钢筋混凝土结构设计规范范文.docx

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钢筋混凝土结构设计规范范文

　　钢筋混凝土结构设计规范篇一:

钢筋混凝土结构设计规范

　　钢筋混凝土结构设计规范篇二:

混凝土结构设计规范

　　第1章总则

　　1．0．1本次修订根据多年来的工程经验和研究成果，并总结了上一版规范的应用情况和存在问题，贯彻国家“四节一环保”的技术政策，对部分内容进行了补充和调整。

适当扩充了混凝土结构耐久性的相关内容；引入了强度级别为500MPa级的热轧带肋钢筋；对承载力极限状态计算方法、正常使用极限状态验算方法进行了改进；完善了部分结构构件的构造措施；补充了结构防连续倒塌和既有结构设计的相关内容等。

　　本次修订继承上一版规范为实现房屋、铁路、公路、港口和水利水电工程混凝土结构共性技术问题设计方法统一的原则，修订力求使本规范的共性技术问题能进一步为各行业规范认可。

　　1．0．2本次修订补充了对结构防连续倒塌设计和既有结构设计的基本原则，同时增加了无粘结预应力混凝土结构的相关内容。

　　对采用陶粒、浮石、煤矸石等为骨料的轻骨料混凝土结构，应按专门标准进行设计。

　　设计下列结构时，尚应符合专门标准的有关规定

　　1超重混凝土结构、防辐射混凝土结构、耐酸（碱）混凝土结构等；

　　2修建在湿陷性黄土、膨胀土地区或地下采掘区等的结构；

　　3结构表面温度高于100℃或有生产热源且结构表面温度经常高于60℃的结构；

　　4需作振动计算的结构。

　　1．0．3本规范依据工程结构以及建筑结构的可靠性统一标准修订。

本规范的内容是基于现阶段混凝土结构设计的成熟做法和对混凝土结构承载力以及正常使用的最低要求。

当结构受力情况、材料性能等基本条件与本规范的编制依据有出入时，则需根据具体情况通过专门试验或分析加以解决。

　　1．0．4本规范与相关的标准、规范进行了合理的分工和衔接，执行时尚应符合相关标准、规范的规定。

　　第2章术语、符号

　　1术语

　　2．1．1混凝土结构concretestructure

　　以混凝土为主制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。

　　2．1．2素混凝土结构plainconcretestructure

　　无筋或不配置受力钢筋的混凝土结构。

　　2．1．3普通钢筋steelbar

　　用于混凝土结构构件中的各种非预应力筋的总称。

　　2．1．4预应力筋prestressingtendonand/orbar

　　用于混凝土结构构件中施加预应力的钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋等的总称。

　　2．1．5钢筋混凝土结构reinforcedconcretestructure

　　配置受力普通钢筋的混凝土结构。

　　2．1．6预应力混凝土结构prestressedconcretestructure

　　配置受力的预应力筋，通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构。

　　2．1．7现浇混凝土结构cast-in-situconcretestructure

　　在现场原位支模并整体浇筑而成的混凝土结构。

　　2．1．8装配式混凝土结构precastconcretestructure

　　由预制混凝土构件或部件装配、连接而成的混凝土结构。

　　2．1．9装配整体式混凝土结构assembledmonolithicconcretestructure

　　由预制混凝土构件或部件通过钢筋、连接件或施加预应力加以连接，并在连接部位浇筑混凝土而形成整体受力的混凝土结构。

　　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。

　　2．1．11深受弯构件deepflexuralmember

　　跨高比小于5的受弯构件。

　　2．1．12深梁deepbeam

　　跨高比小于2的简支单跨梁或跨高比小于5的多跨连续梁。

　　2．1．13先张法预应力混凝土结构pretensionedprestressedconcretestructure

　　在台座上张拉预应力筋后浇筑混凝土，并通过放张预应力筋由粘结传递而建立预应力的混凝土结构。

　　2．1．14后张法预应力混凝土结构post-tensionedprestressedconcretestructure

　　浇筑混凝土并达到规定强度后，通过张拉预应力筋并在结构上锚固而建立预应力的混凝土结构。

　　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

　　根据结构设计需求而采取的分割混凝土结构间隔的总称。

　　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。

　　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符号

　　第3章基本设计规定

　　1一般规定

　　3．1．1为满足建筑方案并从根本上保证结构安全，设计的内容应在以构件设计为主的基础上扩展到考虑整个结构体系的设计。

本次修订补充有关结构设计的基本要求，包括结构方案、内力分析、截面设计、连接构造、耐久性、施工可行性及特殊工程的性能设计等。

　　3．1．2本规范根据现行国家标准《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的规定，采用概率极限状态设计方法，以分项系数的形式表达。

包括结构重要性系数、荷载分项系数、材料性能分项系数（材料分项系数，有时直接以材料的强度设计值表达）、抗力模型不定性系数（构件承载力调整系数）等。

对难于定量计算的间接作用和耐久性等，仍采用基于经验的定性方法进行设计。

　　本规范中的荷载分项系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定取用。

　　3．1．3对混凝土结构极限状态的分类系根据《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153确定的。

极限状态仍分为两类，但内容比原规范有所扩大在承载能力极限状态中增加了结构防连续倒塌的内容；在正常使用极限状态中增加了楼盖舒适度的要求。

　　3．1．4本条规定了确定结构上作用的原则，直接作用根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009确定；地震作用根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011确定；对于直接承受吊车荷载的构件以及预制构件、现浇结构等，应按不同工况确定相应的动力系数或施工荷载。

　　对于混凝土结构的疲劳问题，主要是吊车梁构件的疲劳验算。

其设计方法与吊车的工作级别和材料的疲劳强度有关，近年均有较大变化。

当设计直接承受重级工作制吊车的吊车梁时，建议根据工程经验采用钢结构的形式。

　　本次修订增加了对间接作用的规定。

间接作用包括温度变化、混凝土收缩与徐变、强迫位移、环境引起材料性能劣化等造成的影响，设计时应根据有关标准、工程特点及具体情况确定，通常仍采用经验性的构造措施进行设计。

　　对于罕遇自然灾害以及爆炸、撞击、火灾等偶然作用以及非常规的特殊作用，应根据有关标准或由具体条件和设计要求确定。

　　3．1．5混凝土结构的安全等级由现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153确定。

本条仅补充规定可以根据实际情况调整构件的安全等级。

对破坏引起严重后果的重要构件和关键传力部位，宜适当提高安全等级、加大构件重要性系数；对一般结构中的次要构件及可更换构件，可根据具体情况适当降低其重要性系数。

　　3．1．6设计应根据现有技术条件（材料、工艺、机具等）考虑施工的可行性。

对特殊结构，应提出控制关键技术的要求，以达到设计目标。

　　3．1．7各类建筑结构的设计使用年限并不一致，应按《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068的规定取用，相应的荷载设计值及耐久性措施均应依据设计使用年限确定。

改变用途和使用环境（如超载使用、结构开洞、改变使用功能、使用环境恶化等）的情况均会影响其安全及使用年限。

任何对结构的改变（无论是在建结构或既有结构）均须经设计许可或技术鉴定，以保证结构在设计使用年限内的安全和使用功能。

　　2结构方案

　　3承载能力极限状态计算

　　4正常使用极限状态验算

　　5耐久性设计

　　6防连续倒塌设计原则

　　7既有结构设计原则

　　第4章材料

　　1混凝土　　第1条

　　混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。

立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

　　第2条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；采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。

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。

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。

　　第3条混凝土轴心抗压强度的标准值fck应按表3-1采用；轴心抗拉强度的标准值ftk应按表3-2采用

　　表3-1混凝土轴心抗压强度标准值（N/m㎡）

　　强度

　　混凝土强度等级

　　C15

　　C20

　　C25

　　C30

　　C35

　　C40

　　C45

　　C50

　　C55

　　C60

　　C65

　　C70

　　C75

　　C80

　　fck

　　10.0

　　14

　　17

　　20.1

　　24

　　28

　　26

　　34

　　35

　　35

　　45

　　45

　　44

　　50.2

　　表3-2混凝土轴心抗压强度标准值（N/m㎡）

　　强度

　　混凝土强度等级

　　C15

　　C20

　　C25

　　C30

　　C35

　　C40

　　C45

　　C50

　　C55

　　C60

　　C65

　　C70

　　C75

　　C80

　　ftk

　　27

　　54

　　78

　　01

　　20

　　39

　　51

　　64

　　74

　　85

　　93

　　99

　　05

　　11

　　第4条混凝土轴心抗压强度的设计值fc应按表3-1采用；轴心抗拉强度的设计值ft应按表3-2采用

　　表4-1混凝土轴心抗压强度标准值（N/m㎡）

　　强度

　　混凝土强度等级

　　C15

　　C20

　　C25

　　C30

　　C35

　　C40

　　C45

　　C50

　　C55

　　C60

　　C65

　　C70

　　C75

　　C80

　　fc

　　2

　　6

　　19

　　13

　　17

　　11

　　21

　　21

　　23

　　25

　　27

　　38

　　38

　　39

　　表4-2混凝土轴心抗拉强度标准值（N/m㎡）

　　强度

　　混凝土强度等级

　　C15

　　C20

　　C25

　　C30

　　C35

　　C40

　　C45

　　C50

　　C55

　　C60

　　C65

　　C70

　　C75

　　C80

　　ft

　　0.91

　　10

　　27

　　43

　　57

　　71

　　80

　　89

　　96

　　04

　　09

　　14

　　18

　　22

　　第5条混凝土受压和受拉的弹性模量Ec宜按表4．1．5采用。

　　混凝土的剪切变形模量GC可按相应弹性模量值的40%采用。

　　混凝土泊松比vc可按0.2采用。

　　强度

　　C15

　　C20

　　C25

　　C30

　　C35

　　C40

　　C45

　　C50

　　C55

　　C60

　　C65

　　C70

　　C75

　　C80

　　Ec

　　20

　　55

　　80

　　00

　　15

　　25

　　35

　　45

　　55

　　60

　　65

　　70

　　75

　　80

　　注1当有可靠试验依据时，弹性模量可根据实测数据确定；

　　2当混凝土中掺有大量矿物掺命料时，弹性模量可按规定龄期根据实测数据确定。

　　第6条混凝土轴心抗压疲劳强度设计值、轴心抗拉疲劳强度设计值应分别按表4．1．4—1、表4．1．4—2中的强度设计值乘疲劳强度修正系数γρ确定。

混凝土受压或受拉疲劳强度修正系数γρ应根据疲劳应力比值分别按表4．1．6—1、表4．1．6—2采用；当混凝土承受拉-压疲劳应力作用时，疲劳强度修正系数γρ取0.60。

　　疲劳应力比值应按下列公式计算第7条混凝土疲劳变形模量Ec应按表7采用。

　　第8条当温度在0℃到100℃范围内时，混凝土线膨胀系数αc可采用1×10/℃。

　　混凝土泊松比νc可采用0.2。

　　混凝土剪变模量Gc可按表5中混凝土弹性模量的0.4倍采用。

　　2钢筋

　　第5章结构分析

　　1基本原则　　第1条

　　结构按承载能力极限状态计算和按正常使用极限状态验算时，应按国家现行有关标准规定的作用（荷载）对结构的整体进行作用（荷载）效应分析；必要时，尚应对结构中受力状况特殊的部分进行更详细的结构分析。

　　第2条当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时，应分别进行结构分析，并确定其最不利的作用效应组合。

　　结构可能遭遇火灾、爆炸、撞击等偶然作用时，尚应按国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析。

　　第3条结构分析所需的各种几何尺寸，以及所采用的计算图形、边界条件、作用的取值与组合、材料性能的计算指标、初始应力和变形状况等，应符合结构的实际工作状况，并应具有相应的构造保证措施。

　　结构分析中所采用的各种简化和近似假定，应有理论或试验的依据，或经工程实践验证。

计算结果的准确程度应符合工程设计的要求。

　　第4条结构分析应符合下列要求

　　1应满足力学平衡条件；

　　2应在不同程度上符合变形协调条件，包括节点和边界的约束条件；

　　3应采用合理的材料或构件单元的本构关系。

　　第5条结构分析时，宜根据结构类型、构件布置、材料性能和受力特点等选择下列方法

　　--线弹性分析方法；

　　--考虑塑性内力重分布的分析方法；

　　--塑性极限分析方法；

　　--非线性分析方法；

　　--试验分析方法。

　　第6条结构分析所采用的电算程序应经考核和验证，其技术条件应符合本规范和有关标准的要求。

　　对电算结果，应经判断和校核；在确认其合理有效后，方可用于工程设计。

　　2分析模型

　　3弹性分析

　　4塑性内力重分布分析

　　5弹塑性分析

　　6塑性极限分析

　　7间接作用分析

　　第6章预应力混凝土结构构件计算要求

　　1一般规定

　　第1条预应力混凝土结构构件，除应根据使用条件进行承载力计算及变形、抗裂、裂缝宽度和应力验算外，尚应按具体情况对制作、运输及安装等施工阶段进行验算。

　　当预应力作为荷载效应考虑时，其设计值在本规范有关章节计算公式中给出。

对承载能力极限状态，当预应力效应对结构有利时，预应力分项系数应取0；不利时应取2。

对正常使用极限状态，预应力分项系数应取0。

　　第2条当通过对一部分纵向钢筋施加预应力已能使构件符合裂缝控制要求时，承载力计算所需的其余纵向钢筋可采用非预应力钢筋。

非预应力钢筋宜采用HRB400级、HRB335级钢筋，也可采用RRB400级钢筋。

　　第3条预应力钢筋的张拉控制应力值σcon不宜超过表3规定的张拉控制应力限值，且不应小于0.4fptk.

　　当符合下列情况之一时，表3中的张拉控制应力限值可提高0.05fptk:

　　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钢筋；

　　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钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。

　　张拉控制应力限值

　　表3

　　钢筋种类

　　张拉方法

　　先张法

　　后张法

　　消除应力钢丝、纲绞线

　　0.75fptk

　　0.75fptk

　　热处理钢筋

　　0.70fptk

　　0.65fptk

　　第4条施加预应力时，所需的混凝土立方体抗压强度应经计算确定，但不宜低于设计混凝土强度等级值的75%。

　　第5条由预加力产生的混凝土法向应力及相应阶段预应力钢筋的应力，可分别按下列公式计算

　　1先张法构件

　　由预加力产生的混凝土法向应力

　　（5-1）

　　相应阶段预应力钢筋的有效预应力

　　σpe=σcon-σl-αEσpc

　　（5-2）

　　预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力

　　σp0=σcon-σl

　　（5-3）

　　2后张法构件

　　由预应力产生的混凝土法向应力

　　（5-4）

　　相应阶段预应力钢筋的有效预应力

　　σpe=σcon-σl

　　（5-5）

　　预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力

　　σp0=σcon-σl+αEσpc

　　（5-6）

　　式中

　　An--净截面面积，即扣除孔道、凹槽等削弱部分以外的混凝土全部截面面积及纵向非预应力钢筋截面面积换算成混凝土的截面面积之和；对由不同混凝土强度等级组成的截面，应根据混凝土弹性模量比值换算成同一混凝土强度等级的截面面积；

　　A0--换算截面面积包括净截面面积以及全部纵向预应力钢筋截面面积换算成混凝土的截面面积；

　　I0、In--换算截面惯性矩、净截面惯性矩；

　　ep0、epn--换算截面重心、净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离，按本规范第6条的规定计算；

　　y0、yn--换算截面重心、净截面重心至所计算纤维处的距离；

　　σl--相应阶段的预应力损失值，按本规范第1条至7条的规定计算；

　　αE--钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值αE=Es/Ec,此处，Es按本规范表4采用，Ec按本规范表5采用；

　　Np0、Np--先张法构件、后张法构件的预应力钢筋及非预应力钢筋的合力，按本规范第6条计算；

　　M2--由预加力Np在后张法预应力混凝土超静定结构中产生的次弯矩，按本规范第7条的规定计算。

　　注1在公式（5-1）、（5-4）中，右边第二、第三项与第一项的应力方向相同时取加号，相反时取减号；公式（5-2）、（5-6）适用于σpc为压应力的情况，当σpc为拉应力时，应以负值代入；

　　2在设计中宜采取措施避免或减少柱和墙等约束构件对梁、板预应力效果的不利影响。

　　第6条预应力钢筋及非预应力钢筋的合力以及合力点的偏心距（图6）宜按下列公式计算

　　1先张法构件

　　Np0=σp0Ap+σ"p0A"p-σl5As-σ"l5A"s

　　（6-1）

　　（6-2）

　　2后张法构件

　　Np=σpeAp+σ"peA"p-σl5As-σ"l5A"s

　　（6-3）

　　（6-4）

　　式中

　　σp0、σ"p0--受拉区、受压区预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力；

　　σpe、σ"pe--受拉区、受压区预应力钢筋的有效预应力；

　　Ap、A"p--受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积；

　　As、A"s--受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积；

　　yp、y"p--受拉区、受压区预应力合力点至换算截面重心的距离；

　　ys、y"s--受拉区、受压区非预应力钢筋重心至换算截面重心的距离；

　　σl5、σ"l5--受拉区、受压区预应力钢筋在各自合力点处混凝土收缩和徐变引起的预应力损失值，按本规范第5条的规定计算；

　　ypn、y"pn--受拉区、受压区预应力合力点至净截面重心的距离；

　　ysn、y"sn--受拉区、受压区非预应力钢筋重心至净截面重心的距离。

　　注当公式（6-1）至公式（6-4）中的A"p=0时，可取式中σ"l5=0。

　　第7条后张法预应力混凝土超静定结构，在进行正截面受弯承载力计算及抗裂验算时，在弯矩设计值中次弯矩应参与组合；在进行斜截面受剪承载力计算及抗裂验算时，在剪力设计值中次剪力应参与组合。

　　次弯矩、次剪力及其参与组合的计算应符合下列规定

　　1按弹性分析计算时，次弯矩M2宜按下列公式计算

　　M2=Mr-M1

　　（7-1）

　　M1=Npepn

　　（7-2）

　　式中

　　Np--预应力钢筋及非预应力钢筋的合力，按本规范公式（6-3）计算；

　　epn--净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离，按本规范公式（6-4）计算；

　　M1--预加力NP对净截面重心偏心引起的弯距值；

　　Mr--由预加力NP的等效荷载在结构构件截面上产生的弯矩值。

　　次剪力宜根据构件各截面次弯矩的分布按结构力学方法计算。

　　2在对截面进行受弯及受剪承载力计算时，当参与组合的次弯矩、次剪力对结构不利时，预应力分项系数应取2；有利时应取0。

　　3在对截面进行受弯及受剪的抗裂验算时，参与组合的次弯矩和次剪力的预应力分项系数应取0。

　　第8条对后张法预应力混凝土框架梁及连续梁，在满足本规范第5节纵向受力钢筋最小配筋率的条件下，当截面相对受压区高度ζ≤0.3时，可考虑内力重分布，支座截面矩可按10%调幅，并应满足正常使用极限状态验算要求；当ζ>0.3时，不应考虑内力重分布。

此处，ζ应按本规范第7章的规定计算。

　　第9条先张法构件预应力钢筋的预应力传递长度ltr应按下列公式计算

　　ltr=αd

　　（9）

　　式中

　　σpe--放张时预应力钢筋的有效预应力；

　　d--预应力钢筋的公称直径，按本规范附录B采用；

　　α--预应力钢筋的外形系数，按本规范表1采用；

　　f"tk--与放张时混凝土立方体抗压强度f"cu相应的轴心抗拉强度标准值，按本规范表3以线性内插法确定。

　　当采用骤然放松预应力钢筋的施工工艺时，ltr的起点应从距构件末端0.25ltr处开始计算。

　　第10条计算先张法预应力混凝土构件端部锚固区的正截面和斜截面受弯承载力时，锚固长度范围内的预应力钢筋抗拉强度设计值在锚固起点处应取为零，在锚固终点处应取为fpy,两点之间可按线性内插法确定。

预应力钢筋的锚固长度la应按本规范第1条确定。

　　第11条预应力混凝土结构构件的施工阶段，除应进行承载能力极限状态验算外，对预拉区不允许出现裂缝的构件或预压时全截