【正文】 《 混凝土結構設計規(guī)范 》GB500102022修訂簡介 鄭州大學土木工程學院 鄭州大學綜合設計研究院 劉立新 2022年 6月 一 .修訂的背景和原則 ● 混凝土結構是我國工程建設中應用最廣泛的結構形式之一，據不完全統(tǒng)計，目前我國鋼材年產量已達 5億噸 ，每年混凝土用量已達到 25億 m3，混凝土結構鋼筋用量接近 1億噸 ，連續(xù)多年居世界第一。但我國混凝土結構目前所應用的鋼筋和混凝土強度比西方發(fā)達國家 普遍要低 12個等級 。 ◆ 我國工程建設中低強鋼材、低等級水泥以及低等級混凝土比例過大，消費結構不合理， 消耗了過多的資源和能源，不利于可持續(xù)發(fā)展 。 ◆ 高強鋼筋和高性能混凝土應用于各類工程建設，帶來的不僅僅是強度的提高，更重要的是 降低鋼材、水泥、砂、石的消費量，節(jié)約資源和能源，提高了結構的耐久性 。如我國能將這些主要建筑材料提高 1~2個強度等級，其節(jié)約資源和能源、宏觀經濟效益將是十分明顯的。 中國 世界 (除中國 ) 2022年中國粗鋼產量突破 4億噸( ) 2022年世界粗鋼產量 2 0 0 6 年世界粗鋼產量日本, 1 1 6 2 2美國, 9 8 4 8俄羅斯, 7 0 6 5韓國, 4 8 4 4德國, 4 7 2 3印度, 4 4 0 0中國, 4 1 8 7 8 05 0 0 01 0 0 0 01 5 0 0 02 0 0 0 02 5 0 0 03 0 0 0 03 5 0 0 04 0 0 0 04 5 0 0 01 中國 2~7萬噸中國建筑鋼結構 及用鋼消費現狀 中國鋼材消費特點：建筑用鋼比例高。 2022年中國建筑用鋼消費 ，占鋼材消費%。 中國建筑用鋼中：城鎮(zhèn)房屋用鋼占建筑用鋼 76%。其中城鎮(zhèn)住宅 2022年消費 6090萬噸，占建筑用鋼 35%。 建筑用鋼 房屋建筑 土木工程 城鎮(zhèn)住宅 農村房屋 城鎮(zhèn)非住宅 房屋 世界主要產鋼國粗鋼產量變化4 俄羅斯 , 7 0 6 4 53 美國 , 9 8 4 8 01 中國 , 4 1 8 7 8 22 日本 , 1 1 6 2 1 95 韓國 , 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 9 意大利4 俄羅斯 8 烏克蘭3 美國 1 0 巴西1 中國 7 印度2 日本 5 韓國● 適當提高安全儲備，保證結構安全；適當提高抗禦災害的能力，落實以人為本的原則 （汶川地震及其他自然或人為災害的教訓） ； ● 完善耐久性設計（ 延長建筑物使用年限 ），采用高強高性能材料，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； ● 加強與相關規(guī)范的合理分工及協(xié)調，反映最新科研成果和工程經驗，參考國際標準，促進建筑技術的進步及產業(yè)化進程。 ● 2022年 1月成立修訂組， 2022年 3月資料收集整理分析及補充試驗， 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)范試設計， 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)范報批。 2022年 8月 18日住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布公告，國家標準 《 混凝土結構設計規(guī)范 》 GB500102022，自 2022年 7月 1日起實施。 二 .規(guī)范修訂的主要技術要點 1. 補充了“結構方案”和“結構抗倒塌”的設計原則（ 使規(guī)范逐步從構件規(guī)定向結構整體規(guī)定過渡 ）； 2. 增加了既有結構改造設計的原則的規(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應力混凝土構件正常使用極限狀態(tài)設計的有關規(guī)定（ 裂縫寬度、撓度驗算 ）； 4. 增加了樓蓋舒適度的設計要求（ 對大跨度混凝土樓蓋結構應進行豎向自振頻率驗算 ）； 5. 修改了環(huán)境等級劃分，完善了耐久性設計要求（ 包括環(huán)境類別、材料質量、保護層厚度、技術措施、防護措施、維護要求等 ）； 6. 新增 500MPa級高強鋼筋（ HRB500級、 HRBF500級 ），淘汰 HP235MPa級低強鋼筋（ 非預應力鋼筋以 400和 500級鋼筋為主，光面鋼筋為 HPB300級，將 逐步取消HRB335級）； 7. 提出了并筋（鋼筋束）的配筋方式（ 方便鋼筋密集構件施工，并與國外規(guī)范一致 ）； 8. 對結構側移的二階效應（ P Δ效應），提出有限元分析方法及增大系數的簡化考慮方法；統(tǒng)一了一般受彎構件與集中荷載作用下的梁的斜截面受剪承載力計算公式（ 腹筋作用項 ）； 9. 補充了拉、彎、剪、扭復合受力鋼筋混凝土矩形截面框架柱設計的相關規(guī)定； 10. 修改了受沖切承載力計算公式； 11. 適當調整了鋼筋的保護層厚度規(guī)定（ 保護層厚度從最外層鋼筋 (箍筋 )算起，與耐久性規(guī)范協(xié)調并適當簡化 ）； 12. 修改了鋼筋錨固長度的有關規(guī)定（ 規(guī)定了基本錨固長度lab、受拉錨固長度 la和錨固長度修正系數 za， 增加了機械錨固的內容 ）； 13. 調整了混凝土結構構件縱向受力鋼筋最小配筋率要求（ 最小配筋率與鋼筋強度等級相聯系，對采用 400和500MPa級鋼筋的板類受彎構件最小配筋率適當減少，有利于推廣高強鋼筋 ）； 14. 補充了雙向受剪鋼筋混凝土柱的抗震設計相關規(guī)定； 15. 調整了混凝土柱軸壓比限值，增加了四級抗震等級的軸壓比要求； 16. 補充筒體及剪力墻洞口連梁的受彎承載力及小跨高比連 梁、特殊配筋連梁的設計規(guī)定； 17. 修改了剪力墻邊緣構件的有關設計要求，增加了三級抗震等級剪力墻的相關規(guī)定； 18. 增加了沖切及板柱節(jié)點抗震設計的相關規(guī)定； 19. 補充了預應力混凝土構件抗震設計的相關要求。 三 .有關章節(jié)修訂的主要內容 （一）基本設計規(guī)定 一般規(guī)定 1. 完善混凝土結構設計的內容： （ 1） 結構方案設計，包括結構選型、構件布置和傳力途徑； （ 2）作用及作用效應分析（ 結構分析 ）； （ 3） 結構的極限狀態(tài)設計（ 構件截面配筋計算或驗算 ）； （ 4）結構及構件的構造、連接措施； （ 5）對耐久性及施工的要求； （ 6）滿足特殊要求結構的專門性能設計。 ● 在以構件為主的基礎上擴展到考慮結構體系的設計。 2. 承載能力極限狀態(tài)設計中增加了結構防連續(xù)倒塌的內容；在正常使用極限狀態(tài)設計中增加了樓蓋舒適度的要求。 3. 增加了對間接作用的規(guī)定。 ● 包括溫度變化、混凝土收縮與徐變、強迫位移、環(huán)境引起的劣化等造成的影響。 ● 應根據有關標準、工程特點及具體情況確是。除有特別要求外，通常仍采用經驗性的構造措施進行設計。 ● 補充可以根據實際情況調整構件的安全等級。對破壞引起嚴重后果的重要構件和關鍵傳力部位，宜適當提高安全等級、加大構件重要性系數；對一般結構中的 次要構件及可更換構件 ，可根據具體情況適當降低其重要性系數。 5. 設計應明確結構的用途，在設計使用年限內未經技術鑒定或設計許可，不得改變結構的用途和使用環(huán)境。 ● 改變用途和使用環(huán)境（如超載使用、增加開洞、改變使用功能、使用環(huán)境惡化等）的情況均會影響其安全及使用年限。任何對結構的改變（無論是在建結構或既有結構）均須經設計許可或技術鑒定，以保證結構在設計使用年限內的安全。 結構方案 ● 災害調查和事故分析表明 ： 結構方案對建筑物的安全有著決定性的影響。在與建筑方案協(xié)調時應考慮結構體型（高寬比、長寬比）適當；傳力途徑和構件布置能夠保證結構的整體穩(wěn)固性；避免因局部破壞引發(fā)結構連續(xù)倒塌。提出在方案階段應考慮加強結構整體穩(wěn)固性的設計原則（ 共 5條 ）。 ● 結構設計時可通過 設置結構縫 將結構分割為若干相對獨立的單元。結構縫包括伸縫、縮縫、沉降縫、防震縫、構造縫、防連續(xù)倒塌的分割縫等。不同類型的結構縫是為消除下列不利因素的影響：混凝土收縮、溫度變化引起的脹縮變形；基礎不均勻沉降；剛度及質量突變；局部應力集中；結構防震； 防止連續(xù)倒塌 等。 （ 增加防連續(xù)倒塌設計 ） ● 對 持久設計狀況 、 暫短設計狀況 和 地震設計 狀況，當用內力的形式表達時，結構構件應采用下列承載能力極限狀態(tài)設計表達式： gRd—— 結構構件的抗力模型不定性系數：對靜力設計，一般結構構件取 ，重要結構構件或不確定性較大的結構構件根據具體情況取大于 ；對抗震設計，采用承載力抗震調整系數 gRE代替 gRd； 0 SRg ?? ?c s k R d, , , /R R f f a g? ? ? ?● 結構的設計狀況 設計狀況 是代表一定時段內實際情況的一組設計條件，設計應做到在該組條件下結構不超越有關的極限狀態(tài)?！?工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準 》 GB501532022規(guī)定工程結構設計時應區(qū)分下列設計狀況： （ 1） 持久設計狀況 。是指在結構使用過程中一定出現，且持續(xù)期很長的設計狀況，其持續(xù)期一般與設計使用年限為同一數量級。持久設計狀況適用于結構使用時的正常情況。 （ 2） 短暫設計狀況 。是指在結構施工和使用過程中出現概率較大，而與設計使用年限相比，其持續(xù)期很短的設計狀況。短暫設計狀況適用于結構出現的臨時情況，包括結構施工和維修時的情況等。 （ 3） 偶然設計狀況 。是指在結構使用過程中出現概率較小，且持續(xù)期很短的設計狀況。偶然設計狀況適用于結構出現的異常情況，包括結構遭受火災、爆炸、撞擊時的情況等。 （ 4） 地震設計狀況 。是指結構遭受地震時的設計狀況。地震設計狀況適用于結構遭受地震時的情況，在抗震設防地區(qū)必須考慮地震設計狀況。 ● 《 工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準 》 規(guī)定， 對工程結構的上述四種設計狀況均應進行承載能力極限狀態(tài)設計， 對持久設計狀況尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計 ， 對短暫設計狀況和地震設計狀況可根據需要進行正常使用極限狀態(tài)設計，對偶然設計狀況可不進行正常使用極限狀態(tài)設計。 正常使用極限狀態(tài)驗算 ●