【正文】 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （ GB500102023) 主要修訂內(nèi)容介紹 廣東工業(yè)大學(xué)建設(shè)學(xué)院 結(jié)構(gòu)研究所 葉偉年 5/5/2023 1 目 錄 ? 前言 ? 第一章 概論 ? 第二章 術(shù)語與符號 ? 第三章 基本設(shè)計規(guī)定 ? 第四章 混凝土結(jié)構(gòu)的材料 ? 第五章 結(jié)構(gòu)分析 ? 第六章 受彎構(gòu)件正截面承載力計算 ? 第七章 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 ? 第八章 受壓構(gòu)件承載力計算 ? 第九章 受拉構(gòu)件承載力計算 ? 第十章 受扭構(gòu)件承載力計算 ? 第十一章 正常使用極限狀態(tài)驗算 ? 第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件 ? 第十三章 基本構(gòu)造規(guī)定 ? 第十四章 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造規(guī)定 5/5/2023 2 前言 ? 新的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB500102023經(jīng)過四年多的修訂已經(jīng)于 2023年 4月 1日起施行； ? 新規(guī)范仍采用以分項系數(shù)表達(dá)的概率極限狀態(tài)設(shè)計方法； ? 為適應(yīng)加入世貿(mào)以后與國際接軌，與國內(nèi)其他規(guī)范協(xié)調(diào)一致，適當(dāng)提高了結(jié)構(gòu)的安全度，增加和改動了不少內(nèi)容。 返回 5/5/2023 3 第一章 概論 ? 修訂經(jīng)過 ? 修訂原則 ? 修訂內(nèi)容 ? 試設(shè)計分析 返回 5/5/2023 4 第一節(jié) 修訂經(jīng)過 ? 規(guī)范的修訂由中國建筑科學(xué)研究所主持，參加修訂工作的單位 17個，成員 27名，主編李明順，副主編徐有鄰； ? 修訂工作歷時四年半，召開全體會議七次，大小專題研討會五十五次，與相關(guān)規(guī)范協(xié)調(diào)會八次，參與結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度研討會四次； ? 1997年 6月開始修訂， 1998年提出規(guī)范修訂初稿，1999年提出規(guī)范征求意見稿，向全國 116個單位征求意見和建議共 1089條，并有五個單位對八種類型的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試設(shè)計， 2023年 9月完成第一次送審稿， 2023年 4月完成第二次送審稿， 12月規(guī)范報批稿正式上報， 2023年 4月開始實施。 返回 5/5/2023 5 第二節(jié) 修訂原則 ? 修訂原則：統(tǒng)一、接軌、補(bǔ)充、完善、安全； ? 與國內(nèi)各專業(yè)規(guī)范協(xié)調(diào)統(tǒng)一，如水工、公路、橋梁橋涵、港口工程等規(guī)范組成員的共同參與； ? 與國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范接軌，盡量與 MC90等國際規(guī)范基本一致； ? 設(shè)計方法的補(bǔ)充，如補(bǔ)充了混凝土耐久性的規(guī)定、結(jié)構(gòu)分析的原則和方法等內(nèi)容； ? 設(shè)計理論和方法的完善，如提高了混凝土強(qiáng)度等級和主導(dǎo)鋼筋的要求、改進(jìn)了正截面和斜截面承載力的計算模式、完善了預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法和深受彎構(gòu)件設(shè)計方法等； ? 適當(dāng)提高了安全度約 1015%，造價約提高 5%。 返回 5/5/2023 6 第三節(jié) 修訂內(nèi)容 ? 在結(jié)構(gòu)設(shè)計基本規(guī)定方面增加了耐久性的規(guī)定、提高了混凝土的強(qiáng)度等級和鋼筋的要求、調(diào)整了設(shè)計參數(shù)、增加了結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容； ? 在設(shè)計計算方面提高了預(yù)應(yīng)力的張拉控制應(yīng)力、改進(jìn)了預(yù)應(yīng)力損失的計算、考慮了超靜定后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件由于約束變形產(chǎn)生的次內(nèi)力影響、規(guī)定了高效預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的端部構(gòu)造措施、改進(jìn)了正截面、斜截面、受壓構(gòu)件和其他一些承載力的設(shè)計方法； ? 在構(gòu)造方面增加了保護(hù)層厚度的要求、重新規(guī)定了受力鋼筋的錨固和連接要求、提高了鋼筋的最小配筋率、加大了鋼筋的延伸長度，增加了裂縫控制條款，完善了框架節(jié)點和深受彎構(gòu)件的設(shè)計方法； ? 在抗震設(shè)計方面提高了安全度、調(diào)整了軸壓比的限值以及抗震構(gòu)造措施。 返回 5/5/2023 7 第四節(jié) 試設(shè)計分析 ? 試設(shè)計由建設(shè)部建筑設(shè)計院等五個設(shè)計單位進(jìn)行，共分析了五種結(jié)構(gòu)型式的八個工程，得到不少重要的結(jié)果； ? 規(guī)范的修訂對民用建筑配筋量影響明顯，總用鋼量增加約 6%，對工業(yè)建筑影響不大； ? 梁、板的用鋼量增加較多，總用鋼量增加約 10%，墻、柱用鋼量增加不多； ? 如果考慮為控制溫度和收縮而增加的構(gòu)造配筋，總用鋼量可能增加 1015%； ? 采用強(qiáng)度價格比高的 HRB400級鋼筋可控制材料價格上升不超過 5%。 返回 5/5/2023 8 第二章 術(shù)語與符號 ? 術(shù)語 ? 符號 返回 5/5/2023 9 第一節(jié) 術(shù)語 ? 新規(guī)范定義了在規(guī)范中常用的 24個專用術(shù)語，其中要重點理解深受彎構(gòu)件、深梁、基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合的概念； ? 跨高比小于 5的受彎構(gòu)件為深受彎構(gòu)件； ? 跨高比不大于 2的單跨梁和不大于 梁為深梁； ? 承載力極限狀態(tài)計算時，永久荷載和可變荷載的組合為基本組合； ? 正常使用極限狀態(tài)驗算時，對可變荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值為荷載代表值的組合為標(biāo)準(zhǔn)組合； ? 正常使用極限狀態(tài)驗算時，對可變荷載采用準(zhǔn)永久值為荷載代表值的組合為準(zhǔn)永久組合。 返回 5/5/2023 10 第二節(jié) 符號 ? 新規(guī)范定義了在規(guī)范中常用的 121個專用符號，其中要重點理解符號規(guī)則； ? 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計通用符號應(yīng)由主體符號或主體符號帶上、下標(biāo)構(gòu)成，主體符號一般代表物理量，上、下標(biāo)用以進(jìn)一步闡明主體符號的涵義； ? 主體符號應(yīng)以單個斜體字母表示，可分別采用大、小寫拉丁字母或大、小寫希臘字母； ? 大寫斜體拉丁字母代表力學(xué)物理量，小斜斜體拉丁字母代表幾何類物理量； ? 大寫希臘字母代表除力學(xué)和幾何類以外的物理量及數(shù)學(xué)符號，小寫希臘字母代表無量綱量； ? 上、下標(biāo)可采用正體字母、縮寫詞、數(shù)字或其他標(biāo)記表示，上標(biāo)一般采用一個，下標(biāo)可采用一個或多個，各下標(biāo)之間可用逗號分開。 返回 5/5/2023 11 第三章 基本設(shè)計規(guī)定 ? 一般規(guī)定 ? 承載力極限狀態(tài)計算規(guī)定（上） ? 承載力極限狀態(tài)計算規(guī)定（下） ? 正常使用極限狀態(tài)驗算規(guī)定 ? 耐久性的規(guī)定 返回 5/5/2023 12 第一節(jié) 一般規(guī)定 ? 新規(guī)范仍采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度，采用分項系數(shù)的設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計； ? 新規(guī)范體現(xiàn)了 “ 以人為本 ” 的思想，通過提高某些荷載標(biāo)準(zhǔn)值，改風(fēng)、雪載 30年一遇為 50年一遇，調(diào)整材料分項系數(shù)，修改結(jié)構(gòu)抗力計算公式，加強(qiáng)配筋構(gòu)造措施等辦法，提高了安全度，與安全有關(guān)的條款被列為強(qiáng)制性條文，如增加了未經(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)境的強(qiáng)制性條款； ? 新規(guī)范除了繼續(xù)要求按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行計算和驗算外，增加了耐久性的設(shè)計。 返回 5/5/2023 13 第二節(jié) 承載力極限狀態(tài)計算規(guī)定（上） ? 新規(guī)范仍把建筑結(jié)構(gòu)的安全等級分為三個級別，但由于增加了由永久荷載效應(yīng)控制的荷載組合，提高了其中的永久荷載系數(shù)，因此取消了舊規(guī)范中屋架、托架、恒載為主的軸心受壓柱、小偏心受壓柱安全等級應(yīng)提高一級，預(yù)制構(gòu)件施工階段安全等級可降低一級的規(guī)定； ? 承載力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式仍為： γ 0S≤R ； ? 確定結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) γ 0時，規(guī)定了設(shè)計使用年限為 100年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與安全等級一級相當(dāng)，設(shè)計使用年限為 50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與安全等級二級相當(dāng)，設(shè)計使用年限為 5年及以下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與安全等級三級相當(dāng)。 返回 5/5/2023 14 第二節(jié) 承載力極限狀態(tài)計算規(guī)定（下） ? 荷載效應(yīng)組合設(shè)計值 S按基本組合或偶然組合進(jìn)行； ? 按照新的《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB50009的規(guī)定，對于基本組合，應(yīng)取下列最不利值： 1)由可變荷載效應(yīng)控制的組合： S=γ GSGk+γ Q1SQ1+∑ ni=2γ Qiψ ciSQik 對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)可簡化為： S=γ GSGk+γ Q1SQ1 S=γ GSGk+ ∑ ni=1γ QiSQik 2)由永久荷載效應(yīng)控制的組合： S=γ GSGk+∑ ni=1γ Qiψ ciSQik γ G應(yīng)取 ，參與組合的可變荷載僅限于豎向荷載； ? 偶然組合與舊規(guī)范相同。 返回 5/5/2023 15 第三節(jié) 正常使用極限狀態(tài)驗算規(guī)定 ? 新規(guī)范規(guī)定對于正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)分別按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響采用下列極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式為： Ｓ ≤ Ｃ ； ? 標(biāo)準(zhǔn)組合即舊規(guī)范中的短期效應(yīng)組合，準(zhǔn)永久組合即舊規(guī)范中的長期效應(yīng)組合； ? 受彎構(gòu)件的最大撓度計算應(yīng)按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響，與舊規(guī)范相同； ? 結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面裂縫控制等級仍分為三級，其中二級裂縫控制的構(gòu)件，舊規(guī)范在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下拉應(yīng)力不超過 α ctγ ftk的規(guī)定改為不超過 ftk，而一級和三級裂縫控制的構(gòu)件與舊規(guī)范相同； ? 新規(guī)范中裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值改由環(huán)境類別和結(jié)構(gòu)類型確定，與舊規(guī)范按構(gòu)件類型、鋼筋品種和室內(nèi)外環(huán)境分類的規(guī)定不同。 返回 5/5/2023 16 第四節(jié) 耐久性的規(guī)定 ? 新規(guī)范關(guān)于耐久性設(shè)計的內(nèi)容有兩種形式： 1) 特別增加了耐久性規(guī)定這一節(jié)，直接規(guī)定 環(huán)境的分級 方法以及各類環(huán)境對結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的 基本要求 等； 2) 對于分散在各章節(jié)中的影響混凝土耐久性的有關(guān)條款作必要的修改，如加大混凝土保護(hù)層的厚度，在 “ 構(gòu)件 ” 和 “ 構(gòu)造 ” 章節(jié)中表達(dá)與耐久性有關(guān)的構(gòu)造措施等； ? 影響耐久性的最重要因素是環(huán)境，新規(guī)范把環(huán)境分為五類，與模式規(guī)范 MC90基本相同，環(huán)境是耐久性設(shè)計的主要依據(jù)； ? 影響耐久性的另一個重要因素是混凝土本身的質(zhì)量，而混凝土的質(zhì)量與混凝土強(qiáng)度等級、水灰比、水泥用量密切有關(guān)，此外混凝土中的氯離子含量和堿的含量也對耐久性有重大影響，新規(guī)范為保證結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性，對使用年限 50年和 100年的混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土質(zhì)量提出了規(guī)定； ? 應(yīng)該指出，新規(guī)范只是采用宏觀控制的辦法，還不能定量地確定結(jié)構(gòu)的耐久性。 返回 5/5/2023 17 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別 環(huán)境類別 條 件 一 室內(nèi)正常環(huán)境 二 a 室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 b 嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 三 使用除冰鹽的環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動的環(huán)境；濱海室外環(huán)境 四 海水環(huán)境 五 受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境 返回 5/5/2023 18 結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求 環(huán)境類別 最大 水灰比 最小 水泥用量 (kg/m3) 最低混凝土 強(qiáng)度等級 最大 氯離子含量 (%) 最大 堿含量 (kg/m3) 一 225 C20 不限制 二 a 250 C25 b 275 C30 三 300 C30 返回 5/5/2023 19 第四章 混凝土結(jié)構(gòu)的材料 ? 混凝土強(qiáng)度 ? 混凝土的設(shè)計參數(shù) ? 鋼筋的選擇 ? 鋼筋的設(shè)計參數(shù) 返回 5/5/2023 20 第一節(jié) 混凝土強(qiáng)度 ? 新規(guī)范取消了舊規(guī)范中的 C10級低強(qiáng)度混凝土，增加了 C6 C70、 C75和 C80級高強(qiáng)度混凝土，標(biāo)志了我國混凝土技術(shù)的進(jìn)步和施工、設(shè)計水平的提高； ? 新規(guī)范對結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度等級提出了最低要求，是下限值，不是最佳值； ? 隨著混凝土強(qiáng)度等級的提高，強(qiáng)度價格比迅速提高，采用較高強(qiáng)度的混凝土，對柱、墻、基礎(chǔ)等受壓為主的構(gòu)件以及預(yù)應(yīng)力構(gòu)件有顯著的經(jīng)濟(jì)效益； ? 受彎構(gòu)件選用 C20C30，受壓構(gòu)件選用 C30C40，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件選用 C30C50，高層建筑底層柱選用 C50或以上，不僅承載力得到了提高，抗剪及裂縫控制性能也隨之提高。 返回 5/5/2023 21 第二節(jié) 混凝土的設(shè)計參數(shù) ? 混凝土的強(qiáng)度等級只是混凝土力學(xué)性能的一個基本標(biāo)志，作為其代表值的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k也不具備直接作為設(shè)計參數(shù)的條件，只能作為確定設(shè)計參數(shù)的依據(jù)； ? 混凝土的設(shè)計參數(shù)主要有：軸心抗壓強(qiáng)度 fc、軸心抗拉強(qiáng)度 ft、彈性模量 Ec、剪變模量 Gc、泊松比 ν 、線膨脹系數(shù) α c以及疲勞強(qiáng)度修正系數(shù) γ ρ ； ? 新規(guī)范刪除了舊規(guī)范中的彎曲抗壓強(qiáng)度 fcm，改用軸心抗壓強(qiáng)度 fc乘以反映高強(qiáng)混凝土特性的降低系數(shù) α 1來表示，理由如下： 1)與國際接軌； 2)協(xié)調(diào)正截面承載力的計算； 3)簡化計算； ? 新規(guī)范調(diào)整了軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值之間的 關(guān)系式 ； ? 為提高安全度，混凝土材料分項系數(shù)由 ； 彈性模量、剪變模量、泊松比、線膨脹系數(shù)以及疲勞強(qiáng)度修正系數(shù)等