当前位置:首页 > 《混凝土结构设计规范》2002版和2010版的差别
4 增强重要构件及关键传力部位、疏散通道及避难空间结构的承载力和变形性能; 5 配置贯通水平、竖向构件的钢筋,采取有效的连接措施并与周边构件可靠地锚固; 6 通过设置结构缝,控制可能发生连续倒塌的范围。 3.6.2重要结构的防连续倒塌设计可采用下列方法:
1 拉结构件法:在结构局部竖向构件失效的条件下,按梁-拉结模型、悬索-拉结模型和悬臂-拉结模型进行极限承载力计算,维持结构的整体稳固性。
2 局部加强法:对可能遭受偶然作用而发生局部破坏的竖向重要构件和关键传力部位,可提高结构的安全储备;也可直接考虑偶然作用进行结构设计。
3 去除构件法:按一定规则去除结构的主要受力构件,采用考虑相应的作用和材料抗力,验算剩余结构体系的极限承载力;也可采用受力-倒塌全过程分析,进行防倒塌设计。 3.6.3当进行偶然作用下结构防连续倒塌的验算时,作用宜考虑结构相应部位倒塌冲击引起的动力系数。在承载力函数的计算中,混凝土强度仍取用强度标准值fck,钢筋强度改用极限强度标准值fstk(或fptk),根据本规范第4.1.3条及第4.2.2条的规定取值,ak宜考虑偶然作用下结构倒塌对结构几何参数的影响。必要时可考虑材料强度在动力作用下的强化和脆性,并取相应的强度特征值。
分析:汶川地震中,建筑连续倒塌造成了相当严重的震害。因此,在新规范中加入防连续倒塌设计内容,增强建筑的安全性。
3.7既有结构设计的原则
本节是新规范新增的,旧规范没有这一节。本节内容如下:
3.7.4 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。
3.7.5 对既有结构的评定、验算或重新设计应符合下列原则:
1 应按现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的要求,进行安全性、适用性、耐久性及抗灾害能力的评定。
2 应根据评定结果、使用要求和后续使用年限确定既有结构的设计方案。
3 对既有结构进行安全复核、改变用途或延长使用年限而进行承载能力极限状态的验算时,宜符合本规范的规定。
4 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和相关标准的规定。
5 既有结构的正常使用极限状态验算及构造要求宜符合本规范的规定。 6 必要时可对使用功能作相应的调整,提出限制使用的要求。 3.7.6 既有结构的重新设计应符合下列规定:
1 应优化结构方案、提高结构的整体稳固性、避免承载力及刚度突变;
2 荷载可按现行荷载规范的规定确定,也可按使用功能和后续使用年限作适当的调整; 3 应根据检测、评定的结果确定既有结构的设计参数;
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4 结构既有部分混凝土、钢筋的强度设计值应根据强度的实测值确定;当材料的性能符合原设计的要求时,可按原设计的规定取值;
5 设计时应考虑既有结构构件实际的几何尺寸、截面配筋、连接构造和已有缺陷的影响;当符合原设计的要求时,可按原设计的规定取值;
6 结构后加部分的材料性能应按本规范第4章的规定确定;
7 既有结构与后加部分可按二阶段成形的叠合构件,按本规范第9.5节的规定进行设计; 8 设计时应考虑既有结构的承载历史及施工状态的影响: 9 既有结构与后加部分之间应采取可靠的连接构造措施。
分析:随着新中国的发展,将会有越来越多的既有结构面临着延长使用年限、安全复核、改变用途、改建、扩建或加固修复等问题。而原规范对这一部分没有明确的规定。新规范填补了这一空白。
4 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。
分析:这里提高了部分情况下的最低混凝土强度等级,以适应钢筋强度等级的提高,并可提高结构安全性。
新规范增加了混凝土的剪切变形模量Gc和泊松比νc的规定:
混凝土的剪切变形模量Gc可按相应弹性模量值的0.40倍采用。 混凝土泊松比νc可按0.20采用。
在确定混凝土轴心抗压、轴心抗拉疲劳强度设计值fcf、ftf的疲劳强度修正系数γρ时,新规范增加规定“当混凝土受拉-压疲劳应力作用时,受压或受拉疲劳强度修正系数γρ均取0.60。”而且,γρ的取值修改如下:
混凝土受压疲劳强度修正系数γρ
ff??c 0≤??c<0.2 ff0.1≤??c<0.2 0.2≤??c<0.3 f0.3≤??c<0.4 ff0.4≤??c<0.5 ??c≥0.5 ???? f??c 0.68 f0≤??c<0.1 0.74 f0.1≤??c<0.2 0.80 f0.2≤??c<0.3 0.86 f0.3≤??c<0.4 0.93 1.00 混凝土受拉疲劳强度修正系数γρ
f0.4≤??c<0.5 ????
0.63 0.66 0.69 0.72 0.74 Page 10 / 26
ff??c 0.5≤??c<0.6 f0.6≤??c<0.7 f0.7≤??c<0.8 f??c≥0.8 —— —— ???? 0.76 0.80 0.90 1.00 分析:这样将疲劳强度修正系数细分,使规范更加适用于不同情况。 混凝土的疲劳变形模量规定中,去除了C20和C25等级的混凝土。 4.1.8当温度在0℃到100℃范围内时,混凝土的热工参数规定修改如下:
线膨胀系数αc=1×10-5/℃; 导热系数λ=10.6kJ/(m·h·℃); 比热c=0.96kJ/(kg·℃)。
4.2钢筋
淘汰低强钢筋(235级钢筋)并代之以300级光圆钢筋,增加高强、高性能钢筋(500级钢筋),推广400级和500级钢筋,限制335级钢筋。相应强度等其他规定也做了相应调整。
增加了总伸长率的限制:
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。
表4.2.4 普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率限值
钢筋品种 δgt(%)
增加了以下几条:
普通钢筋 HPB300 HRB335、HRBF335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRB500 10.0 7.5 预应力筋 3.5 分析:此处提出钢筋延性(极限应变)的要求,以更好适应地震区的使用。
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;直径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。
5结构分析
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本章内容在新规范中得到了很大补充。新增了5.2分析模型、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间接作用分析等几节。
在5.3弹性分析(对应旧规范5.2线弹性分析方法)中,新增了够的二阶效应不利影响的考虑。提出了“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的影响。”
在5.4塑性内力重分布分析中,完善了连续梁和连续连续单向板、双向板等结构的内力重分布分析方法。
6承载能力极限状态计算
6.1一般规定
本节明确规定了本章的适用范围。
6.2正截面承载力计算
(Ⅰ)正截面承载力计算的一般规定
关于正截面承载力的基本假定,新规范明确给出了n、ε0、εcu的计算式,以使其规定更明确。
n=2?
1
(???50) 60cu,k
??0=0.002+0.5 ??cu,k?50 ×10?5 ??cu=0.0033? ??cu,k?50 ×10?5
其他与原规范基本相同。
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,尚应考虑扭转影响。
新规范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,即: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??1不大于0.9且设计轴压比不大于0.9
2
??
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。
新规范修改了考虑附加弯矩影响的方法:
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
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