《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010－2002）之基本規(guī)定

2006-02-15 00:00  留言

3 基本規(guī)定

3.1 一般規(guī)定

3.1.1 本規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度，采用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。

3.1.2 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足。設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)分為以下兩類：

1、承載能力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形；

2、正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。

3.1.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求，分別按下列規(guī)定進(jìn)行計算和驗(yàn)算：

1、承載力及穩(wěn)定：所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載力（包括失穩(wěn)）計算；在必要時尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移及漂浮驗(yàn)算；

有抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震的承載力驗(yàn)算；

2、疲勞：直接承受吊車的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算；但直接承受安裝或檢修用吊車的構(gòu)件，根據(jù)使用情況和設(shè)計經(jīng)驗(yàn)可不作疲勞驗(yàn)算；

3、變形：對使用上需要控制變形值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算；

4、抗裂及裂縫寬度：對使用上要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)算；對使用上允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算；對疊合式受彎構(gòu)件，尚應(yīng)進(jìn)行縱向鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算。

3.1.4 結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力（包括失穩(wěn)）計算和頓覆、滑移及漂浮驗(yàn)算，均應(yīng)采用荷載設(shè)計值；疲勞、變形、抗裂及裂縫寬度驗(yàn)算，均應(yīng)采用相應(yīng)的荷載代表值；直接承受吊車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在計算承載力及驗(yàn)算疲勞、抗裂時，應(yīng)考慮吊車荷載的動力系數(shù)。

預(yù)制構(gòu)件尚應(yīng)按制作、運(yùn)輸及安裝時相應(yīng)的荷載值進(jìn)行施工階段的驗(yàn)算。預(yù)制構(gòu)件吊裝的驗(yàn)算，應(yīng)將構(gòu)件自重乘以動力系數(shù)，動力系數(shù)可取 1.5，但可根據(jù)構(gòu)件吊裝時的受力情況適當(dāng)增減。

對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，必要時應(yīng)進(jìn)行施工階段的驗(yàn)算。

當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行抗震設(shè)計時，地震作用及其他荷載值均應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011 的規(guī)定確定。

3.1.5 鋼筋泥凝土及預(yù)應(yīng)力泥凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力鋼筋的配筋率應(yīng)符合本規(guī)范第 9 章、第 10 章有關(guān)最小配筋率的規(guī)定。素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按本規(guī)范附錄 A 的規(guī)定進(jìn)行計算。

3.1.6 結(jié)構(gòu)應(yīng)具有整體穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)的局部破壞不應(yīng)導(dǎo)致大范圍倒塌。

3.1.7 在設(shè)計使用年限內(nèi)，結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正常維護(hù)條件下應(yīng)能保持其使用功能，而不需進(jìn)行大修加固。設(shè)計使用年限應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068 確定。

若建設(shè)單位提出更高要求，也可按建設(shè)單位的要求確定。

3.1.8 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。

3.2 承載能力極限狀態(tài)計算規(guī)定

3.2.1　根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重程度，建筑結(jié)構(gòu)劃分為三個安全等級，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體情況，按照表 3.2.1 的規(guī)定選用相應(yīng)的安全等級。

表 3.2.1　　　　　　建筑結(jié)構(gòu)的安全等級

安全等級	破壞后果	建筑物類型
一級二級三級	很嚴(yán)重嚴(yán)重不嚴(yán)重	重要的建筑物一般的建筑物次要的建筑物

注：對有特殊要求的建筑物，其安全等級可根據(jù)具體情況另行確定。

3.2.2　建筑物中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用階段的安全等級，宜與整個結(jié)構(gòu)的安全等級相同，對其中部份結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級，可根據(jù)其重要程度適當(dāng)調(diào)整，但不得低于三級。

3.2.3　對于承載能力極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合，采用下列極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式：

γ₀S≤R　　　　（3.2.3-1）

R ＝ R（f_c，f_s，a_k，……）　　（3.2.3-2）

式中　γ₀ —— 重要性系數(shù)：對安全等級為一級或設(shè)計使用年限為100 年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于 1.1；對安全等級為二級或設(shè)計使用年限為 50 年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于 1.0；對安全等級為三級或設(shè)計使用年限為 5 年及以下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于 0.9；在抗震設(shè)計中，不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)；

S —— 承載能力極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 和現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011 的規(guī)定進(jìn)行計算；

R —— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計值；在抗震設(shè)計時，應(yīng)除以承載力抗震調(diào)整系數(shù) γ_RE；

    R（·） —— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力函數(shù)；

    f_c、f_s —— 混凝土、鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計值；

    a_k —— 幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)幾何參數(shù)的變異性對結(jié)構(gòu)性能有明顯的不利影響時，可另增減一個附加值。

公式（3.2.3-1）中的 γ₀S，在本規(guī)范各章中用內(nèi)力設(shè)計值（N、M、V、T 等）表示；對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)按本規(guī)范第 6.1.1 條的規(guī)定考慮預(yù)應(yīng)力效應(yīng)。

3.3 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算規(guī)定

3.3.1　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：

S ≤ C　　　?。?.3.1）

式中　S —— 正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)組合值；
C —— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形，裂縫寬度和應(yīng)力等的限值。荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 的規(guī)定進(jìn)行計算。

3.3.2　受彎構(gòu)件的最大撓度應(yīng)按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響進(jìn)行計算，其計算值不應(yīng)超過表 3.3.2 規(guī)定的撓度限值。　

表 3.3.2 受彎構(gòu)件的撓度限值

構(gòu) 件類型	撓度限值
吊車梁：手動吊車電動吊車	L₀/500 L₀/600
屋蓋、樓蓋及樓梯構(gòu)件：當(dāng) L₀＜7m 時當(dāng) 7≤L₀≤9m 時當(dāng) L₀＞9m 時	L₀/200（L₀/250） L₀/250（L₀/300） L₀/300（L₀/400）

    注：1、表中 L₀ 為構(gòu)件的計算長度；
    2 、表中括號中的數(shù)值適用于使用上對撓度有較高要求的構(gòu)件；
    3、如果構(gòu)件制作時預(yù)先起拱，且使用上也允許，則在驗(yàn)算撓度時，可將計算所得的撓度值減去起拱值；對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，尚可減去預(yù)加力所產(chǎn)生的反拱值；
    4、計算懸臂構(gòu)件的撓度限值時，其計算跨度按實(shí)際懸臂長度的 2 倍取用。

3.3.3　結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面的裂縫控制等級分為三級。裂縫控制等級的劃分應(yīng)符合下列規(guī)定：

    一級 —— 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力；

    二級 —— 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力大于混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不宜產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)有可靠經(jīng)驗(yàn)時可適當(dāng)放松；

    三級 —— 允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響計算時，構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過表 3.3.4 規(guī)定的最大裂縫寬度限值。

3.3.4　結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類別和本規(guī)范表 3.4.1 規(guī)定的環(huán)境類別，按表 3.3.4 的規(guī)定選用不同的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值 ω_lim。

表 3.3.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值

環(huán)境類別	鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)		預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)
環(huán)境類別	裂縫控制等級	ω_lim（mm）	裂縫控制等級	ω_lim（mm）
二	三	0.3（0.4）	三	0.2
二	三	0.2	二	—
三	三	0.2	一	—

    注：1、表中的規(guī)定適用于采用熱軋鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件和采用預(yù)應(yīng)力鋼絲，鋼絞線及熱處理鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；當(dāng)采用其他類別的鋼絲或鋼筋時，其裂縫控制要求可按專門標(biāo)準(zhǔn)確定；

    2、對處于年平均相對濕度小于 60% 地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構(gòu)件，其最大裂縫寬度限值或采用括號內(nèi)的數(shù)值；

    3、在一類環(huán)境下，對鋼筋混凝土屋架，托架及需作疲勞驗(yàn)算的吊車梁，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為 0.2mm；對鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為 0.3mm；

    4、在一類環(huán)境下，對預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁，托梁，屋架，托架，屋面板和樓板，應(yīng)按二級裂縫控制等級進(jìn)行驗(yàn)算；在一類和二類環(huán)境下，對需作疲勞驗(yàn)算的預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁，應(yīng)按一級裂縫控制等級進(jìn)行驗(yàn)算；

    5、表中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級和最大裂縫寬度限值公適用于正截面的驗(yàn)算；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的斜截面裂縫控制驗(yàn)算應(yīng)符合本規(guī)范第 8 章的要求；

    6、對于煙囪，筒倉和處于液體壓力下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；

    7、對于處于四，五類環(huán)境下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；

    8、表中的最大裂縫寬度限值用于驗(yàn)算荷載作用引起的最大裂縫寬度。

    3.4 耐久性規(guī)定

3.4.1　混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性應(yīng)根據(jù)表 3.4.1 的環(huán)境類別和設(shè)計使用年限進(jìn)行設(shè)計。

表 3.4.1　　　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

注：嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的劃分應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)程》JGJ24 的規(guī)定。

3.4.2　一類，二類和三類環(huán)境中，設(shè)計使用年限為 50 年的結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)符合表 3.4.2 的規(guī)定。

表 3.4.1　　　混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別

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		0.65	225	C20	1.0	不限制
二	a	0.65	250	C25	0.3	3.0
二	b	0.55	275	C30	0.2	3.0
三		0.50	300	C30	0.1	3.0

    注：1、氯離子含量系指其占水泥用量的百分率；

    2、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土中的最大氯離子含量為 0.06%，最小水泥用量為 300kg/m³；最低混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)按表中規(guī)定提高兩個等級；

    3、素混凝土構(gòu)件的最小水泥用量不應(yīng)少于表中數(shù)值減 25kg/m³；

    4、當(dāng)混凝土中加入活性摻合料或能提高耐久性的外加劑時，可適當(dāng)降低最小水泥用量；

    5、當(dāng)有可靠工程經(jīng)驗(yàn)時，處于一類和二類環(huán)境中的最低混凝土強(qiáng)度等級可降低一個等級；

    6、當(dāng)使用非堿活性骨料時，對混凝土中的堿含量可不作限制。

    3.4.3　一類環(huán)境中，設(shè)計使用年限為100 年的結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)符合下列規(guī)定：

    1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最低混凝土強(qiáng)度等級為C30；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的最低混凝土強(qiáng)度等級為 C40；

    2、混凝土中的最大氯離子含量為0.06%；

    3、宜使用非堿活性骨料；當(dāng)使用堿活性骨料時，混凝土中的最大堿含量為 3.0kg/m³；

    4、混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)按本規(guī)范表 9.2.1 的規(guī)定增加 40%；當(dāng)采取有效的表面防護(hù)措施時，混凝土保護(hù)層厚度可適當(dāng)減少；

    5、在使用過程中，應(yīng)定期維護(hù)。

3.4.4　二類和三類環(huán)境中，設(shè)計使用年限為100 年的混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取專門有效措施。

3.4.5　嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)的潮濕環(huán)境中，結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)滿足抗凍要求，混凝土抗凍等級應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.4.6　有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.4.7　三類環(huán)境中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其受力鋼筋宜采用環(huán)氧樹脂涂層帶肋鋼筋；對預(yù)應(yīng)力鋼筋，錨具及連接器，應(yīng)采取專門防護(hù)措施。

3.4.8　四類和五類環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)，其耐久性要求應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

對臨時性混凝土結(jié)構(gòu)，可不考慮混凝土的耐久性要求。

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