【正文】 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》GB500102022修訂概況 鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院 劉立新 2022年 11月 一 .修訂的背景和原則 ● 混凝土結(jié)構(gòu)是我國(guó)工程建設(shè)中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)鋼材年產(chǎn)量已達(dá) 5億噸 ，每年混凝土用量已達(dá)到 25億 m3，混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋用量接近 1億噸 ，連續(xù)多年居世界第一。但我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)目前所應(yīng)用的鋼筋和混凝土強(qiáng)度比西方發(fā)達(dá)國(guó)家普遍要低 12個(gè)等級(jí)。 ● 我國(guó)工程建設(shè)中低強(qiáng)鋼材、低等級(jí)水泥以及低等級(jí)混凝土比例過大，消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理，消耗了過多的資源和能源，不利于可持續(xù)發(fā)展。 ● 高強(qiáng)鋼筋和高性能混凝土應(yīng)用于各類工程建設(shè)，帶來的不僅僅是強(qiáng)度的提高，更重要的是降低鋼材、水泥、砂、石的消費(fèi)量，節(jié)約資源和能源，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。如我國(guó)能將這些主要建筑材料提高 1~2個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，其節(jié)約資源和能源、宏觀經(jīng)濟(jì)效益將是十分明顯的。 世界主要產(chǎn)鋼國(guó)粗鋼產(chǎn)量變化4 俄羅斯 , 7 0 6 4 53 美國(guó) , 9 8 4 8 01 中國(guó) , 4 1 8 7 8 22 日本 , 1 1 6 2 1 95 韓國(guó) , 4 8 4 3 7 05 0 0 0 01 0 0 0 0 01 5 0 0 0 02 0 0 0 0 02 5 0 0 0 03 0 0 0 0 03 5 0 0 0 04 0 0 0 0 04 5 0 0 0 01997 1998 1999 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022千噸6 德國(guó) 9 意大利4 俄羅斯 8 烏克蘭3 美國(guó) 1 0 巴西1 中國(guó) 7 印度2 日本 5 韓國(guó)● 適當(dāng)提高安全儲(chǔ)備，保證結(jié)構(gòu)安全；適當(dāng)提高抗禦災(zāi)害的能力，落實(shí)以人為本的原則 （汶川地震及其他自然或人為災(zāi)害的教訓(xùn)） ； ● 完善耐久性設(shè)計(jì)（ 延長(zhǎng)建筑物使用年限 ），采用高強(qiáng)高性能材料，提高材料利用效率（ 節(jié)約資源 ），保障可持續(xù)發(fā)展的需要； ● 加強(qiáng)與相關(guān)規(guī)范的合理分工及協(xié)調(diào)，反映最新科研成果和工程經(jīng)驗(yàn)，參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)建筑技術(shù)的進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 ● 2022年 1月成立修訂組， 2022年 3月資料收集整理分析及補(bǔ)充試驗(yàn)， 2022年 4月形成規(guī)范初稿， 2022年 8月完成規(guī)范討論稿， 2022年 6月進(jìn)行修訂問題研究， 2022年 7月完成規(guī)范征求意見稿， 2022年 10月完成規(guī)范試設(shè)計(jì)， 2022年 11月完成規(guī)范送審稿， 2022年 12月規(guī)范審查， 2022年 6月規(guī)范報(bào)批。 2022年 8月 18日住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布公告，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB500102022，自 2022年 7月 1日起實(shí)施。 二 .規(guī)范修訂的主要技術(shù)要點(diǎn) 1. 補(bǔ)充了“結(jié)構(gòu)方案”和“結(jié)構(gòu)抗倒塌”的設(shè)計(jì)原則（ 使規(guī)范逐步從構(gòu)件規(guī)定向結(jié)構(gòu)整體規(guī)定過渡 ）； 2. 增加了既有結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)的原則的規(guī)定（ 配合既有建筑的改造利用的需要 ）； 3. 修改了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定（ 裂縫寬度、撓度驗(yàn)算 ）； 4. 增加了樓蓋舒適度的設(shè)計(jì)要求（ 對(duì)大跨度混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向自振頻率驗(yàn)算 ）； 5. 修改了環(huán)境等級(jí)劃分，完善了耐久性設(shè)計(jì)要求（ 包括環(huán)境類別、材料質(zhì)量、保護(hù)層厚度、技術(shù)措施、防護(hù)措施、維護(hù)要求等 ）； 6. 新增 500MPa級(jí)高強(qiáng)鋼筋（ HRB500級(jí)、 HRBF500級(jí) ），淘汰 HP235MPa級(jí)低強(qiáng)鋼筋（ 非預(yù)應(yīng)力鋼筋以 400和 500級(jí)鋼筋為主，光面鋼筋為 HPB300級(jí)，將逐步取消HRB335級(jí) ）； 7. 提出了并筋（鋼筋束）的配筋方式（ 方便鋼筋密集構(gòu)件施工，并與國(guó)外規(guī)范一致 ）； 8. 對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)移的二階效應(yīng)（ P Δ效應(yīng)），提出有限元分析方法及增大系數(shù)的簡(jiǎn)化考慮方法；統(tǒng)一了一般受彎構(gòu)件與集中荷載作用下的梁的斜截面受剪承載力計(jì)算公式（ 腹筋作用項(xiàng) ）； 9. 補(bǔ)充了拉、彎、剪、扭復(fù)合受力鋼筋混凝土矩形截面框架柱設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定； 10. 修改了受沖切承載力計(jì)算公式； 11. 適當(dāng)調(diào)整了鋼筋的保護(hù)層厚度規(guī)定（ 保護(hù)層厚度從最外層鋼筋 (箍筋 )算起，與耐久性規(guī)范協(xié)調(diào)并適當(dāng)簡(jiǎn)化 ）； 12. 修改了鋼筋錨固長(zhǎng)度的有關(guān)規(guī)定（ 規(guī)定了基本錨固長(zhǎng)度lab、受拉錨固長(zhǎng)度 la和錨固長(zhǎng)度修正系數(shù) za， 增加了機(jī)械錨固的內(nèi)容 ）； 13. 調(diào)整了混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件縱向受力鋼筋最小配筋率要求（ 最小配筋率與鋼筋強(qiáng)度等級(jí)相聯(lián)系，對(duì)采用 400和500MPa級(jí)鋼筋的板類受彎構(gòu)件最小配筋率適當(dāng)減少，有利于推廣高強(qiáng)鋼筋 ）； 14. 補(bǔ)充了雙向受剪鋼筋混凝土柱的抗震設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定； 15. 調(diào)整了混凝土柱軸壓比限值，增加了四級(jí)抗震等級(jí)的軸壓比要求； 16. 補(bǔ)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(shè)計(jì)規(guī)定； 17. 修改了剪力墻邊緣構(gòu)件的有關(guān)設(shè)計(jì)要求，增加了三級(jí)抗震等級(jí)剪力墻的相關(guān)規(guī)定； 18. 增加了沖切及板柱節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定； 19. 補(bǔ)充了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。 三 .有關(guān)章節(jié)修訂的主要內(nèi)容 （一）基本設(shè)計(jì)規(guī)定 ： （ 1） 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)選型、傳力途徑和構(gòu)件布置； （ 2）作用及作用效應(yīng)分析； （ 3） 結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面配筋計(jì)算或驗(yàn)算； （ 4）結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的構(gòu)造、連接措施； （ 5）對(duì)耐久性及施工的要求； （ 6）滿足特殊要求結(jié)構(gòu)的專門性能設(shè)計(jì)。 ● 設(shè)計(jì)應(yīng)明確結(jié)構(gòu)的用途，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可，不得改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。 ● 對(duì) 持久設(shè)計(jì)狀況 、 暫短設(shè)計(jì)狀況 和 地震設(shè)計(jì) 狀況，當(dāng)用內(nèi)力的形式表達(dá)時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用下列承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式： gRd—— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力模型不定性系數(shù)：對(duì)靜力設(shè)計(jì)，一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件取 ，重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件或不確定性較大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)具體情況取大于 ；對(duì)抗震設(shè)計(jì)，采用承載力抗震調(diào)整系數(shù) gRE代替 gRd的表達(dá)形式； 0 SRg ?? ?c s k R d, , , /R R f f a g? ? ? ?● 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況 設(shè)計(jì)狀況 是代表一定時(shí)段內(nèi)實(shí)際情況的一組設(shè)計(jì)條件，設(shè)計(jì)應(yīng)做到在該組條件下結(jié)構(gòu)不超越有關(guān)的極限狀態(tài)。《 工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 》 GB501532022規(guī)定工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)區(qū)分下列設(shè)計(jì)狀況： （ 1） 持久設(shè)計(jì)狀況 。是指在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，且持續(xù)期很長(zhǎng)的設(shè)計(jì)狀況，其持續(xù)期一般與設(shè)計(jì)使用年限為同一數(shù)量級(jí)。持久設(shè)計(jì)狀況適用于結(jié)構(gòu)使用時(shí)的正常情況。 （ 2） 短暫設(shè)計(jì)狀況 。是指在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設(shè)計(jì)使用年限相比，其持續(xù)期很短的設(shè)計(jì)狀況。短暫設(shè)計(jì)狀況適用于結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的臨時(shí)情況，包括結(jié)構(gòu)施工和維修時(shí)的情況等。 （ 3） 偶然設(shè)計(jì)狀況 。是指在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率較小，且持續(xù)期很短的設(shè)計(jì)狀況。偶然設(shè)計(jì)狀況適用于結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的異常情況，包括結(jié)構(gòu)遭受火災(zāi)、爆炸、撞擊時(shí)的情況等。 （ 4） 地震設(shè)計(jì)狀況 。是指結(jié)構(gòu)遭受地震時(shí)的設(shè)計(jì)狀況。地震設(shè)計(jì)狀況適用于結(jié)構(gòu)遭受地震時(shí)的情況，在抗震設(shè)防地區(qū)必須考慮地震設(shè)計(jì)狀況。 《 工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 》 規(guī)定，對(duì)工程結(jié)構(gòu)的上述四種設(shè)計(jì)狀況均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，對(duì)持久設(shè)計(jì)狀況尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，對(duì)短暫設(shè)計(jì)狀況和地震設(shè)計(jì)狀況可根據(jù)需要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，對(duì)偶然設(shè)計(jì)狀況可不進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。 ● 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算應(yīng)包括下列內(nèi)容： （ 1）對(duì)需要控制變形的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算； （ 2）對(duì)使用上限制出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力 驗(yàn)算； （ 3）對(duì)允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行受力裂縫寬度驗(yàn)算； （ 4） 對(duì)有舒適度要求的樓蓋結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行豎向自振頻率驗(yàn)算。 S正常使用極限狀態(tài)的荷載組合效應(yīng)值 （分別按荷載的 準(zhǔn) 永久組合 、 標(biāo)準(zhǔn)組合 、準(zhǔn)永久組合并考慮長(zhǎng)期作用的影響或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用的影響計(jì)算 ）。 CS ?● 對(duì)大跨度混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向自振頻率驗(yàn)算，其自振頻率宜符合下列要求： （ 1）住宅和公寓不宜低于 5Hz； （ 2）辦公樓和旅館不宜低于 4Hz； （ 3）大跨度公共建筑不宜 3Hz； （ 4）工業(yè)建筑及有特殊要求的建筑應(yīng)根據(jù)使用功能提出要求。 （ 1）確定結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別； （ 2）提出材料的耐久性質(zhì)量要求； （ 3）確定構(gòu)件中鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度； （ 4）滿足耐久性要求相應(yīng)的 技術(shù)措施 ； （ 5）在不利的環(huán)境條件下應(yīng)采取的 防護(hù)措施 ； （ 6）提出結(jié)構(gòu)使用階段 檢測(cè)與維護(hù) 的要求。 注：對(duì)臨時(shí)性的混凝土結(jié)構(gòu)，可不考慮混凝土的耐久性要求。 ● 對(duì)下列混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件，尚應(yīng)采取加強(qiáng)耐久性的相應(yīng)措施： （ 1）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)根據(jù)具體情況采