設計軟件 7個單位對7種結構形式的10個工程進行設計及分析 對比 中國建筑設計研究院 剪力墻結構 高層住宅 北京市建筑設計研究院 框架 筒體結構 辦公樓 華東建筑設計研究院 框架 剪力墻結構 辦公樓 中國建筑西南設計院 框架結構 辦公樓 中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院 框架 剪力墻結構 多層廠房 排架結構 單層廠房 南京市建筑設計研究院 板柱結構鄭州大學綜合設計研究院 框架結構 教學樓 框架 剪力墻結構 商住樓 剪力墻結構 商住樓 2 試設計總結1 修訂規(guī)范與原規(guī)范比較 混凝土用量無明顯變化 在鋼筋等級不變情況下 鋼筋用量稍有波動 但基本持平 2 受彎構件 梁 因計算公式修改 裂縫寬度控制大幅度減少 10 40 受力縱筋用量明顯減少 可達10 左右 3 受彎構件的箍筋因抗剪承載力計算公式修改 用鋼量增加 加上由于保護層厚度加大對垂直截面承載力的影響 約1 4 故配筋量能夠基本保持不變 4 用300MPa級鋼筋取代235MPa級鋼筋 用400 500MPa級鋼筋取代335MPa級鋼筋 可以明顯減少鋼筋用量 對于不同情況差異較大 平均可減少用鋼量約15 左右 5 對于荷載及內力很大 由承載力確定配筋的情況 例如梁 由于適當放松了裂縫控制的制約 應用高強鋼筋的效果明顯 省鋼可達10 20 6 抗震柱中箍筋體積配箍率改以抗拉強度計算后 采用高強箍筋的效果也很明顯 省鋼可達20 以上 但應解決高強箍筋彎折加工等工藝問題 7 高強鋼筋帶來錨固 搭接長度等問題 通過采用機械錨固 機械連接等手段解決 并未明顯引起用鋼量增加 但還應加強漿錨等新施工工藝 技術的開發(fā)應用 8 對于荷載 內力不大 由最小配筋率確定截面配筋的情況 采用更高強的500MPa鋼筋效果并不明顯 因此中高強的400MPa級鋼筋可能成為未來的主力鋼筋 9 板柱結構在限制高度24m的情況下 采取必要的措施后 可以滿足抗震的基本要求 在鋼筋等級不變的情況下用鋼量增加10 15 但采用高強鋼筋后 可以持平或減少 這種結構形式作為車庫 商場 倉儲等結構有一定的優(yōu)勢 10 綜上所述 修訂規(guī)范的工程適用性較好 在適當提高安全儲備 抗災能力 耐久性能的情況下 通過技術進步和采用高強材料等措施 有效地落實了節(jié)材 減耗 環(huán)保的目標 1 結構縫structuraljoint為實現(xiàn)結構功能而主動設置用以分割混凝土結構或構件的間隔 2 混凝土保護層concretecover構件中鋼筋外緣至構件表面的混凝土層 簡稱保護層 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010二 術語與符號2 1術語規(guī)范給出22個專用術語 2 2符號新規(guī)范基本上沿用02規(guī)范的符號 增加了以下符號 1 gt 鋼筋在最大拉力下的總伸長率 即現(xiàn)行國家標準 鋼筋混凝土結構用熱軋帶肋鋼筋 GB1499標準中Agt 用于控制受力鋼筋的延性 極限應變 su 2 鋼筋直徑符號 不表示鋼筋牌號 3 HRB500 強度級別為500N mm2的普通熱軋帶肋鋼筋 4 HRB400E 強度級別為400N mm2的抗震熱軋帶肋鋼筋 5 HRBF500 強度級別為400N mm2的細晶粒熱軋帶肋鋼筋 6 RRB400 強度級別為400N mm2的余熱處理帶肋鋼筋 7 ns s 偏心受壓構件的二階效應 其效應的增大系數(shù) 偏心距 彎矩等 對構件 p 由 ns 表示 對結構 P 由 s 表示 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010三 基本設計規(guī)定3 1一般規(guī)定1 混凝土結構設計的內容 3 1 1新增條文 1 結構方案設計 包括結構選型 傳力途徑和構件布置 2 作用及作用效應分析 3 結構構件截面配筋計算或驗算 4 結構及構件的構造 連接措施 5 對耐久性及施工的要求 6 滿足特殊要求結構的專門性能設計 設計應明確結構的用途 在設計使用年限內未經(jīng)技術鑒定或設計許可 不得改變結構的用途和使用環(huán)境 2 結構設計極限狀態(tài)分為兩類 承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài) 3 1 3 a 承載力極限狀態(tài)中 為結構安全計 增加了結構防連續(xù)倒塌的內容 b 正常使用極限狀態(tài)中為提高使用質量 增加了舒適度的要求 4 結構上作用效應的原則 3 1 4 1 直接作用 地震作用 直接承受吊車荷載的構件及預制構件 現(xiàn)澆構件均沿用原02規(guī)范的規(guī)定 2 新規(guī)范增加了非荷載間接作用包括溫度變化 混凝土收縮 徐變 強迫位移 環(huán)境引起材料性能退化等造成的影響 設計時應根據(jù)有關標準 工程特點及具體情況分析作用效應 采用經(jīng)驗性的構造措施進行定性設計 3 對于爆炸 撞擊 罕遇自然災害等偶然作用及非常特殊作用 應根據(jù)有關標準或由實際條件和要求確定 28 342 關于混凝土結構的安全等級 增加了可根據(jù)實際情況調整構件的安全等級 對關鍵傳力部位和重要的構件適當提高安全等級 以提高構件重要性系數(shù)等方法確定結構的安全 對可更換的構件及次要構件 可降低其重要性系數(shù) 3 1 5 3 2結構方案 3 2 1 3 2 4新增條文 1 3 2 1混凝土結構的設計方案應符合下列要求 1選用合理的結構體系 構件型式和布置 2結構的平 立面布置宜規(guī)則 各部分的質量和剛度宜均勻 連續(xù) 3結構傳力途徑應簡捷 明確 豎向構件宜連續(xù)貫通 對齊 4宜采用超靜定結構 重要構件和關鍵傳力部位應增加冗余約束或有多條傳力途徑 5宜采取減小偶然作用影響的措施 強調結構方案的重要性 其決定了結構體系的合理與否 對建筑物的安全有著決定性的影響 但其沒有計算 只能以概念設計落實 因此方案階段應考慮加強結構整體穩(wěn)定性的設計原則 在與建筑方案協(xié)調時應考慮結構體型 高度比 長度比 適當 3 2 2混凝土結構中結構縫的設計應符合下列要求 1應根據(jù)結構受力特點及建筑尺度 形狀 使用功能 合理確定結構縫的位置和構造形式 2宜控制結構縫的數(shù)量 并應采取有效措施減少設縫的不利影響 3可根據(jù)需要設置施工階段的臨時性結構縫 結構縫的類型 伸縮縫 減小混凝土收縮 溫度變化引起的脹 縮變形的不利影響 沉降縫 減小基礎不均勻沉降的不利影響 防震縫 防止地震時相鄰結構互相撞擊破壞 構造縫 防止結構局部應力集中的不利影響 體形縫 避免結構剛度及質量突變引起的不利影響 分割縫 防止結構連續(xù)倒塌 控制倒塌范圍 臨時縫 施工接槎和后澆帶等 消除某些暫時性 早期收縮 的不利影響 控制縫 預留薄弱截面 利用混凝土收縮在指定部位按需的形式開裂 并預先采取措施 消除設縫的不利影響 3 2 3結構構件連接應符合下列要求 1連接部位的承載力不應小于被連接構件的承載力 并應保證被連接構件之間的傳力性能 2當混凝土構件與其他材料構件連接時 應采取可靠的連接措施 3應考慮構件變形對連接節(jié)點及相鄰結構或構件造成的影響 3 2 4混凝土結構設計應符合節(jié)省材料 方便施工 降低能耗與保護環(huán)境的要求 3 3承載能力極限狀態(tài)計算新增內容 完善了承載力極限狀態(tài)設計的內容 提出了采用應力設計或其他形式表達作用效應的混凝土結構構件 1 當用內力的形式表達時 結構構件應采用下列承載能力極限狀態(tài)的設計表達式 3 3 2條 0S R 3 3 2 1 R R fc fs ak Rd 3 3 2 2 Rd 結構構件的抗力模型不確定性分項系數(shù) 2對二維 三維混凝土結構構件 當按彈性或彈塑性方法分析并以應力的形式表達時 可將混凝土應力按區(qū)域等代成內力設計值 按3 3 2條進行計算 也可直接采用多軸強度準則進行設計驗算 3 3 3條 上述表達式能適應多軸強度計算 應力設計 既有結構設計以及結構防連續(xù)倒塌設計等情況 3 3 4 新增 偶然作用下承載力極限狀態(tài)設計時的計算規(guī)定 作用效應設計值S按偶然組合計算結構重要性系數(shù) 0取不小于1 0的數(shù)值材料強度取標準值3 3 5 新增 既有結構承載力極限狀態(tài)設計時的計算規(guī)定 3 4正常使用極限狀態(tài)驗算1 混凝土結構構件正常使用極限狀態(tài)的驗算應包括下列內容 a 對需要控制變形的構件 應進行變形驗算 b 對使用上限制出現(xiàn)裂縫的構件 應進行混凝土拉應力驗算 c 對允許出現(xiàn)裂縫的構件 應進行受力裂縫寬度驗算 d 對有舒適度要求的樓蓋結構 應進行豎向自振頻率驗算 新增內容 S C 2 對大跨度混凝土樓蓋結構應進行豎向自振頻率驗算 其自振頻率宜符合下列要求 a 住宅和公寓不宜低于5Hz b 辦公樓和旅館不宜低于4Hz c 大跨度公共建筑不宜3Hz d 工業(yè)建筑及有特殊要求的建筑應根據(jù)使用功能提出要求 3 受彎構件的撓度限值與02規(guī)范相同 僅作了以下變動 3 4 3 1 鋼筋混凝土受彎構件的撓度計算改為僅考慮荷載效應的準永久組合并考慮荷載長期作用的影響進行計算 預應力混凝土受彎構件考慮荷載效應的標準組合 并考慮荷載長期作用的影響進行計算 2 在受彎構件的撓度限值表的注3中 增加了對預應力混凝土構件 可減去預應力所產(chǎn)生的反拱值 注4中提出起拱和反拱修正的限制 不宜超過構件在相應荷載組合作用下的計算撓度值 防止引起不良影響 4 02規(guī)范對受力裂縫的控制偏嚴 新規(guī)范適當放松 3 4 4 5 鋼筋混凝土和預應力混凝土構件 應按規(guī)定進行受拉邊緣應力或正截面裂縫寬度驗算 1 一級裂縫控制等級構件 在荷載標準組合下 受拉邊緣應力應符合下列規(guī)定 2 二級裂縫控制等級構件 在荷載標準組合下 受拉邊緣應力應符合下列規(guī)定 3 三級裂縫控制等級時 鋼筋混凝土構件的最大裂縫寬度可按荷載準永久組合并考慮長期作用影響的效應計算 預應力混凝土構件的最大裂縫寬度可按荷載標準組合并考慮長期作用影響的效應計算 最大裂縫寬度應符合下列規(guī)定對環(huán)境類別為二a類的預應力混凝土構件 在荷載準永久組合下 受拉邊緣應力尚應符合下列規(guī)定 按概率統(tǒng)計的觀點 符合拉應力控制公式情況下 并不意味著構件絕對不會出現(xiàn)裂縫 同樣 符合裂縫寬度控制公式的情況下 構件由荷載作用而產(chǎn)生的最大裂縫寬度大于最大裂縫限值大致會有5 的可能性 注6規(guī)定了允許對厚保護層構件適當放寬裂縫寬度限值 主要是考慮厚保護層時較大的表面裂縫寬度尚不致明顯影響構件的耐久性 3 4 5 3 5耐久性設計1 新規(guī)范規(guī)定 耐久性設計按正常使用極限狀態(tài)控制 耐久性問題表現(xiàn)為鋼筋混凝土構件表面銹漬或銹脹裂縫 預應力筋開始銹蝕 結構表面混凝土出現(xiàn)酥裂 粉化等 它可能引起構件承載力破壞 甚至結構倒塌 3 1 3 2 目前結構耐久性設計只能采用經(jīng)驗方法解決 根據(jù)調研及我國國情 新規(guī)范規(guī)定了混凝土使用環(huán)境類別的7條基本內容 3 5 2 設計者可根據(jù)實際條件選擇 46 342 一類環(huán)境中 設計年限為100年的混凝土結構的耐久性要求 3 5 5 針對惡劣環(huán)境下采取的保護性措施 3 5 6 對服役期建筑維護管理方面的要求 3 5 7 3 6防連續(xù)倒塌設計原則混凝土結構防連續(xù)倒塌是提高結構綜合抗災能力的重要內容 在特定類型的偶然作用發(fā)生時或發(fā)生后 當結構體系發(fā)生局部垮塌時 依靠剩余結構體系仍能繼續(xù)承載 避免發(fā)生與作用不相匹配的大范圍破壞或連續(xù)倒塌 無法抗拒的地質災害及人為破壞作用 不包括在防連續(xù)倒塌設計的范圍內 結構防連續(xù)倒塌設計的涉及面廣 目前研究尚不充分 規(guī)范僅提出了設計的基本原則和概念設計的要求 結構防連續(xù)倒塌設計的難度和代價很大 一般結構只須進行防連續(xù)倒塌的概念設計 規(guī)范給出了結構防連續(xù)倒塌概念設計的基本原則 以定性設計的方法增強結構的整體穩(wěn)固性 控制發(fā)生連續(xù)倒塌和大范圍破壞 當結構發(fā)生局部破壞時 如不引發(fā)大范圍倒塌 即認為結構具有整體穩(wěn)定性 結構的延性 荷載傳力途徑的多重性以及結構體系的超靜定性 均能加強結構的整體穩(wěn)定性 1 新規(guī)范增加了重要結構防連續(xù)倒塌設計的要求 目的是為在各種災害 罕遇自然災害及爆炸 撞擊 火災等人為襲擊 的偶然作用下 結構能保持必要的整體穩(wěn)固 不發(fā)生連續(xù)倒塌 提高結構的防災性能 確保生命安全 2 混凝土結構宜按下列要求進行防連續(xù)倒塌的概念設計 1 采取減小偶然作用效應的措施 2 采取使重要構件及關鍵傳力部位避免直接遭受偶然作用的措施 3 在結構容易遭受偶然作用影響的區(qū)域增加冗余約束 布置備用傳力途徑 4 增強重要構件及關鍵傳力部位 疏散通道及避難空間結構的承載力和變形性能 5 配置貫通水平 豎向構件的鋼筋 采取有效的連接措施并與周邊構件可靠地錨固 6 通過設置結構縫 控制可能發(fā)生連續(xù)倒塌的范圍 3 防連續(xù)倒塌的設計原則 3 6 1 1 混凝土結構防連續(xù)倒塌設計目標是針對特定的偶然作用發(fā)生時或發(fā)生后 結構體系僅局部垮塌 依靠剩余結構承載而不發(fā)生更大范圍的破壞或連續(xù)倒塌 不包括地質災害 爆炸等不可抗拒的作用 2 一般結構僅須滿足防連續(xù)倒塌的概念要求 如 a 加強樓梯 避難室 底部邊墻 角柱等重要部位b 在關鍵要害區(qū)設置緩沖裝置 防撞墻 裙房等 或泄能通道 開敞布置或輕質墻體 輕質屋蓋等 c 布置分割縫 控制房屋連續(xù)倒塌的范圍 d 增加關鍵部位的冗余約束及備用傳力途徑 斜桿 拉桿等 上述措施僅能定性的增強結構防連續(xù)倒塌的性能 4 安全等級為一級的重要結構及由政府或業(yè)主確定的必須增強抗災能力的結構 其防連續(xù)倒塌設計需采用定量的設計方法 3 6 2 5 定量設計方法 規(guī)范提出三種方法 1 局部加強法 對可能遭受偶然作用發(fā)生局部破壞的關鍵受力部位 提高設計的安全儲備 當單個豎向構件倒塌后剩余結構的失效面積不超過樓面的15 可采用非線性動力分析方法進行計算 2 拉結構件法 考慮失去支承改變結構計算簡圖的條件下 利用水平構件的加強筋及相鄰構件的拉結抗力 在缺失支承 跨度變化的條件下 按梁 懸索 懸臂及拉桿等新受力構件繼續(xù)承受荷載 保持結構的整體穩(wěn)定 3 拆除構件法 按一定規(guī)則拆除主要受力構件 驗算結構體系剩余部分的承載能力 6 給出了混凝土結構防連續(xù)倒塌設計中的有關設計參數(shù) 荷載效應 動力系數(shù) 材料強度 強化脆性等 的取值原則 3 6 3 3 7 3既有結構的設計規(guī)定 1 優(yōu)化結構方案 提高整體穩(wěn)固性 避免質量 剛度及承載力的突變 2 荷載作用按現(xiàn)行規(guī)范 也可根據(jù)使用功能和后續(xù)年限適當調整 3 既有部分根據(jù)實測確定設計參數(shù) 材料性能 幾何尺寸 已有缺陷等 也可根據(jù)情況按原規(guī)范確定 4 后加部分材料性能按現(xiàn)行規(guī)范取值 并考慮既有部分承載歷史及施工狀態(tài)影響加以折減 5 結構總體按二階段成形疊合結構設計 兩部分間應采取可靠連接構造措施 以保證整體受力 3 7既有結構設計原則3 7 1既有結構的設計包含的范圍 延長使用年限 改變用途 改建 擴建 加固修復 3 7 2既有結構的設計原則 1 根據(jù)統(tǒng)一標準 安全 適用 耐久及抗災 要求 通過規(guī)范GB50153進行檢測評定 2 從結構的整體穩(wěn)固性的角度確定結構方案 避免單純構件加固的局限性 3 改擴建 加固改造的承載力應符合現(xiàn)行規(guī)范的要求 復核 改用途 延長年限宜符合現(xiàn)行規(guī)范的要求 4 使用狀態(tài) 構造要求宜符合現(xiàn)行規(guī)范 必要時可采用調整功能 限制使用等手段滿足相應的要求 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010四 混凝土結構的材料4 1一般規(guī)定規(guī)范提出的混凝土的強度等級是最低要求 是下限值 素混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C15 鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C20 采用強度級別400MPa及以上的鋼筋時 混凝土強度等級不應低于C25 承受重復荷載的鋼筋混凝土構件 混凝土強度等級不應低于C30 預應力混凝土結構的混凝土強度等級不宜低于C40 且不應低于C30 4 2鋼筋1 熱軋鋼筋的品種及牌號 2 鋼筋的強度設計值和伸長率 3 給出了普通鋼筋及預應力鋼筋的強度標準值及最大力下的總伸長率 鋼筋斷后伸長率只能反映鋼筋斷口頸縮區(qū)域殘余變形的大小 不同標距長度l0得到的結果不一致 忽略了鋼筋的彈性變形 不能反映鋼筋受力時的總體變形能力 容易產(chǎn)生人為誤差 4 鑒于鋼筋及預應力鋼筋對結構安全的重要性 參考國際標準列入鋼筋最大力下 延性 總伸長率 gt 極限應變 均勻伸長率 即鋼筋標準中的Agt 以提高混凝土結構的變形性能和抗震性能 4 2 2 鋼筋拉伸及其應力應變曲線最大力下的總伸長率 均勻伸長率 如下式 鋼鉸線增加了強度級別為1960MPa和大值徑21 6mm的品種 補充了預應力螺紋鋼筋及中強鋼絲的有關設計參數(shù) 刪除了不常用的預應力筋的強度等級和直徑 5 給出了普通鋼筋及預應力鋼筋的強度設計值 4 2 3 6 延性較好的熱軋鋼筋 s 1 10 新投產(chǎn)的高強500MPa級鋼筋 s 1 15 延性稍差的預應力筋 s 1 2 由于構件中混凝土受到箍筋的約束 實際極限應變加大 受壓鋼筋可達到較高強度 因此鋼筋抗壓強度設計值取與抗拉強度設計值相同 根據(jù)正常使用極限狀態(tài)限制斜裂縫寬度開展的要求 取受剪 受扭 受沖切箍筋的設計強度fyv不大于360MPa 無粘結預應力筋不考慮抗壓強度 7 新增內容 為解決鋼筋密集使設計 施工困難 參考國內外標準 經(jīng)試驗研究提出了利用截面積相等的原則計算并筋等效直徑的方法 并給出鋼筋最大直徑為28mm及以下并筋數(shù)不宜超過3根 直徑32mm鋼筋并筋數(shù)宜2根 直徑36mm及以上的鋼筋不宜采用并筋 一般二根并筋 可在縱向或橫向并列 三根并筋可排成品字形 4 2 6 70 342 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010五 結構分析內容比02規(guī)范作了較大變動 豐富了分析模型 彈性分析 彈塑性分析 塑性極限分析等內容 增加了間接作用分析一節(jié) 反映了我國混凝土結構設計的現(xiàn)狀 工程經(jīng)驗和試驗研究等方面的進展 也參考了國外標準的相關內容 71 342 結構分析的基本要求結構設計要保證建筑物的安全使用 對結構分析的基本要求是 依據(jù)設定的結構方案和布置 確定合理的計算模型和分析方法 采用可能的不利荷載 作用 狀況 通過分析運算 提交準確可靠的結構作用效應 五類結構分析方法 5 1 5 1 彈性分析方法彈性分析是最基本和最成熟的結構分析方法 也是其它分析方法的基礎和特例 它適用于分析一般結構 大部分混凝土結構的設計均基于此法 結構內力的彈性分析和截面承載力的極限狀態(tài)設計相結合 實用上簡易可行 按此設計的結構 其承載力一般偏于安全 少數(shù)結構因混凝土開裂部分的剛度減小而發(fā)生內力重分布 可能影響其它部分的開裂和變形狀況 桿系結構中構件的截面剛度按勻質的混凝土全截面計時 可考慮簡化 即不計鋼筋的換算面積 不扣除預應力筋孔道的面積 不同受力狀態(tài)桿件的截面剛度 宜考慮混凝土開裂 徐變等因素的影響 予以折減 5 3 2 74 342 附 對二階效應的解釋 75 342 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 20101 二階效應結構中的二階效應是 作用在結構上的重力荷載或構件中的軸壓力在變形后的結構或構件中引起的附加內力 如彎矩 和附加變形 如結構側移 構件撓曲 在結構分析中也稱為 幾何非線性 ProfessorTiechengWangandGuyiKang TianjinUniversity 76 342 2 二階效應的分類建筑結構的二階效應包括重力二階效應 P 效應 和受壓構件的撓曲二階效應 P 效應 兩部分 1 結構側移二階效應 P 效應 對于有側移結構的偏心受壓桿件 若桿件的長細比較大時 在軸力作用下 由于桿件自身側移的影響 通常會增大桿件端部截面的彎矩 即產(chǎn)生效應 由重力在產(chǎn)生了側移的結構中形成的整體二階效應也稱 重力二階效應 78 342 2 桿件撓曲二階效應 P 效應 由軸壓力在桿身自身撓曲后引起的局部二階效應 通常P 效應起控制作用的情況僅在少數(shù)偏壓構件中出現(xiàn) 例如反彎點不在層高范圍內較細長的偏壓桿則可能屬于這種情況 79 342 桿件撓曲二階效應 80 342 3 框架結構二階效應的基本規(guī)律 81 342 除底層柱以外 P 不增大其它各層柱上 下端豎向荷載一階 彎矩 反而略有減小作用圖 a A P 效應增大所有柱端水平荷載彎矩圖 b 每一層的效應對該 層層間位移的增大程度與該層每一柱端彎矩的增大程度是相同的 但豎向荷載彎矩不被P 效應增大 P 效應減少梁端豎向荷載彎矩 P 效應增大梁端水平荷載 彎矩圖 a b 當框架產(chǎn)生水平位移時 柱除產(chǎn)生P 效應外 它相對于自己 的軸線也產(chǎn)生了撓曲 所以軸壓力在柱自身撓曲變形中也將形成P 效應 但通常不起控制作用 如果框架桿件在無側移狀況下過于細長 在柱高度范圍內被 P 效應增大了的彎矩有可能大于柱端一階彎矩 從而形成對框架柱截面設計起控制作用圖 B 82 342 4 在二階效應計算中需注意的主要問題1 P 效應只增大引起結構側移荷載產(chǎn)生的一階彎矩Ms 不增大不引起結構側移荷載產(chǎn)生的一階彎矩Mns s M Mns sM s P 效應彎矩增大系數(shù) 見附錄B B 0 1條 2 框架結構同層各柱柱端的Ms被P 效應增大的比例應相同 層效應 3 進行內力分析時 必須考慮鋼筋混凝土結構構件材料的非彈性特點 否則附加彎矩 二階彎矩 可能小40 60 不能用彈性剛度 若用彈性剛度則 f值小 原規(guī)范不加區(qū)別 全部放大M s Mns Ms 83 342 5 P 效應的分析方法 5 3 4條 1 有限元分析方法 宜考慮混凝土構件開裂對構件剛度降低的影響 否則 二階彎矩可能低估40 60 亦可稱作 考慮折減構件剛度的彈性二階分析方法 我國02規(guī)范7 3 12條稱作 考慮二階效應的彈性分析方法 美國 ACI318 05 10 13 4條 稱作二階彈性分析方法 84 342 構件剛度折減系數(shù) 剪力墻 筒體0 45 0 7 0 45 0 7 0 35 0 7 0 5 柱0 60 60 70 5 梁0 40 40 350 5 規(guī)范02規(guī)范新規(guī)范附錄B美國歐洲 內為不開裂時的值 新規(guī)范5 3 4條未明確剛度折減系數(shù)取值 使用程序時應予以關注為妥 2 附錄B的簡化方法 近似計算偏壓構件結構側移的二階效應的增大系數(shù)法 a 近似 相對于有限元分析方法而言 b 計算P 效應 不涉及P 效應 c 增大系數(shù)法 層增大系數(shù)法 框架結構 整體增大系數(shù)法 剪力墻結構 框 剪結構 筒體結構 增大系數(shù)法 我國高規(guī)JGJ3 2002第5 4條 已經(jīng)采用 第5 4 3條給出了內力 彎矩 位移放大系數(shù)的計算公式 85 342 6 增大系數(shù)法 P 效應 嚴格地講 考慮P 效應和P 效應進行結構分析時 應考慮材料的非線性 裂縫 構件的曲率 層間位移 荷載的持續(xù)作用 混凝土的收縮 徐變等因素 目前這種分析尚存在困難 因此一般采用簡化分析方法 1 層增大系數(shù)法 P 效應 B 0 1條 M Mns sMs s iMns 不引起結構側移荷載產(chǎn)生的一階彈性分析的構件端彎矩 Ms 引起結構側移荷載產(chǎn)生的一階彈性分析的構件端彎矩 s P 效應增大系數(shù) i 一階彈性分析的層間位移 91 342 104 342 8 排架結構 仍采用02規(guī)范 105 342 106 342 框架結構中 樓層各柱的 s可按下列公式計算 式中 D 所計算樓層的側向剛度 在計算結構構件彎矩增大系數(shù)與計算結構位移增大系數(shù)時 應按本規(guī)范第B 0 5條規(guī)定取用結構構件剛度 并用相應的結構剛度進行計算 Nj 計算樓層第j列柱軸力設計值 H0 計算樓層的層高 107 342 剪力墻結構 框架 剪力墻結構 筒體結構中的 s可按下列公式計算 排架結構中的 s可按下列公式計算 當采用上述公式計算各結構構件中的彎矩增大系數(shù) s時 宜對構件的彈性抗彎剛度EcJd乘以折減系數(shù) 對梁 取0 4 對柱 取0 6 對剪力墻及核心筒壁 取0 45 當計算各結構中的位移增大系數(shù) s時 可不對剛度進行折減 108 342 新規(guī)范對重力二階效應計算 P 放在結構整體分析中考慮 提出了有限元法和增大系數(shù)兩種方法 5 3 4 混凝土結構由側移產(chǎn)生的重力二階效應 P 效應 可采用有限元分析方法計算 也可采用新規(guī)范附錄B的簡化方法 當采用有限元分析方法時 宜考慮混凝土構件開裂對構件剛度降低的影響 嚴格地講 考慮P 效應和p 效應進行結構分析時 應考慮材料的非線性 裂縫 構件的曲率 層間位移 荷載的持續(xù)作用 混凝土的收縮 徐變等因素 目前這種分析尚存在困難 因此一般采用簡化分析方法 109 342 2 考慮塑性內力重分布的分析方法設計超靜定混凝土結構 具有充分發(fā)揮結構潛力 節(jié)約材料 簡化設計和方便施工等優(yōu)點 但應注意到 結構的變形和裂縫可能相應增大 超靜定結構在出現(xiàn)彈塑性鉸后會發(fā)生內力重力分布 為節(jié)約村料 可利用該特點進行構件之間的內力調幅 本規(guī)范規(guī)定重力荷載作用下的框架 框剪結構中的現(xiàn)澆梁及雙向板等 可對支座節(jié)點彎矩進行調幅 5 4 1 110 342 對直接承受動力荷載的構件及要求不出現(xiàn)裂縫或環(huán)境類別為三a 三b等情況下的結構 由于塑性鉸的出現(xiàn) 構件變形和裂縫寬度較大 所以不應考慮塑性內力重分布的分析方法 對一般結構考慮采用內力重分布方法分析時 應滿足正常使用極限狀態(tài)的要求 限制裂縫 并采取有效構造措施 5 4 2 梁支座或節(jié)點邊緣截面的負彎矩調幅幅度不宜大于25 彎矩調整后的梁端截面相對受壓區(qū)高度不應超過0 35 且不宜小于0 10 板的負彎矩調幅幅度不宜大于20 5 4 3 111 342 3 彈塑性分析方法以鋼筋混凝土的實際力學性能為依據(jù) 引入相應的本構關系后 可進行結構受力全過程的分析 而且可以較好地解決各種體形和受力復雜結構的分析問題 但這種分析方法比較復雜 計算工作量大 各種非線性本構關系尚不夠完善和統(tǒng)一 至今應用范圍仍然有限 主要用于重要 復雜結構工程的分析和罕遇地震作用下的結構分析 112 342 重要或受力復雜的結構 宜對結構進行整體或局部的彈塑性驗算 進行彈塑性分析時 首先應預先設定構件各部分尺寸和材料性能指標 應根據(jù)實際情況采用不同的離散尺度 確定相應的本構關系 如應力 應變關系 彎矩 曲率關系 內力 變形關系等 確定鋼筋和混凝土的材料特征值及本構關系時 宜事先進行試驗分析確定 也可采用附錄C提供的材料強度 本構模型或強度準則 新規(guī)范附錄C完善了鋼筋 混凝土的應力 應變本構關系以及混凝土多軸強度準則的有關內容 滿足了混凝土結構非線性分析的需要 5 5 1 113 342 結構構件的計算模型及離散尺度按以下原則確定 5 5 2 1 梁 柱等桿系 一個方向的正應力明顯大于其余兩個正交方向的應力 可簡化為一維單元 2 墻 板等構件兩個方向的正應力明顯大于另一方向的應力 可簡化為二維單元 3 復雜的混凝土結構 大體積結構 結構的節(jié)點或局部需作精細分析時 三個方向正應力無顯著差異 應按三維單元考慮 某些變形較大的構件或節(jié)點需進行局部精確分析時 宜考慮鋼筋混凝土間的粘結本構關系 規(guī)范附錄C 5 5 3 114 342 4 塑性極限分析方法又稱塑性分析法或極限平衡法此法主要用于周邊有梁或墻支承的雙向板設計 工程設計和施工實踐經(jīng)驗證明 按此法進行計算和構造設計簡便易行 可以保證結構的安全 對于超靜定結構 結構中的某一個截面 或某幾個截面 達到屈服 整個結構可能并沒有達到其最大承載力 外荷載還可以繼續(xù)增加 先達到屈服截面的塑性變形會隨之不斷增大 并且不斷有其他截面陸續(xù)達到屈服 直至有足夠數(shù)量的截面達到屈服 使結構體系即將形成幾何可變機構 結構才達到最大承載力 5 6 1 115 342 因此 利用超靜定結構的這一受力特征 可采用塑性極限分析方法來計算超靜定結構的最大承載力 并以達到最大承載力時的狀態(tài) 作為整個超靜定結構的承載能力極限狀態(tài) 這樣既可以使超靜定結構的內力分析更接近實際內力狀態(tài) 也可以充分發(fā)揮超靜定結構的承載潛力 使設計更經(jīng)濟合理 116 342 但是 超靜定結構達到承載力極限狀態(tài) 最大承載力 時 結構中較早達到屈服的截面已處于塑性變形階段 即已形成塑性鉸 這些截面實際上已具有一定程度的損傷 如果塑性鉸具有足夠的變形能力 則這種損傷對于一次加載情況的最大承載力影響不大 但是對于重復荷載作用 由于屈服截面在塑性階段重復加載作用下的低周疲勞效應 會使塑性鉸的承載力降低 從而使整個結構不能達到靜力荷載作用下的最大承載力 為安全計 建議塑性極限分析方法不得用于承受多次重復荷載作用的混凝土結構 117 342 塑性鉸線法應根據(jù)以下假定進行計算 5 6 2 1 板被塑性鉸線分成若干板塊 形成幾何可變體系 2 配筋合理時 通過塑性鉸線的鋼筋均達到屈服 且塑性鉸線可在保持屈服彎矩的條件下產(chǎn)生很大的轉角變形 3 塑性鉸線之間的板塊處于彈性階段 與塑性鉸線上的塑性變形相比很小 故板塊可視為剛體 條帶法可根據(jù)板面荷載的合理傳遞分布假定 將雙向板簡化為兩個方向的單向板進行計算 對于開洞口的雙向板 應在洞口周邊考慮加強板帶 并據(jù)此給出板面荷載的傳遞分布 對于不考慮豎向不均勻變形影響的雙向板發(fā)生板的破壞機構 可采用下述近似方法進行分析 承受豎向均布荷載的雙向矩形板可采用塑性鉸線法或條帶法等塑性極限分析法進行承載能力極限狀態(tài)的分析與設計 118 342 5 試驗分析方法對體型復雜或受力狀況特殊的結構或其部分 可采用試驗方法對結構的材料性能 本構關系 作用效應等進行實測或模擬 為結構分析或確定設計參數(shù)提供依據(jù) 119 342 6 間接作用效應分析大體積混凝土結構 超長混凝土結構在收縮 徐變 溫度等間接作用下裂縫問題比較明顯 宜進行間接作用效應分析 對允許出現(xiàn)裂縫的構件 應考慮裂縫開展使構件剛度降低的影響 其分析方法可采用彈塑性分析法或采用考慮裂縫開展剛度降低后的剛度 按彈性分析方法近似進行計算 5 7 1 5 7 2 120 342 5 3分析模型桿系結構宜按空間體系進行分析 并考慮桿件彎曲 軸向 剪切和扭轉變形對結構內力的影響 可按下述規(guī)定進行簡化 體形規(guī)則的空間桿系結構 可按柱列或墻軸線分解為不同方向的平面結構進行分析 但應考慮平面結構的空間協(xié)調 桿件的軸向 剪切和扭轉變形對結構內力分析影響不大時 可給出計算簡圖的確定方法 在整體分析中樓板假定在自身平面內無限剛性及當樓板產(chǎn)生明顯的平面內變形時 應在整體分析中予以考慮 對現(xiàn)澆樓板和裝配整體式樓板宜考慮樓板作為翼緣對梁剛度和承載力的影響 5 2 2 5 2 4 121 342 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010六 承載能力極限狀態(tài)計算6 1一般規(guī)定混凝土結構的承載能力極限狀態(tài) 是指對應于結構或構件達到最大承載力或不適合繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài) 混凝土結構構件或構件截面承受作用效應并達到其極限狀態(tài)的能力 稱為承載力或抗力 在設計結構構件時 應根據(jù)其屬于那種性質的破壞極限狀態(tài) 選用相應的承載力函數(shù) 122 342 6 2正截面承載力計算1 受壓構件的撓曲二階效應 p 效應 2 Cm ns方法 p 效應 各類混凝土結構中的偏心受壓構件在確定偏心受壓構件的內力設計值 M N V T等 時 均應遵守規(guī)范第5 3 4條規(guī)定 考慮二階效應 p 效應 的影響 對于有側移和無側移結構的偏心受壓桿件 若桿件的長細比較大時 在軸力作用下 由于桿件自身撓曲變形的影響 通常會增大桿件中間區(qū)段截面的彎矩 即產(chǎn)生p 效應 124 342 對于有側移和無側移結構的偏心受壓桿件 若桿件的長細比較大時 在軸力作用下 由于桿件自身撓曲變形的影響 通常會增大桿件中間區(qū)段截面的彎矩 即產(chǎn)生P 效應 只要桿件發(fā)生單曲率彎曲且兩端的彎矩值比較接近時 就可能出現(xiàn)桿件中間區(qū)段截面考慮P 效應后的彎矩值超過桿端彎矩的情況 從而使桿件中間區(qū)段的截面成為設計的控制截面 或者即使桿件發(fā)生雙曲率彎曲 但如果桿件中的軸壓比較大 也有可能發(fā)生考慮附加彎矩后的桿件中間區(qū)段截面的彎矩值超過桿端彎矩的情況 125 342 根據(jù)國外相關文獻資料 規(guī)范以及近期國內對不同桿端彎矩比 不同軸壓比和不同長細比的桿件進行計算驗證表明 當柱端彎矩比不大于0 9且軸壓比不大于0 9時 若桿件的長細比滿足要求 則考慮桿件自身撓曲后中間區(qū)段截面的彎矩值通常不會超過桿端彎矩 即可以不考慮該方向桿件自身撓曲產(chǎn)生的附加彎矩影響 126 342 桿件端彎矩設計值通常指不利組合的彎矩設計值 考慮P 效應的方法采用的是 軸力表達式 為沿用我國工程設計習慣 新規(guī)范將 ns轉換為理論上完全等效的 曲率表達式 Cm系數(shù)計算公式是在經(jīng)典彈性解析解的基礎上 考慮了鋼筋混凝土柱非彈性性質的影響 并根據(jù)國內外的系列試驗數(shù)據(jù) 經(jīng)擬合調整后得出的 本條的構件端彎矩設計值通常指不利組合的彎矩設計值 對一 二 三級抗震等級的混凝土構件 此值已經(jīng)考慮了規(guī)范第十一章規(guī)定的 強柱弱梁 及其他有關調整 提出考慮p 效應的方法與美國ACI318 08規(guī)范基本相同 美國規(guī)范在計算 ns時采用的是 軸力表達式 為沿用我國工程設計習慣 改將 ns轉換為理論上完全等效的 曲率表達式 6 2 4 127 342 彎矩作用內截面對稱的偏心受壓構件 當同一主軸方向的桿端彎矩 比 M1M2 不大于0 9且設計軸壓比不大于0 9時 構件的長細比滿足廣義 的界限條件公式的要求 可不考慮該方向構件自身撓曲產(chǎn)生的附加彎矩影響 式中 M1 M2 分別為偏心受壓構件兩端截面按結構分析確定的對同一主軸的彎矩設計值 絕對值較大端為M2 絕對值較小端為M1 當構件按單曲率彎曲時 M1 M2為正 否則為負 l0 構件的計算長度 此處可近似取偏心受壓構件相應主軸方向兩支撐點之間的距離 i 偏心方向的截面回轉半徑 128 342 129 342 130 342 此外 在彎矩增大系數(shù) ns計算公式中 取消了構件不同長細比對截面曲率的修正系數(shù) 2 2原本是考慮當桿件長細比較大時 在最大彎矩截面的曲率未到達極限曲率時桿件可能發(fā)生失穩(wěn)破壞而對截面極限曲率采取折減的處理方法 但從結果看 當長細比較大時 桿件的撓曲變形將更大 本應考慮可能出現(xiàn)更大的附加彎矩 或者說考慮更大的彎矩增大系數(shù) ns來抵御可能發(fā)生的失穩(wěn)破壞 而原計算公式中桿件的長細比越長 修正系數(shù) 2卻降低了 ns 因此取消了公式中的 2 考慮二階效應排架結構的計算方法基本維持02版規(guī)范不變 131 342 6 3斜截面承載力計算1 02版規(guī)范 矩形 T形和I形截面的一般受彎構件 斜截面受剪承載力按下式計算 h0 Asvs V Vcs 0 7ftbh0 1 25fyv 集中荷載作用下的獨立梁 包括作用多種荷載 且其中集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75 以上的情況 斜截面受剪承載力按下式計算 h0 Asvs ftbh0 fyv V Vcs 1 75 1 0 132 342 133 342 02規(guī)范受剪承載力計算公式及其問題兩個計算公式計算結果的差異集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75 左右時 如果分別按兩種情況進行計算結果 其配箍率卻有著很大的差異 集中載荷計算公式與均布載荷計算公式的配箍率比較 134 342 用m表示集中載荷對支座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75 左右時 兩種不同計算模式引起的配箍率差異 則 式中 sv 1 按均布載荷作用進行計算所得的配箍率 sv 2 按集中載荷作用進行計算所得的配箍率 根據(jù)設計剪力大小的不同 同時考慮最小配筋率和截面尺寸要求 計算可得到m的取值范圍為下圖中的陰影部分 135 342 配箍率差異的取值范圍由上圖可以看出 復雜荷載作用下 用兩種計算公式引起的最大配箍差異為134 混凝土結構設計規(guī)范 對多種復雜載荷作用下的斜截面受剪承載力計算公式采用了一刀切的辦法處理 造成了配箍的不連續(xù)問題 136 342 02版規(guī)范的受剪承載力設計公式分為集中荷載和均布荷載兩種情況 較國外多數(shù)國家的規(guī)范煩瑣 且兩個公式在臨界集中荷載為主附近計算值不協(xié)調 甚至差異過大 因此 建立一個統(tǒng)一的受剪承載力計算公式是規(guī)范修訂和發(fā)展的趨勢 137 342 考慮到我國的國情和規(guī)范的設計習慣 且過去的規(guī)范的受剪承載力設計公式分兩種情況用于設計也是可行的 此次修訂實質上仍保留了受剪承載力計算的兩種形式 只是在原有受彎構件兩個斜截面承載力計算公式的基礎上進行了改進 混凝土項系數(shù)不變 僅對均布荷載公式的箍筋項系數(shù)進行適當調整 由1 25改為1 0 通過對55個均布荷載作用下有腹筋簡支梁構件試驗的數(shù)據(jù)進行分析 試驗數(shù)據(jù)來自原冶金建筑研究總院 同濟大學 天津大學 重慶大學 原哈爾濱建筑大學 R B L Smith等 結果表明 此次修訂公式的可靠度有一定程度的提高 但與國外主要規(guī)范相比依然處于較低水平 采用本次修訂公式進行設計時 箍筋用鋼量比02版規(guī)范計算值可能增加約25 箍筋項系數(shù)由1 25改為1 0 也是為將來統(tǒng)一一個受剪承載力計算公式建立基礎 138 342 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010 2010各國規(guī)范受剪承載力設計公式的比較 139 342 各國規(guī)范公式的比較 140 342 新規(guī)范公式是在02規(guī)范的一般受彎構件斜截面承載力計算公式的基礎上進行改進 混凝土項系數(shù)不變 僅對箍筋項系數(shù)進行適當折減 取均布荷載作用下試驗數(shù)據(jù) 新規(guī)范公式與各國規(guī)范公式的對比如下圖所示 由圖可以看出 均布荷載作用下 受剪承載力建議公式較我國現(xiàn)有均布荷載下的設計公式偏于安全 公式的可靠度有一定程度地提高 同時 與國外各國受剪承載力計算公式相比 新規(guī)范公式的可靠度還是低于其他國家規(guī)范的設計公式 141 342 142 342 143 342 新規(guī)范公式的可靠性分析根據(jù)國內外55根均布荷載作用下有腹筋簡支梁試驗數(shù)據(jù) 通過可靠度計算 新規(guī)范公式及美國規(guī)范公式的可靠度指標分別為4 35 4 52與5 37 滿足大于 建筑結構可靠度統(tǒng)一標準 中脆性破壞可靠度指標3 7的要求 新規(guī)范公式的可靠度比我國02規(guī)范公式可靠度略有提高 144 342 框架梁考慮地震作用組合的框架梁 其斜截面的受剪承載力 作相應修改 應符合下列規(guī)定 對集中荷載作用為主的框架梁 仍按02規(guī)范的規(guī)定 145 342 框架柱和剪力墻對框架柱和剪力墻 考慮到計算公式中用剪跨比來表述是適宜的 與02規(guī)范公式相同 146 342 試驗研究表明 預應力對構件的受剪承載力起有利作用 主要因為預壓應力能阻滯斜裂縫的出現(xiàn)和開展 增加了混凝土剪壓區(qū)高度 從而提高了混凝土剪壓區(qū)所承擔的剪力 147 342 根據(jù)試驗分析 預應力混凝土梁受剪承載力的提高主要與預加力的大小及其作用點的位置有關 試驗表明 預加力對梁受剪承載力的提高作用應給予限制 因此 預應力混凝土梁受剪承載力的計算 可在非預應力梁計算公式的基礎上 加上一項施加預應力所提高的受剪承載力設計值0 05Npo 且當Npo超過0 3fcA0時 只取0 3fcA0 以達到限制的目的 同時 它僅用于預應力混凝土簡支梁 且只有當Npo對梁產(chǎn)生的彎矩與外彎矩相反才能予以考慮 對于預應力混凝土連續(xù)梁 尚未作深入研究 對允許出現(xiàn)裂縫的預應力混凝土簡支梁 考慮到構件達到承載力時 預應力可能消失 在沒有充分試驗依據(jù)之前 暫不考慮預應力對截面抗剪的有利作用 148 342 3 雙向受剪承載力修改了雙向受剪承載力計算方法 采用橢圓規(guī)律為基礎的表達式 并與單向受剪銜接 試驗表明 矩形截面鋼筋混凝土柱在斜向水平作用下的抗剪性能與在單向水平荷載作用下的受剪性能存在著明顯的差別 根據(jù)國外的有關研究資料以及國內配置周邊箍筋的斜向受剪試件的試驗結果 分析表明 構件的受剪承載力大致服從橢圓規(guī)律 采用以橢圓規(guī)律的受剪承載力方程式為基礎 并與單向偏心受壓構件受剪的截面要求相銜接的表達式 6 3 16 149 342 在進行斜向抗剪強度設計時 如果僅僅在兩個主軸方向分別按正向抗剪進行設計 則過高地估計了受剪承載力 斜方向上的剪力會超過斜方向上的抗剪強度 是不安全的 為了保證在斜方向有足夠的抗剪強度 設計計算時 需要在兩個方向上進行超強設計 即增大兩個正方向上的剪力設計值 或減小兩個正方向上的抗剪強度 以保證設計安全 150 342 超強設計的概念 151 342 超強系數(shù)法在進行斜向抗剪強度設計時 對二個主軸方向同時承受水平剪力作用的鋼筋混凝土矩形或方形截面柱 如果僅僅在二個主軸方向分別按正向抗剪進行設計 則會帶來斜方向的剪力超過斜方向上的抗剪強度 設計不安全的問題 為了保證在斜方向有足夠的抗剪強度 設計計算時 需要在兩個正方向上進行超強設計 即增大兩個正方向上的剪力設計值 或減小兩個正方向上的抗剪強度和 以保證設計安全 152 342 153 342 154 342 155 342 156 342 最小體積用鋼量法 157 342 158 342 159 342 160 342 可用于復核問題 雙向受剪承載力計算按照02規(guī)范 雙向受剪鋼筋混凝土框架結構的柱斜截面受剪承載力計算公式為 雙向受