【正文】 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計研究院 劉立新 2022年 6月 一 .修訂的背景和原則 ● 混凝土結(jié)構(gòu)是我國工程建設(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，目前我國鋼材年產(chǎn)量已達 5億噸 ，每年混凝土用量已達到 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。但我國混凝土結(jié)構(gòu)目前所應(yīng)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(shè)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(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(jié)構(gòu)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(jīng)濟效益將是十分明顯的。 中國 世界 (除中國 ) 2022年中國粗鋼產(chǎn)量突破 4億噸( ) 2022年世界粗鋼產(chǎn)量 2 0 0 6 年世界粗鋼產(chǎn)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(jié)構(gòu) 及用鋼消費現(xiàn)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(nóng)村房屋 城鎮(zhèn)非住宅 房屋 世界主要產(chǎn)鋼國粗鋼產(chǎn)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(jié)構(gòu)安全；適當提高抗禦災(zāi)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(zāi)害的教訓） ； ● 完善耐久性設(shè)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(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，參考國際標準，促進建筑技術(shù)的進步及產(chǎn)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(shè)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(shè)部發(fā)布公告，國家標準 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(shù)要點 1. 補充了“結(jié)構(gòu)方案”和“結(jié)構(gòu)抗倒塌”的設(shè)計原則（ 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(yīng)力混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)設(shè)計的有關(guān)規(guī)定（ 裂縫寬度、撓度驗算 ）； 4. 增加了樓蓋舒適度的設(shè)計要求（ 對大跨度混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)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(shè)計要求（ 包括環(huán)境類別、材料質(zhì)量、保護層厚度、技術(shù)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(yīng)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(gòu)件施工，并與國外規(guī)范一致 ）； 8. 對結(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(shè)計的相關(guān)規(guī)定； 10. 修改了受沖切承載力計算公式； 11. 適當調(diào)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(diào)并適當簡化 ）； 12. 修改了鋼筋錨固長度的有關(guān)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(shù) za， 增加了機械錨固的內(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度等級相聯(lián)系，對采用 400和500MPa級鋼筋的板類受彎構(gòu)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(shè)計相關(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(shè)計規(guī)定； 17. 修改了剪力墻邊緣構(gòu)件的有關(guān)設(shè)計要求，增加了三級抗震等級剪力墻的相關(guān)規(guī)定； 18. 增加了沖切及板柱節(jié)點抗震設(shè)計的相關(guān)規(guī)定； 19. 補充了預應(yīng)力混凝土構(gòu)件抗震設(shè)計的相關(guān)要求。 三 .有關(guān)章節(jié)修訂的主要內(nèi)容 （一）基本設(shè)計規(guī)定 一般規(guī)定 1. 完善混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容： （ 1） 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，包括結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件布置和傳力途徑； （ 2）作用及作用效應(yīng)分析（ 結(jié)構(gòu)分析 ）； （ 3） 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計（ 構(gòu)件截面配筋計算或驗算 ）； （ 4）結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的構(gòu)造、連接措施； （ 5）對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。 ● 在以構(gòu)件為主的基礎(chǔ)上擴展到考慮結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計。 2. 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計中增加了結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌的內(nèi)容；在正常使用極限狀態(tài)設(shè)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(yīng)根據(jù)有關(guān)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(jīng)驗性的構(gòu)造措施進行設(shè)計。 ● 補充可以根據(jù)實際情況調(diào)整構(gòu)件的安全等級。對破壞引起嚴重后果的重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位，宜適當提高安全等級、加大構(gòu)件重要性系數(shù)；對一般結(jié)構(gòu)中的 次要構(gòu)件及可更換構(gòu)件 ，可根據(jù)具體情況適當降低其重要性系數(shù)。 5. 設(shè)計應(yīng)明確結(jié)構(gòu)的用途，在設(shè)計使用年限內(nèi)未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計許可，不得改變結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的改變（無論是在建結(jié)構(gòu)或既有結(jié)構(gòu)）均須經(jīng)設(shè)計許可或技術(shù)鑒定，以保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)的安全。 結(jié)構(gòu)方案 ● 災(zāi)害調(diào)查和事故分析表明 ： 結(jié)構(gòu)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(diào)時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)體型（高寬比、長寬比）適當；傳力途徑和構(gòu)件布置能夠保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性；避免因局部破壞引發(fā)結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌。提出在方案階段應(yīng)考慮加強結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性的設(shè)計原則（ 共 5條 ）。 ● 結(jié)構(gòu)設(shè)計時可通過 設(shè)置結(jié)構(gòu)縫 將結(jié)構(gòu)分割為若干相對獨立的單元。結(jié)構(gòu)縫包括伸縫、縮縫、沉降縫、防震縫、構(gòu)造縫、防連續(xù)倒塌的分割縫等。不同類型的結(jié)構(gòu)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(chǔ)不均勻沉降；剛度及質(zhì)量突變；局部應(yīng)力集中；結(jié)構(gòu)防震； 防止連續(xù)倒塌 等。 （ 增加防連續(xù)倒塌設(shè)計 ） ● 對 持久設(shè)計狀況 、 暫短設(shè)計狀況 和 地震設(shè)計 狀況，當用內(nèi)力的形式表達時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用下列承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達式： gRd—— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力模型不定性系數(shù)：對靜力設(shè)計，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 ；對抗震設(shè)計，采用承載力抗震調(diào)整系數(shù) gRE代替 gRd； 0 SRg ?? ?c s k R d, , , /R R f f a g? ? ? ?● 結(jié)構(gòu)的設(shè)計狀況 設(shè)計狀況 是代表一定時段內(nèi)實際情況的一組設(shè)計條件，設(shè)計應(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)計統(tǒng)一標準 》 GB501532022規(guī)定工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)區(qū)分下列設(shè)計狀況： （ 1） 持久設(shè)計狀況 。是指在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，且持續(xù)期很長的設(shè)計狀況，其持續(xù)期一般與設(shè)計使用年限為同一數(shù)量級。持久設(shè)計狀況適用于結(jié)構(gòu)使用時的正常情況。 （ 2） 短暫設(shè)計狀況 。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)計使用年限相比，其持續(xù)期很短的設(shè)計狀況。短暫設(shè)計狀況適用于結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的臨時情況，包括結(jié)構(gòu)施工和維修時的情況等。 （ 3） 偶然設(shè)計狀況 。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)計狀況。偶然設(shè)計狀況適用于結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的異常情況，包括結(jié)構(gòu)遭受火災(zāi)、爆炸、撞擊時的情況等。 （ 4） 地震設(shè)計狀況 。是指結(jié)構(gòu)遭受地震時的設(shè)計狀況。地震設(shè)計狀況適用于結(jié)構(gòu)遭受地震時的情況，在抗震設(shè)防地區(qū)必須考慮地震設(shè)計狀況。 ● 《 工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準 》 規(guī)定， 對工程結(jié)構(gòu)的上述四種設(shè)計狀況均應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計， 對持久設(shè)計狀況尚應(yīng)進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計 ， 對短暫設(shè)計狀況和地震設(shè)計狀況可根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，對偶然設(shè)計狀況可不進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。 正常使用極限狀態(tài)驗算 ●