混凝土结构设计规范与混凝土结构验收规范新老版比对分析.ppt

1,混凝土结构设计规范（GB 50010）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204）新老版比对分析,2,GB50010-2010执行时间,GB50010-2010是全面修订，自2011年7月1日起实施，原GB50010-2002同时废止。执行原则：1、结构设计总中明确设计依据2、按图施工、依图监督,3,修订背景,4,修订背景,我国的工程规范每10年修订一次，混凝土结构设计规范到了应该修订的时候。从规范颁布使用到现在，应用中发现了一些问题，有待研究解决。GB 50010-2002颁布后，开展了第六批规范课题的研究，为修订规范做准备 解决高强钢筋引起正常使用状态问题（裂缝、变形等）的试验研究 混凝土结构耐久性的调研分析,5,修订背景,既有混凝土结构的再设计问题 结构分析方法(弹塑性损伤本构模型、结构计算模型等)间接作用（温差、收缩等）效应及裂缝控制 钢筋综合抗力（强度、延性等）及对结构破坏的影响 各种配筋构造（并筋、锚固、连接、最小配筋率等）的试验研究 偶然作用下结构抗灾性能（如抗连续倒塌结构的整体稳定性）研究,6,修订原则,7,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施的有关内容与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其他专业规范的分工、协调,8,章节组成,13 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AK（10个）,9,主要修订内容,10,1 增加结构方案设计内容思路、原则,思路：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”设计内容（3.2节）结构体系设计的基本原则 从宏观上满足使用功能，控制结构的整体安全性;结构方案尚应考虑：建筑、抗震、耐久、抗灾、节材等其他方面的要求,11,1 增加结构方案设计内容设计方案,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。5 宜减小偶然作用的影响范围，避免发生因局部破坏引起的结构连续倒塌。,12,1 增加结构方案设计内容结构缝,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；3 可根据需要设置施工阶段的临时性结构缝（施工后浇带）。,13,1 增加结构方案设计内容连接,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。【说明】构件之间连接构造设计的原则保证连接节点处被连接构件之间的传力性能符合设计要求；保证不同材料（混凝土、钢、砌体等）间的融合，选择可靠的连接方式以保证可靠传力；连接节点尚应考虑被连接构件之间变形的影响以及相容条件，以避免、减少不利影响。,14,2 增加防连续倒塌设计原则,可能出现的意外荷载和作用 居民楼：燃气爆炸可能产生的破坏作用；化工厂：易燃易爆危险品、化工反应装置可能产生的破坏作用,15,2 防连续倒塌设计原则概念设计,设置整体性加强构件或设结构缝 局部构件破坏后，控制由此引起的破坏范围。可设置整体型加强构件或设置结构缝，对整个结构进行分区。一旦发生局部构件破坏，可将破坏控制在一个分区内，防止连续倒塌的蔓延。整体型加强构件是结构中的关键构件，其安全储备应高于一般构件。增加结构的冗余度，使结构体系具有足够的备用荷载传递路径 采用合理的结构方案和结构布置，增加结构的冗余度，形成具有多个和多向荷载传递路径传力的结构体系，可避免存在引发连续性倒塌的薄弱部位。可通过拆除构件法判定结构是否具有备用荷载传递路径,16,2 防连续倒塌设计原则概念设计,加强结构构件的连接构造，保证结构的整体性 如对于框架结构，当某根柱发生破坏失去承载力，其直接支承的梁应能跨越两个开间而不致塌落。这就要求跨越柱上梁中的钢筋贯通并具有足够的抗拉强度，通过贯通钢筋的悬链线传递机制，将梁上的荷载传递到相邻的柱。加强结构的延性构造措施，保证剩余结构的延性 结构在局部破坏发生后，剩余结构中部分构件会进入塑性。因此，应选择延性较好的材料，采用延性构造措施，提高结构的塑性变形能力，增强剩余结构的内力重分布能力，可避免发生连续倒塌。可采用拆除构件后的结构失效模式概念判别，来确认需要加强延性的部位。,17,2 防连续倒塌设计原则设计方法,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。对于破坏后易引发连续倒塌的重要构件，认为其是关键构件并进行局部加强设计。2 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。基本原则：某柱失效后，其支承的梁具有足够的承载力，避免发生连续破坏。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。假定某个主要构件失效从结构中拆除分析剩余结构是否会倒塌如不满足抗连续倒塌的要求增强拆除后的剩余结构来避免连续倒塌,18,3 增加了既有结构的设计原则应用范围,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。【说明】既有结构为已建成、使用的结构。既有混凝土结构的设计将成为未来工程设计的重要内容。为保证既有结构的安全可靠并延长其使用年限，以及近年日益增多的结构加固改建的需要，本次修订新增一节，强调既有结构设计的原则。既有结构设计适用于下列六种情况：达到设计年限后延长继续使用的年限；为消除安全隐患而进行的设计校核；结构改变用途和使用环境而进行的复核性设计；对既有结构进行改建；扩建既有的建筑结构；结构事故或灾后受损结构的修复加固等。应根据不同的目的，选择不同的设计方案。,19,3 增加了既有结构的设计原则重新设计原则,3.7.3 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；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；,20,3 增加了既有结构的设计原则重新设计原则,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。,21,4 完善了结构耐久性设计方法耐久性设计内容,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。,22,4 完善了结构耐久性设计方法环境类别,3.5.2 混凝土结构的环境类别划分应符合表 3.5.2 的要求。将原三类环境分为三a、三b【说明】环境类别原规范分为一、二a、二b、三、四、五，新规范为：一、二a、二b、三a、三b、四、五，本次修订对环境类别进行了更为详尽的分类。但规范不可能穷尽所有的情况，设计者应根据实际条件作出判断并在图纸上明确。,23,4 完善了结构耐久性设计方法环境类别,3.5.6 混凝土结构在设计使用年限内尚应遵守下列规定：1 设计中的可更换混凝土构件应按规定定期更换；2 构件表面的防护层，应按规定维护或更换；3 结构出现可见的耐久性缺陷时，应及时进行处理。提出了使用期维护、管理的要求,24,5 适当调整了钢筋保护层厚度的规定,GB 50010-2010版8.2.1 构件中普通钢筋及预应力筋的混凝土保护层厚度应满足下列要求。1 构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的直径d。2 设计使用年限为50年的混凝土结构，最外层钢筋的保护层厚度应符合表8.2.1的规定；设计使用年限为100年的混凝土结构，最外层钢筋的保护层厚度不应小于表8.2.1中数值的1.4倍。,25,表8.2.1 混凝土保护层的最小厚度c（mm）,注：1 混凝土强度等级不大于C25时，表中保护层厚度数值应增加5mm；2 钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层，其受力钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起，且不应小于40mm。,26,5 适当调整了钢筋保护层厚度的规定,GB 50010-2002版9.2.1 纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋，其混凝土保护层厚度（钢筋外边缘至混凝土表面的距离）不应小于钢筋的公称直径，且应符合表9.2.1的规定。表9.2.1 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）,27,5 适当调整了钢筋保护层厚度的规定,【说明】对混凝土保护层的厚度进行了以下调整：混凝土保护层厚度不小于受力钢筋直径（单筋的公称直径或并筋的等效直径）的要求，是为了保证握裹层混凝土对受力钢筋的锚固。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的外缘，而以最外层钢筋（包括箍筋、构造筋、分布筋等）的外缘计算混凝土保护层厚度。因此本次修订后的保护层实际厚度比原规范实际厚度普遍加大。根据第3.5节对结构所处耐久性环境类别的划分，调整混凝土保护层厚度的数值。对一般情况下混凝土结构的保护层厚度稍有增加；而对恶劣环境下的保护层厚度增幅较大。,28,5 适当调整了钢筋保护层厚度的规定,简化表8.2.1的表达：根据混凝土碳化反应的差异和构件的重要性，按平面构件（板、墙、壳）及杆状构件（梁、柱）分两类确定保护层厚度；表中不再列入强度等级的影响，C30以上统一取值，C25及以下均增加5mm。考虑碳化速度的影响，使用年限100年的结构，保护层厚度取1.4倍。已在第3.5节中表达，不再列出。为保证基础钢筋的耐久性，根据工程经验基础底面要求做垫层，基底保护层厚度仍取40mm。,29,6 淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋，提出钢筋延性（极限应变）的要求,钢筋修订时作下列改动：增加500MPa级高强钢筋；列入HRBF系列细晶粒钢筋；淘汰低强的HPB235钢筋，代之以HPB300钢筋，並规定了过渡方法；列入中强钢丝以增加预应力筋品种，补充中强空档.淘汰锚固性能差的刻痕钢丝；应用极少的热处理钢筋不再列入。,30,6 淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋，提出钢筋延性（极限应变）的要求,普通纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335、HPB300和RRB400钢筋；预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝和预应力螺纹钢筋；普通箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500钢筋；也可采用HRB335、HRBF335和HPB300钢筋。,31,【说明】根据钢筋产品标准的修改，不再限制钢筋材料的化学成分，而按性能确定钢筋的牌号和强度级别。根据节材、減耗及对性能的要求，本次规范修订淘汰低强钢筋，强调应用高强、高性能钢筋。根据混凝土构件对受力的性能要求，建议了各种牌号钢筋的用途。(1)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335 MPa 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。,32,【说明】(2)采用低合金化而提高强度的HRB 系列热轧带肋钢筋具有较好的延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性。(3)为节约合金资源，降低价格，列入靠控温轧制而具有一定延性的HRBF 系列细晶粒热轧带肋钢筋，但宜控制其焊接工艺以避免影响其力学性能。(4)余热处理钢筋（RRB）由轧制的钢筋经高温淬水，余热处理后提高强度。其可焊性、机械连接性能及施工适应性均稍差，须控制其应用范围。一般可在对延性及加工性能要求不高的构件中使用，如基础、大体积混凝土以及跨度及荷载不大的楼板、墙体中应用。(5)增加预应力筋的品种：增补高强、大直径的钢铰线；列入大直径预应力螺纹钢筋(精轧螺纹钢筋)；列入了中强预应力钢丝以补充中强度预应力筋的空缺；淘汰锚固性能很差的刻痕钢丝；应用很少的预应力热处理钢筋不再列入。,33,6 淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋，提出钢筋延性（极限应变）的要求,表4.2.3-1 普通钢筋强度标准值（N/mm2）,34,【说明】鉴于钢筋及预应力筋延性对结构安全的重要影响，本次修订参考国际标准列入钢筋最大力下总伸长率gt（极限应变均匀伸长率）的要求，其即为钢筋标准中的Agt。本规范的要求与现行国家标准钢筋混凝土用钢GB 1499、预应力混凝土用钢丝GB/T 5223 等的指标相同。钢筋的延伸率：指钢筋试件上标距为10 d 或5 d 范围内的 极限伸长率（包括颈缩在内）最大力下总伸长率gt：指钢筋试件上标距为10 d 范围以 外不小于100mm范围内的均匀伸长率,35,7 补充完善机械锚固方法,8.3.3 当纵向受拉普通钢筋末端采用钢筋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0.6 倍。钢筋弯钩和机械锚固的形式和技术要求应符合表8.3.3 及图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,36,图8.3.3 钢筋弯钩和机械锚固的形式和技术要求,（a）90弯钩（b）135弯钩（c）一侧贴焊锚筋,（d）两侧贴焊锚筋（e）穿孔塞焊锚板（f）螺栓锚头,37,8 其他修订内容,扩充了结构分析内容调整了斜截面受剪承载力计算（箍筋用钢量增加约25%）增加了拉扭和拉、弯、剪、扭构件受扭及剪扭承载力计算公式修改了受冲切承载力计算公式（02规范公式保守）调整了裂缝宽度和构件挠度的荷载组合取值现浇混凝土空心楼板的构造规定调整了张拉控制应力，增加无粘结预应力混凝土有关内容调整了确定结构的抗震等级一些参数,38,GB50204修订概况,GB50204-2002（2011年版）是局部修订，修订后仍沿用原标准年号，自2011年8月1日起实施，仅经此次修改的原条文同时废止。其他未动条文仍继续有效。执行原则：2011年8月1日起必须实施说明：本次局部修订共修订了3个条文，增加的1个条文，均与钢筋有关，涉及钢筋原材料的检验、检测、加工，基本不涉及图纸内容修改和施工工艺改变，可以立即执行到位。,39,修订背景,前一段时间，国内市场上出现了采用冷拔、超常冷拉、反复弯曲张拉设备违规张拉钢筋现象，制造“瘦身”钢筋，增加使用长度，降低了钢筋力学性能，给建设工程留下了质量隐患。与新颁布的相关国家标准进行了协调，增加了钢筋的种类。与新版混凝土结构设计规范GB50010-2010和建筑抗震设计规范GB50011-2010统一，完善了抗震设防要求的结构的纵向钢筋的技术参数要求。,40,主要修订内容,本次局部修订共修订了3个条文，增加了1个条文，均与钢筋相关，具体为：（1）钢筋原材料的强制性规定修改2条；（2）对调直钢筋的性能质量规定增加1条；（3）钢筋调直加工的一般性规定修改1条。,41,修订条款,钢筋原材料的强制规定修改的2条【2002 版】5.2.1钢筋进场时，应按现行国家标准钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。【2011版】5.2.1钢筋进场时，应按国家现行相关标准的规定抽取试件作力学性能和重量偏差检验，检验结果必须符合有关标准的规定。,42,修订条款的理解,2011版规范在2002版基础在增加了重量偏差检验，指所有进场钢筋在进场报验时，应同时提供力学性能和重量偏差复验报告，二者缺一不可。钢筋材料标准钢筋混凝土用钢第1部分热轧光圆钢筋GB1499.1-2008、钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋GB1499.2-2007规定了各种钢筋直径允许偏差，但都明确了当钢筋的实际重量与理论重量偏差符合规定时，钢筋直径允许偏差不作为交货条件。,43,修订条款,钢筋原材料的强制规定修改的2条【2002 版】5.2.2对有抗震设防要求的框架结构，其纵向受力钢筋的强度应满足设计要求；当设计无具体要求时，对一、二级抗震等级，检验所得的强度实测值应符合下列规定：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强度标准值的比值不应大于1.3。【2011 版】5.2.2对有抗震设防要求的结构，其纵向受力钢筋的性能应满足设计要求；当设计无具体要求时，对一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件（含梯段）中的纵向受力钢筋应采用HRB335E、HRB400E、HRB500E、HRBF335E、HRBF400E或HRBF500E钢筋，其强度和最大力下总伸长率的实测值应符合下列规定：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；(结构某关键部位出现较大塑性变形或塑性铰后，钢筋在大变形条件下有足够的强度硬化过程，保证构件有足够的承载力)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1.3；(保证“强柱弱梁”、“强剪弱弯”的要求能实现)3 钢筋的最大力下总伸长率不应小于9%。(保证在大地震变形下，钢筋有足够的变形能力),44,修订条款的理解,45,修订条款的理解,特别说明 根据钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋GB1499.2-2007表6规定，普通带肋钢筋的最大力下总伸长率Agt的交货检验标准为不小于7.5%，而【2011版】5.2.2条一、二、三级抗震等级的纵向钢筋要求Agt不小于9%，因此，可能会出现满足交货条件的合格钢筋不符合抗震要求而不能使用的现象。因而新版规范规定有较高抗震要求的结构“应采用”专门为满足5.2.2条性能要求生产的牌号带“E”的钢筋。根据【2011版】5.2.2条条文说明，框架指的是框架梁、框架柱、框支梁、框支柱及板柱-抗震墙的柱等，斜撑构件（含梯段）指的是伸臂桁架的斜撑、楼梯的梯段等。纵向受力钢筋应是上述构件中的长向受力钢筋，不包括箍筋。,46,修订条款,对调直钢筋的性能质量规定增加的1条 5.3.2A 钢筋调直后应进行力学性能和重量偏差的检验，其强度应符合有关标准的规定。盘卷钢筋和直条钢筋调直后的断后伸长率、重量负偏差应符合表5.3.2.A的规定。采用无延伸功能的机械设备调直的钢筋，可不进行本条规定的检验。表5.3.2A 盘卷钢筋和直条钢筋调直后的断后延长率、重量负偏差要求,47,修订条款,钢筋调直加工的一般性规定修改的1条【2002 版】5.3.3钢筋调直宜采用机械方法，也可采用冷拉方法。当采用冷拉方法调直钢筋时，HPB235级的钢筋的冷拉率不宜大于4%，HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋的冷拉率不宜大于1%。【2011 版】5.3.3钢筋宜采用无延伸功能的机械设备进行调直，也可采用冷拉方法调直。当采用冷拉方法调直钢筋时，HPB235、HPB300光圆钢筋的冷拉率不宜大于4%，HRB335、HRB400、HRB500、HRBF335、HRBF400、HRB500和RRB400带肋钢筋的冷拉率不宜大于1%。,48,修订条款的理解,综合5.3.2A条增加条款和5.3.3修改条款可以得出：（1）钢筋调直有两种方式：无延伸功能的机械设备调直、冷拉调直。不允许采用冷拔、反复弯曲张拉设备张拉钢筋。（2）采用无延伸功能的机械设备调直的钢筋，调直后可以不进行检验；采用冷拉调直的钢筋，调直后应进行力学性能和重量偏差的检验。结合5.2.1条，采用冷拉调直钢筋应在钢筋进场时和调直后，进行两次检验。第一次检验保证钢筋原材料质量，第二次检验保证钢筋加工质量。（3）调直原理不清晰,在不能明确调直设备是否有延伸功能的情况下，应从严要求，参照冷拉调直钢筋要求进行二次检验。,49,修订条款的理解,从表5可以看出，光圆钢筋，调直后断后延长率可减少4%，重量允许偏差增加3%；带肋钢筋后断后延长率可减少1%，重量允许偏差增加1%。5.3.3条规定当采用冷拉方法调直时，光圆钢筋的冷拉率不宜大于4%，带肋钢筋不宜大于1%。调直后的性能指标下降率与允许冷拉率基本相符。现场钢筋的冷拉率一般不易直接测量，可通过调直后的力学性能和重量偏差检测间接判定冷拉率是否符合要求。表5 盘卷钢筋和直条钢筋调直前后的断后延长率、重量负偏差要求,