混凝土结构设计规范-新讲解分析优秀PPT.ppt
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1、混凝土结构设计规范GB 50010-2010新增讲解新增讲解梁兴文梁兴文西安建筑科技高校西安建筑科技高校1 修订概况修订概况u 2007 2007年年2 2月月8 8日日 第一次全体工作会议(北京)第一次全体工作会议(北京)u 成立修订组,分工。成立修订组,分工。本校参与:本校参与:u “结构分析,承载力计算,结构构件抗震设结构分析,承载力计算,结构构件抗震设 计计”修订修订 u 2008 2008年年8 8月月25302530日日 其次次全体工作会议(成都)其次次全体工作会议(成都)u 探讨征求看法初稿,对各部分提出修订看法探讨征求看法初稿,对各部分提出修订看法u20082008年年1212
2、月月8989日日 第三次全体工作会议(北京)第三次全体工作会议(北京)u 探讨初稿,形成征求看法稿探讨初稿,形成征求看法稿u20092009年年1111月月2929日日1212月月2 2日日 第四次全体工作会议(北京)第四次全体工作会议(北京)u 探讨送审初稿,形成送审稿探讨送审初稿,形成送审稿2章节组成章节组成13 13 总则;术语、符号;基本计算规定总则;术语、符号;基本计算规定总则;术语、符号;基本计算规定总则;术语、符号;基本计算规定4 4 材料材料材料材料5 5 结构分析结构分析结构分析结构分析6 6 承载实力极限状态计算承载实力极限状态计算承载实力极限状态计算承载实力极限状态计算7
3、 7 正常运用极限状态验算正常运用极限状态验算正常运用极限状态验算正常运用极限状态验算8 8 构造规定构造规定构造规定构造规定9 9 结构构件的基本规定结构构件的基本规定结构构件的基本规定结构构件的基本规定10 10 预应力混凝土结构构件(一般规定,损失值计算,预应力混凝土结构构件(一般规定,损失值计算,预应力混凝土结构构件(一般规定,损失值计算,预应力混凝土结构构件(一般规定,损失值计算,构造规定)构造规定)构造规定)构造规定)11 11 混凝土结构构件抗震设计混凝土结构构件抗震设计混凝土结构构件抗震设计混凝土结构构件抗震设计附录附录附录附录AKAK(1010个)个)个)个)3偏心受压构件的
4、二阶效应(偏心受压构件的二阶效应(1)效应:竖向力在产生了侧移的结构中引起的附加侧移和效应:竖向力在产生了侧移的结构中引起的附加侧移和附加内力(也称结构侧移引发的二阶效应)。附加内力(也称结构侧移引发的二阶效应)。用结构分析解决用结构分析解决有限元分析(计算机分析);增大系数法有限元分析(计算机分析);增大系数法 效应:轴压力在产生了挠曲的杆件中引起的附加挠度和效应:轴压力在产生了挠曲的杆件中引起的附加挠度和附加内力附加内力(杆件自身挠曲引起的二阶效应)(杆件自身挠曲引起的二阶效应)第一类:第一类:“运用构件折减刚度的考虑二阶效应的结构弹性分析运用构件折减刚度的考虑二阶效应的结构弹性分析方法方
5、法”(亦称(亦称“考虑几何非线性的弹性有限元法考虑几何非线性的弹性有限元法”););其次类:其次类:“柱偏心距增大系数法柱偏心距增大系数法”(或称(或称“法法”););第三类:第三类:“层增大系数法层增大系数法”或或“整体增大系数法整体增大系数法”。第一类方法:较全面合理;其次、三类方法:基本等效第一类方法:较全面合理;其次、三类方法:基本等效4偏心受压构件的二阶效应偏心受压构件的二阶效应问题:按问题:按问题:按问题:按“层增大系数法层增大系数法层增大系数法层增大系数法”或或或或“整体增大系数法整体增大系数法整体增大系数法整体增大系数法”计算后,计算后,计算后,计算后,是否需考虑是否需考虑是否
6、需考虑是否需考虑 效应?(一些软件二者均考虑)效应?(一些软件二者均考虑)效应?(一些软件二者均考虑)效应?(一些软件二者均考虑)现行方法:现行方法:现行方法:现行方法:法仅适用于法仅适用于法仅适用于法仅适用于有侧移框架结构有侧移框架结构有侧移框架结构有侧移框架结构,其他结构中的柱,其他结构中的柱,其他结构中的柱,其他结构中的柱如何考虑?如何考虑?如何考虑?如何考虑?解决方法解决方法解决方法解决方法:两种二阶效应分开考虑两种二阶效应分开考虑两种二阶效应分开考虑两种二阶效应分开考虑 效应:计算机计算效应:计算机计算效应:计算机计算效应:计算机计算“考虑几何非线性的弹性有限元法考虑几何非线性的弹性
7、有限元法考虑几何非线性的弹性有限元法考虑几何非线性的弹性有限元法”手算手算手算手算“层增大系数法层增大系数法层增大系数法层增大系数法”或或或或“整体增大系数法整体增大系数法整体增大系数法整体增大系数法”效应:效应:效应:效应:法(计算长度取支承长度)法(计算长度取支承长度)法(计算长度取支承长度)法(计算长度取支承长度)5 效应的增大系数法 对未考虑二阶效应的一阶弹性分析所得的构件端弯矩以及层对未考虑二阶效应的一阶弹性分析所得的构件端弯矩以及层对未考虑二阶效应的一阶弹性分析所得的构件端弯矩以及层对未考虑二阶效应的一阶弹性分析所得的构件端弯矩以及层间位移乘以增大系数进行计算:间位移乘以增大系数进
8、行计算:间位移乘以增大系数进行计算:间位移乘以增大系数进行计算:引起结构侧移荷载引起结构侧移荷载引起结构侧移荷载引起结构侧移荷载产生的一阶弹性分析构件端弯矩;产生的一阶弹性分析构件端弯矩;产生的一阶弹性分析构件端弯矩;产生的一阶弹性分析构件端弯矩;:不引起结构侧移荷载不引起结构侧移荷载不引起结构侧移荷载不引起结构侧移荷载产生的一阶弹性分析构件端弯矩。产生的一阶弹性分析构件端弯矩。产生的一阶弹性分析构件端弯矩。产生的一阶弹性分析构件端弯矩。效应只增大效应只增大效应只增大效应只增大引起结构侧移的杆端弯矩引起结构侧移的杆端弯矩引起结构侧移的杆端弯矩引起结构侧移的杆端弯矩,而不增大不引,而不增大不引,
9、而不增大不引,而不增大不引起结构侧移的杆端弯矩。起结构侧移的杆端弯矩。起结构侧移的杆端弯矩。起结构侧移的杆端弯矩。6框架结构框架结构框架结构框架结构中,所计算楼层各柱的中,所计算楼层各柱的中,所计算楼层各柱的中,所计算楼层各柱的 可按下列公式计可按下列公式计可按下列公式计可按下列公式计算(算(算(算(层增大系数法层增大系数法层增大系数法层增大系数法):):):):剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构中的中的中的中的 可按下列公式计算(可按下列公式计算(可按下列公式计算(可按下列公式计算(
10、整体增大系数法整体增大系数法整体增大系数法整体增大系数法):):):):7排架结构的二阶效应排架结构的二阶效应对排架结构的二阶效应,近年来少有探讨,故仍接受原来的方对排架结构的二阶效应,近年来少有探讨,故仍接受原来的方对排架结构的二阶效应,近年来少有探讨,故仍接受原来的方对排架结构的二阶效应,近年来少有探讨,故仍接受原来的方法。法。法。法。公式公式公式公式注:注:注:注:柱的计算长度,与柱的计算长度,与柱的计算长度,与柱的计算长度,与0202规范取值相同;规范取值相同;规范取值相同;规范取值相同;考虑了两种二阶效应。考虑了两种二阶效应。考虑了两种二阶效应。考虑了两种二阶效应。8 效效应 考考虑
11、条条件:件:当当同一主同一主轴方向的杆端方向的杆端弯弯矩比矩比 不大于不大于0.9且且设计轴压比不大于比不大于0.9时,若,若构构件的件的长细比比满足下式的要求,可不考足下式的要求,可不考虑该方向方向构构件自身件自身挠曲曲产生的附加生的附加弯弯矩影矩影响响。同一主同一主轴方向的方向的弯弯矩矩设计值,确定,确定值较大端大端为 ,确确定定值较小端小端为 ,当构当构件按件按单曲率曲率弯弯曲曲时,为正,否正,否则为负;构构件的件的计算算长度,近似取偏心受度,近似取偏心受压构构件相件相应主主轴方向方向两两支支承点之承点之间的距离。的距离。9 计算方法:偏心受压构件,在其偏心方向上考虑杆件计算方法:偏心受
12、压构件,在其偏心方向上考虑杆件自身挠曲影响的限制截面弯矩设计值可按下列公式计算:自身挠曲影响的限制截面弯矩设计值可按下列公式计算:等代柱端弯矩的折减系数等代柱端弯矩的折减系数:当当 小于小于1.0时,取时,取 =1.0;对剪力墙类构件,可取对剪力墙类构件,可取 =1.0。注:此法与注:此法与ACI规范基本相同,仅此处系数用曲率表达。规范基本相同,仅此处系数用曲率表达。10斜截面受剪承载力计算(斜截面受剪承载力计算(2)n n现规范公式存在问题现规范公式存在问题现规范公式存在问题现规范公式存在问题n n 两个公式,国内外规范多数为一个公式,需统一。两个公式,国内外规范多数为一个公式,需统一。两个
13、公式,国内外规范多数为一个公式,需统一。两个公式,国内外规范多数为一个公式,需统一。n n n n 当集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力当集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力当集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力当集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的值占总剪力值的值占总剪力值的值占总剪力值的75%75%时,两个计算公式不连续,计算时,两个计算公式不连续,计算时,两个计算公式不连续,计算时,两个计算公式不连续,计算结果存在较大差异(最大差异结果存在较大差异(最大差异结果存在较大差异(最大差异结果存在较大差异(最大差异134%134%)。)。)。)。n n 与国外规
14、范相比,我国规范的受剪承载力计算值与国外规范相比,我国规范的受剪承载力计算值与国外规范相比,我国规范的受剪承载力计算值与国外规范相比,我国规范的受剪承载力计算值仍偏高(牢靠度水平偏低)。仍偏高(牢靠度水平偏低)。仍偏高(牢靠度水平偏低)。仍偏高(牢靠度水平偏低)。11 当仅配置箍筋时,矩形、当仅配置箍筋时,矩形、T T形和形和I I形截面受弯构件的形截面受弯构件的斜截面受剪承载力应符合下列规定:斜截面受剪承载力应符合下列规定:截面混凝土受剪承载力系数截面混凝土受剪承载力系数 对于对于一般受弯构件一般受弯构件取取0.7;对对集中荷载作用下的独立梁集中荷载作用下的独立梁,取,取 注:注:箍筋项前的
15、系数由箍筋项前的系数由1.25改为改为1.0;用钢量增加约;用钢量增加约25%。斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算 12双向受剪框架柱双向受剪框架柱斜截面受剪承载力计算(斜截面受剪承载力计算(3)当斜向荷载正交分解为当斜向荷载正交分解为当斜向荷载正交分解为当斜向荷载正交分解为 混凝土既在混凝土既在混凝土既在混凝土既在X X向全部用来反抗向全部用来反抗向全部用来反抗向全部用来反抗X X向剪力,又在向剪力,又在向剪力,又在向剪力,又在Y Y向全部用向全部用向全部用向全部用来反抗来反抗来反抗来反抗Y Y向剪力,重复计算了混凝土在两个主轴方向上的受剪向剪力,重复计算了混凝土在两个主轴方向上的受剪
16、向剪力,重复计算了混凝土在两个主轴方向上的受剪向剪力,重复计算了混凝土在两个主轴方向上的受剪承载力,过高地估计了混凝土的抗剪作用。承载力,过高地估计了混凝土的抗剪作用。承载力,过高地估计了混凝土的抗剪作用。承载力,过高地估计了混凝土的抗剪作用。由于每个主轴方向上的箍筋都可以用来反抗相应方向上由于每个主轴方向上的箍筋都可以用来反抗相应方向上由于每个主轴方向上的箍筋都可以用来反抗相应方向上由于每个主轴方向上的箍筋都可以用来反抗相应方向上的剪力,其抗力不必折减的剪力,其抗力不必折减的剪力,其抗力不必折减的剪力,其抗力不必折减 。13 有腹筋混凝土框架柱承受斜向水平荷载,将斜向水平荷载正有腹筋混凝土框
17、架柱承受斜向水平荷载,将斜向水平荷载正有腹筋混凝土框架柱承受斜向水平荷载,将斜向水平荷载正有腹筋混凝土框架柱承受斜向水平荷载,将斜向水平荷载正交分解后,按交分解后,按交分解后,按交分解后,按X X向和向和向和向和Y Y向受剪进行设计,重复计算了混凝土的受向受剪进行设计,重复计算了混凝土的受向受剪进行设计,重复计算了混凝土的受向受剪进行设计,重复计算了混凝土的受剪承载力,偏于担忧全。剪承载力,偏于担忧全。剪承载力,偏于担忧全。剪承载力,偏于担忧全。矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱,斜截面受剪承载力矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱,斜截面受剪承载力矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱,斜截面受剪
18、承载力矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱,斜截面受剪承载力应符合:应符合:应符合:应符合:在在在在x x轴、轴、轴、轴、y y轴方向的斜截面受剪承载力设计值、应按下列公式轴方向的斜截面受剪承载力设计值、应按下列公式轴方向的斜截面受剪承载力设计值、应按下列公式轴方向的斜截面受剪承载力设计值、应按下列公式计算:计算:计算:计算:双向受剪框架柱双向受剪框架柱斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算14增加了增加了增加了增加了拉扭拉扭拉扭拉扭和和和和拉、弯、剪、扭构件拉、弯、剪、扭构件拉、弯、剪、扭构件拉、弯、剪、扭构件受扭及剪扭承载力受扭及剪扭承载力受扭及剪扭承载力受扭及剪扭承载力计算公式(计算公式
19、(计算公式(计算公式(4 4)拉扭构件拉扭构件拉扭构件拉扭构件 拉、弯、剪、扭构件拉、弯、剪、扭构件拉、弯、剪、扭构件拉、弯、剪、扭构件与国内与国内与国内与国内2525个拉扭试件的试验结果比较,按公式的计算值与试验值个拉扭试件的试验结果比较,按公式的计算值与试验值个拉扭试件的试验结果比较,按公式的计算值与试验值个拉扭试件的试验结果比较,按公式的计算值与试验值之比的平均值为之比的平均值为之比的平均值为之比的平均值为0.9470.947(0.7550.7551.1891.189),是可以接受的。),是可以接受的。),是可以接受的。),是可以接受的。15 RC结构中接受高强钢筋(结构中接受高强钢筋(
20、HRB500,HRBF500),其用钢量),其用钢量一般由裂缝或变形限制,限制了高强钢筋的应用。一般由裂缝或变形限制,限制了高强钢筋的应用。按荷载效应的标准组合(按荷载效应的标准组合(PC)或准永久组合()或准永久组合(RC)并考虑长)并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度期作用影响的最大裂缝宽度(mm)可按下列公式计算:可按下列公式计算:标准组合一般用于不行逆正常运用极限状态;标准组合一般用于不行逆正常运用极限状态;频遇组合一般用于可逆正常运用极限状态;频遇组合一般用于可逆正常运用极限状态;准永久组合一般用在当长期效应是确定性因素时的正常运用极准永久组合一般用在当长期效应是确定性因素时的正常运用极
21、限状态。限状态。裂缝宽度计算(裂缝宽度计算(5)16 表表7.1.2-1 构件受力特征系数构件受力特征系数注:注:将系数将系数 由原来的由原来的2.1降低到降低到1.9;将标准组合改为准永久组合。将标准组合改为准永久组合。裂缝宽度约减小裂缝宽度约减小30%,可适应高强钢筋的应用。,可适应高强钢筋的应用。类类类类 型型型型 钢筋混凝土构件钢筋混凝土构件钢筋混凝土构件钢筋混凝土构件 预应力混凝土构件预应力混凝土构件预应力混凝土构件预应力混凝土构件 受弯、偏心受压受弯、偏心受压受弯、偏心受压受弯、偏心受压 1.91.9 (2.1)(2.1)1.51.5 偏偏偏偏 心心心心 受受受受 拉拉拉拉 2.4
22、2.4 轴轴轴轴 心心心心 受受受受 拉拉拉拉 2.72.7 2.22.2 17 完善规范的完整性,从以构件计算为主适当扩完善规范的完整性,从以构件计算为主适当扩展到展到整体结构的设计整体结构的设计,补充补充“结构方案结构方案”和和“结结构抗倒塌设计构抗倒塌设计”的原则(的原则(6)结构方案设计结构方案设计 混凝土混凝土结构的选型及布置结构的选型及布置 结构缝的设计原则结构缝的设计原则 结构构件的结构构件的连接和构造连接和构造 建筑、抗震、耐久、抗灾、节材等建筑、抗震、耐久、抗灾、节材等18结构抗倒塌设计(结构抗倒塌设计(7)设计表达式:混凝土结构在偶然作用下的防连续倒塌设计表达式:混凝土结构
23、在偶然作用下的防连续倒塌设计表达式:混凝土结构在偶然作用下的防连续倒塌设计表达式:混凝土结构在偶然作用下的防连续倒塌验算,应接受下列极限状态设计表达式:验算,应接受下列极限状态设计表达式:验算,应接受下列极限状态设计表达式:验算,应接受下列极限状态设计表达式:SAd SAd 偶然作用的效应组合设计值;偶然作用的效应组合设计值;偶然作用的效应组合设计值;偶然作用的效应组合设计值;RAd RAd偶然作用下的结构防连续倒塌的承载力函数,偶然作用下的结构防连续倒塌的承载力函数,偶然作用下的结构防连续倒塌的承载力函数,偶然作用下的结构防连续倒塌的承载力函数,依据结构的几何参数及材料强度标准值或平均值确定
24、。依据结构的几何参数及材料强度标准值或平均值确定。依据结构的几何参数及材料强度标准值或平均值确定。依据结构的几何参数及材料强度标准值或平均值确定。19 对于可能遭遇偶然作用,且倒塌可能引起于可能遭遇偶然作用,且倒塌可能引起严峻后果的重要混凝土峻后果的重要混凝土结构构,宜,宜进行行防防连续倒塌倒塌设计。混凝土混凝土结构构的防的防连续倒塌倒塌设计宜符合下列要求:宜符合下列要求:避避开开使使结构构中的中的关关键构构件干脆遭遇偶然作用;件干脆遭遇偶然作用;实行行减减小偶然作用效小偶然作用效应的措施;的措施;在在结构构简洁遭遇偶然作用影遭遇偶然作用影响响的的区区域增加冗余域增加冗余约束;束;增加疏散通道
25、、避增加疏散通道、避难空空间及及结构关构关键传力部位的承力部位的承载实力和力和变形性能。形性能。防连续倒塌设计原则防连续倒塌设计原则20结构防连续倒塌设计方法结构防连续倒塌设计方法 局部加强法:对可能遭遇偶然作用而发生局局部加强法:对可能遭遇偶然作用而发生局部破坏的关键受力部位,提高平安储备;部破坏的关键受力部位,提高平安储备;拉结构件法:通过贯穿水平构件的最小配筋拉结构件法:通过贯穿水平构件的最小配筋和钢筋连接措施,使缺失支承后的水平构件在和钢筋连接措施,使缺失支承后的水平构件在大变形下具有必要的承载实力,维持结构的整大变形下具有必要的承载实力,维持结构的整体稳固性;体稳固性;拆除构件法:按
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