中华人民共和国国家标准 GB 50010-2010
编辑本段混凝土结构设计规范 Code for design of concrete structures
主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部 批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期:2011
年7
月1
日 关于发布国家标准《混凝土结构设计规范》的公告:现批准《混凝土结构设计规范》为国家标准,编号为GB 50010-2010
,自2011
年7
月1
日起施行。其中,3.1.7
、3.3.2
、4.1.3
、4.1.4
、4.2.2
、4.2.3
、8.5.1
、10.1.1
、11.1.3
、11.2.3
、11.3.1
、11.3.6
、11.4.12
、11.7.14
为强制性条文,必须严格执行。原《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
年同时废止。 本规范由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。 中华人民共和国住房和城乡建设部 2010
年8
月18
日 编辑本段前 言 根据原建设部《关于印发<2006
年工程建设标准规范制订、修订计划(
第一批)>
的通知》(
建标[2006]77
号文)
要求,本规范由中国建筑科学研究院会同有关单位经调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上修订完成。 本规范的主要内容是:总则、术语和符号基本设计规定、材料、结构分析、承载能力极限状态计算、正常使用极限状态验算、构造规定、结构构件的基本规定、预应力混凝土结构构件、混凝土结构构件抗震设计以及有关的附录。 本规范修订的主要技术内容是:1
.补充了结构方案、结构防连续倒塌、既有结构设计和无粘结预应力设计的原则规定;2
.修改了正常使用极限状态验算的有关规定;3
.增加了500MPa
级带肋钢筋,以300MPa
级光圆钢筋取代了235MPa
级钢筋;4
.补充了复合受力构件设计的相关规定,修改了受剪、受冲切承载力计算公式;5
.调整了钢筋的保护层厚度、钢筋锚固长度和纵向受力钢筋最小配筋率的有关规定;6
.补充、修改了柱双向受剪、连梁和剪力墙边缘构件的抗震设计相关规定;7
.补充、修改了预应力混凝土构件及板柱节点抗震设计的相关要求。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。 编辑本段第1
章 总则 1
.0
.1
本次修订根据多年来的工程经验和研究成果,并总结了上一版规范的应用情况和存在问题,贯彻国家“
四节一环保”
的技术政策,对部分内容进行了补充和调整。适当扩充了混凝土结构耐久性的相关内容;引入了强度级别为500MPa
级的热轧带肋钢筋;对承载力极限状态计算方法、正常使用极限状态验算方法进行了改进;完善了部分结构构件的构造措施;补充了结构防连续倒塌和既有结构设计的相关内容等。 本次修订继承上一版规范为实现房屋、铁路、公路、港口和水利水电工程混凝土结构共性技术问题设计方法统一的原则,修订力求使本规范的共性技术问题能进一步为各行业规范认可。 1
.0
.2
本次修订补充了对结构防连续倒塌设计和既有结构设计的基本原则,同时增加了无粘结预应力混凝土结构的相关内容。 对采用陶粒、浮石、煤矸石等为骨料的轻骨料混凝土结构,应按专门标准进行设计。 设计下列结构时,尚应符合专门标准的有关规定: 1
超重混凝土结构、防辐射混凝土结构、耐酸(
碱)
混凝土结构等; 2
修建在湿陷性黄土、膨胀土地区或地下采掘区等的结构; 3
结构表面温度高于100
℃或有生产热源且结构表面温度经常高于60
℃的结构; 4
需作振动计算的结构。 1
.0
.3
本规范依据工程结构以及建筑结构的可靠性统一标准修订。本规范的内容是基于现阶段混凝土结构设计的成熟做法和对混凝土结构承载力以及正常使用的最低要求。当结构受力情况、材料性能等基本条件与本规范的编制依据有出入时,则需根据具体情况通过专门试验或分析加以解决。 1
.0
.4
本规范与相关的标准、规范进行了合理的分工和衔接,执行时尚应符合相关标准、规范的规定。 编辑本段第2
章 术语、符号 2.1
术语 2
.1
.1
混凝土结构 concrete structure
以混凝土为主制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。 2
.1
.2
素混凝土结构 plain concrete structure
无筋或不配置受力钢筋的混凝土结构。 2
.1
.3
普通钢筋 steel bar
用于混凝土结构构件中的各种非预应力筋的总称。 2
.1
.4
预应力筋 prestressing tendon and/or bar
用于混凝土结构构件中施加预应力的钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋等的总称。 2
.1
.5
钢筋混凝土结构 reinforced concrete structure
配置受力普通钢筋的混凝土结构。 2
.1
.6
预应力混凝土结构 prestressed concrete structure
配置受力的预应力筋,通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构。 2
.1
.7
现浇混凝土结构 cast-in-situ concrete structure
在现场原位支模并整体浇筑而成的混凝土结构。 2
.1
.8
装配式混凝土结构 precast concrete structure
由预制混凝土构件或部件装配、连接而成的混凝土结构。 2
.1
.9
装配整体式混凝土结构 assembled monolithic concrete structure
由预制混凝土构件或部件通过钢筋、连接件或施加预应力加以连接,并在连接部位浇筑混凝土而形成整体受力的混凝土结构。 2
.1
.10
叠合构件 composite member
由预制混凝土构件(
或既有混凝土结构构件)
和后浇混凝土组成,以两阶段成型的整体受力结构构件。 2
.1
.11
深受弯构件 deep flexural member
跨高比小于5
的受弯构件。 2
.1
.12
深梁 deepbeam
跨高比小于2
的简支单跨梁或跨高比小于2.5
的多跨连续梁。 2
.1
.13
先张法预应力混凝土结构 pretensioned prestressed concrete structure
在台座上张拉预应力筋后浇筑混凝土,并通过放张预应力筋由粘结传递而建立预应力的混凝土结构。 2
.1
.14
后张法预应力混凝土结构 post-tensioned prestressed concrete structure
浇筑混凝土并达到规定强度后,通过张拉预应力筋并在结构上锚固而建立预应力的混凝土结构。 2
.1
.15
无粘结预应力混凝土结构 unbonded prestressed concrete structure
配置与混凝土之间可保持相对滑动的无粘结预应力筋的后张法预应力混凝土结构。 2
.1
.16
有粘结预应力混凝土结构 bonded prestressed concrete structure
通过灌浆或与混凝土直接接触使预应力筋与混凝土之间相互粘结而建立预应力的混凝土结构。 2
.1
.17
结构缝 structural joint
根据结构设计需求而采取的分割混凝土结构间隔的总称。 2
.1
.18
混凝土保护层 concrete cover
结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土,简称保护层。 2
.1
.19
锚固长度 anchorage length
受力钢筋依靠其表面与混凝土的粘结作用或端部构造的挤压作用而达到设计承受应力所需的长度。 2
.1
.20
钢筋连接 splice of reinforcement
通过绑扎搭接、机械连接、焊接等方法实现钢筋之间内力传递的构造形式。 2
.1
.21
配筋率 ratio of reinforcement
混凝土构件中配置的钢筋面积(
或体积)
与规定的混凝土截面面积(
或体积)
的比值。 2
.1
.22
剪跨比 ratio of shear span to effective depth
截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值。 2
.1
.23
横向钢筋 transverse reinforcement
垂直于纵向受力钢筋的箍筋或间接钢筋。 2.2
符号 编辑本段第3
章 基本设计规定 3.1
一般规定 3
.1
.1
为满足建筑方案并从根本上保证结构安全,设计的内容应在以构件设计为主的基础上扩展到考虑整个结构体系的设计。本次修订补充有关结构设计的基本要求,包括结构方案、内力分析、截面设计、连接构造、耐久性、施工可行性及特殊工程的性能设计等。 3
.1
.2
本规范根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153
及《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068
的规定,采用概率极限状态设计方法,以分项系数的形式表达。包括结构重要性系数、荷载分项系数、材料性能分项系数(
材料分项系数,有时直接以材料的强度设计值表达)
、抗力模型不定性系数(
构件承载力调整系数)
等。对难于定量计算的间接作用和耐久性等,仍采用基于经验的定性方法进行设计。 本规范中的荷载分项系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009
的规定取用。 3
.1
.3
对混凝土结构极限状态的分类系根据《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153
确定的。极限状态仍分为两类,但内容比原规范有所扩大:在承载能力极限状态中增加了结构防连续倒塌的内容;在正常使用极限状态中增加了楼盖舒适度的要求。 3
.1
.4
本条规定了确定结构上作用的原则,直接作用根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009
确定;地震作用根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011
确定;对于直接承受吊车荷载的构件以及预制构件、现浇结构等,应按不同工况确定相应的动力系数或施工荷载。 对于混凝土结构的疲劳问题,主要是吊车梁构件的疲劳验算。其设计方法与吊车的工作级别和材料的疲劳强度有关,近年均有较大变化。当设计直接承受重级工作制吊车的吊车梁时,建议根据工程经验采用钢结构的形式。 本次修订增加了对间接作用的规定。间接作用包括温度变化、混凝土收缩与徐变、强迫位移、环境引起材料性能劣化等造成的影响,设计时应根据有关标准、工程特点及具体情况确定,通常仍采用经验性的构造措施进行设计。 对于罕遇自然灾害以及爆炸、撞击、火灾等偶然作用以及非常规的特殊作用,应根据有关标准或由具体条件和设计要求确定。 3
.1
.5
混凝土结构的安全等级由现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153
确定。本条仅补充规定:可以根据实际情况调整构件的安全等级。对破坏引起严重后果的重要构件和关键传力部位,宜适当提高安全等级、加大构件重要性系数;对一般结构中的次要构件及可更换构件,可根据具体情况适当降低其重要性系数。 3
.1
.6
设计应根据现有技术条件(
材料、工艺、机具等)
考虑施工的可行性。对特殊结构,应提出控制关键技术的要求,以达到设计目标。 3
.1
.7
各类建筑结构的设计使用年限并不一致,应按《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068
的规定取用,相应的荷载设计值及耐久性措施均应依据设计使用年限确定。改变用途和使用环境(
如超载使用、结构开洞、改变使用功能、使用环境恶化等)
的情况均会影响其安全及使用年限。任何对结构的改变(
无论是在建结构或既有结构)
均须经设计许可或技术鉴定,以保证结构在设计使用年限内的安全和使用功能。 3.2
结构方案 3.3
承载能力极限状态计算 3.4
正常使用极限状态验算 3.5
耐久性设计 3.6
防连续倒塌设计原则 3.7
既有结构设计原则 编辑本段第4
章 材料 4.1
混凝土 第4.1.1
条 混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值 系指按照标准方法制作养护的边长为150mm
的立方体试件,在28d
龄期用标准试验方法测得的具有95%
保证率的抗压强度。 第4.1.2
条素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15
;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20
;采用强度等级400MPa
及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25
。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40
,且不应低于C30
。承受重复荷载的钢筋混凝土构件,混凝土强度等级不应低于C30
。 第4.1.3
条混凝土轴心抗压强度的标准值fck
应按表4.1.3-1
采用;轴心抗拉强度的标准值ftk
应按表4.1.3-2
采用 表4.1.3-1
混凝土轴心抗压强度标准值(N/m
㎡) 表4.1.3-2
混凝土轴心抗压强度标准值(N/m
㎡) 第4.1.4
条混凝土轴心抗压强度的设计值fc
应按表4.1.3-1
采用;轴心抗拉强度的设计值ft
应按表4.1.3-2
采用 表4.1.4-1
混凝土轴心抗压强度标准值(N/m
㎡) 表4.1.4-2
混凝土轴心抗拉强度标准值(N/m
㎡) 第4.1.5
条混凝土受压和受拉的弹性模量Ec
宜按表4
.1
.5
采用。 混凝土的剪切变形模量GC
可按相应弹性模量值的40%
采用。 混凝土泊松比vc
可按0.2
采用。 注:1
当有可靠试验依据时,弹性模量可根据实测数据确定; 2
当混凝土中掺有大量矿物掺命料时,弹性模量可按规定龄期根据实测数据确定。 第4.1.6
条混凝土轴心抗压疲劳强度设计值、轴心抗拉疲劳强度设计值应分别按表4
.1
.4—1
、表4
.1
.4—2
中的强度设计值乘疲劳强度修正系数γρ
确定。混凝土受压或受拉疲劳强度修正系数γρ
应根据疲劳应力比值分别按表4
.1
.6—1
、表4
.1
.6—2
采用;当混凝土承受拉-
压疲劳应力作用时,疲劳强度修正系数γρ
取0.60
。 疲劳应力比值应按下列公式计算:: 第4.1.7
条混凝土疲劳变形模量Ec
应按表4.1.7
采用。 第4.1.8
条当温度在0
℃到100
℃范围内时,混凝土线膨胀系数αc
可采用1 ×10/
℃。 混凝土泊松比νc
可采用0.2
。 混凝土剪变模量Gc
可按表4.1.5
中混凝土弹性模量的0.4
倍采用 。 4.2
钢筋