5.2.1 结构分析时都应结合工程的实际情况和采用的力学模型,对承重结构进行适当简化,使其既能较正确反映结构的真实受力状态,又能够适应所选用分析软件的力学模型和运算能力,从根本上保证所分析结果的可靠性。

5.2.2 计算简图宜根据结构的实际形状、构件的受力和变形状况、构件间的连接和支承条件以及各种构造措施等,作合理的简化后确定。例如,支座或柱底的固定端应有相应的构造和配筋作保证;有地下室的建筑底层柱,其固定端的位置还取决于底板(梁)的刚度;节点连接构造的整体性决定连接处是按刚接还是按铰接考虑等。 
    当钢筋混凝土梁柱构件截面尺寸相对较大时,梁柱交汇点会形成相对的刚性节点区域。刚域尺寸的合理确定,会在一定程度上影响结构整体分析的精度。

5.2.3 一般的建筑结构的楼层大多数为现浇钢筋混凝土楼盖或有现浇面层的预制装配式楼盖,可近似假定楼盖在其自身平面内为无限刚性,以减少结构分析的自由度数,提高结构分析效率。实践证明,采用刚性楼盖假定对大多数建筑结构的分析精度都能够满足工程设计的需要。
    若因结构布置的变化导致楼盖面内刚度削弱或不均匀时,结构分析应考虑楼盖面内变形的影响。根据楼面结构的具体情况,楼盖面内弹性变形可按全楼、部分楼层或部分区域考虑。

5.2.4 现浇楼盖和装配整体式楼盖的楼板作为梁的有效翼缘,与梁一起形成T形截面,提高了楼面梁的刚度,结构分析时应予以考虑。当采用梁刚度放大系数法时,应考虑各梁截面尺寸大小的差异,以及各楼层楼板厚度的差异。

5.2.5 本条规定了考虑地基对上部结构影响的原则。

    本次修订补充、完善了02版规范的内容:丰富了分析模型、弹性分析、弹塑性分析、塑性极限分析等内容;增加了间接作用分析一节,弥补了02版规范中结构分析内容的不足。所列条款基本反映了我国混凝土结构的设计现状、工程经验和试验研究等方面所取得的进展,同时也参考了国外标准规范的相关内容。
    本规范只列入了结构分析的基本原则和各种分析方法的应用条件。各种结构分析方法的具体内容在有关标准中有更详尽的规定,可遵照执行。


5.1.1 在所有的情况下均应对结构的整体进行分析。结构中的重要部位、形状突变部位以及内力和变形有异常变化的部位(例如较大孔洞周围、节点及其附近、支座和集中荷载附近等),必要时应另作更详细的局部分析。
    对结构的两种极限状态进行结构分析时,应取用相应的作用组合。

5.1.2 结构在不同的工作阶段,例如结构的施工期、检修期和使用期,预制构件的制作、运输和安装阶段等,以及遭遇偶然作用的情况下,都可能出现多种不利的受力状况,应分别进行结构分析,并确定其可能的不利作用组合。 

5.1.3 结构分析应以结构的实际工作状况和受力条件为依据。结构分析的结果应有相应的构造措施加以保证。例如,固定端和刚节点的承受弯矩能力和对变形的限制;塑性铰充分转动的能力;适筋截面的配筋率或受压区相对高度的限制等。

5.1.4 结构分析方法均应符合三类基本方程,即力学平衡方程,变形协调(几何)条件和本构(物理)关系。其中力学平衡条件必须满足;变形协调条件应在不同程度上予以满足;本构关系则需合理地选用。

5.1.5 结构分析方法分类较多,各类方法的主要特点和应用范围如下:
    1 弹性分析方法是最基本和最成熟的结构分析方法,也是其他分析方法的基础和特例。它适用于分析一般结构。大部分混凝土结构的设计均基于此法。
    结构内力的弹性分析和截面承载力的极限状态设计相结合,实用上简易可行。按此设计的结构,其承载力一般偏于安全。少数结构因混凝土开裂部分的刚度减小而发生内力重分布,可能影响其他部分的开裂和变形状况。
    考虑到混凝土结构开裂后刚度的减小,对梁、柱构件可分别取用不同的刚度折减值,且不再考虑刚度随作用效应而变化。在此基础上,结构的内力和变形仍可采用弹性方法进行分析。
    2 考虑塑性内力重分布的分析方法可用于超静定混凝土结构设计。该方法具有充分发挥结构潜力,节约材料,简化设计和方便施工等优点。但应注意到,抗弯能力调低部位的变形和裂缝可能相应增大。
    3 弹塑性分析方法以钢筋混凝土的实际力学性能为依据,引入相应的本构关系后,可进行结构受力全过程分析,而且可以较好地解决各种体形和受力复杂结构的分析问题。但这种分析方法比较复杂,计算工作量大,各种非线性本构关系尚不够完善和统一,且要有成熟、稳定的软件提供使用,至今应用范围仍然有限,主要用于重要、复杂结构工程的分析和罕遇地震作用下的结构分析。
    4 塑性极限分析方法又称塑性分析法或极限平衡法。此法主要用于周边有梁或墙支承的双向板设计。工程设计和施工实践经验证明,在规定条件下按此法进行计算和构造设计简便易行,可以保证结构的安全。
    5 结构或其部分的体形不规则和受力状态复杂,又无恰当的简化分析方法时,可采用试验分析的方法。例如剪力墙及其孔洞周围,框架和桁架的主要节点,构件的疲劳,受力状态复杂的水坝等。

5.1.6 结构设计中采用计算机分析日趋普遍,商业的和自编的电算软件都必须保证其运算的可靠性。而且对每一项电算的结果都应作必要的判断和校核。

4.2.1 国家现行钢筋产品标准中,不再限制钢筋材料的化学成分和制作工艺,而按性能确定钢筋的牌号和强度级别,并以相应的符号表达。
    本次修订根据“四节一环保”的要求,提倡应用高强、高性能钢筋。根据混凝土构件对受力的性能要求,规定了各种牌号钢筋的选用原则。
    1 增加强度为500MPa级的高强热轧带肋钢筋;将400MPa、500MPa级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的主导钢筋推广应用,尤其是梁、柱和斜撑构件的纵向受力配筋应优先采用400MPa、500MPa级高强钢筋,500MPa级高强钢筋用于高层建筑的柱、大跨度与重荷载梁的纵向受力配筋更为有利;淘汰直径16mm及以上的HRB335热轧带肋钢筋,保留小直径的HRB335钢筋,主要用于中、小跨度楼板配筋以及剪力墙的分布筋配筋,还可用于构件的箍筋与构造配筋;用300MPa级光圆钢筋取代235MPa级光圆钢筋,将其规格限于直径6mm~14mm,主要用于小规格梁柱的箍筋与其他混凝土构件的构造配筋。对既有结构进行再设计时,235MPa级光圆钢筋的设计值仍可按原规范取值。
    2 推广应用具有较好的延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性的HRB系列普通热轧带肋钢筋。列入采用控温轧制工艺生产的HRBF400、HRBF500系列细晶粒带肋钢筋,取消牌号HRBF335钢筋。
    3 RRB400系列余热处理钢筋由轧制钢筋经高温淬水,余热处理后提高强度,资源能源消耗低、生产成本低。其延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性降低,一般可用于对变形性能及加工性能要求不高的构件中,如延性要求不高的基础、大体积混凝土、楼板以及次要的中小结构构件等。
    4 增加预应力筋的品种。增补高强、大直径的钢绞线;列入大直径预应力螺纹钢筋(精轧螺纹钢筋);列入中强度预应力钢丝以补充中等强度预应力筋的空缺,用于中、小跨度的预应力构件,但其在最大力下的总伸长率应满足本规范第4.2.4条的要求;淘汰锚固性能很差的刻痕钢丝。
    5 箍筋用于抗剪、抗扭及抗冲切设计时,其抗拉强度设计值发挥受到限制,不宜采用强度高于400MPa级的钢筋。当用于约束混凝土的间接配筋(如连续螺旋配箍或封闭焊接箍等)时,钢筋的高强度可以得到充分发挥,采用500MPa级钢筋具有一定的经济效益。
    6 近年来,我国强度高,性能好的预应力钢筋(钢丝、钢绞线)已可充分供应,故冷加工钢筋不再列入本规范。

4.2.2 钢筋及预应力筋的强度取值按现行国家标准《钢筋混凝土用钢》GB 1499、《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB 13014、《中强度预应力混凝土用钢丝》YB/T 156、 《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T 20065、《预应力混凝土用钢丝》GB/T 5223、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224等的规定给出,其应具有不小于95%的保证率。
    普通钢筋采用屈服强度标志。屈服强度标准值fyk相当于钢筋标准中的屈服强度特征值ReL。由于结构抗倒塌设计的需要,本次修订增列了钢筋极限强度(即钢筋拉断前相应于最大拉力下的强度)的标准值fstk,相当于钢筋标准中的抗拉强度特征值Rm
    国家标准《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》GB 1499.2修订报批稿中,已不再列入HRBF335钢筋和直径不小于16mm的HRB335钢筋;对HPB300光圆钢筋从产品供应与实际应用中已基本不采用直径不小于16mm的规格。故本次局部修订中删去了牌号为HRBF335钢筋,对HPB300、HRB335牌号的钢筋的最大公称直径限制在为14mm以下。
    预应力筋没有明显的屈服点,一般采用极限强度标志。极限强度标准值fptk相当于钢筋标准中的钢筋抗拉强度σb。在钢筋标准中一般取0.002残余应变所对应的应力σp0.2作为其条件屈服强度标准值fpyk。本条对新增的预应力螺纹钢筋及中强度预应力钢丝列出了有关的设计参数。
    本次修订补充了强度级别为1960MPa和直径为21.6mm的钢绞线。当用作后张预应力配筋时,应注意其与锚夹具的匹配性。应经检验并确认锚夹具及工艺可靠后方可在工程中应用。原规范预应力筋强度分档太琐碎,故删除不常使用的预应力筋的强度等级和直径,以简化设计时的选择。

4.2.4 本条明确提出了对钢筋延性的要求。根据我国钢筋标准,将最大力下总伸长率δgt(相当于钢筋标准中的Agt)作为控制钢筋延性的指标。最大力下总伸长率δgt不受断口-颈缩区域局部变形的影响,反映了钢筋拉断前达到最大力(极限强度)时的均匀应变,故又称均匀伸长率。
    对中强度预应力钢丝,产品标准规定其最大力下总伸长率δgt为2.5%。但本规范规定,中强度预应力钢丝用做预应力钢筋时,规定其最大力下总伸长率δgt应不小于3.5%。


4.2.7 为解决粗钢筋及配筋密集引起设计、施工的困难,本次修订提出了受力钢筋可采用并筋(钢筋束)的布置方式。国外标准中允许采用绑扎并筋的配筋形式,我国某些行业规范中已有类似的规定。经试验研究并借鉴国内、外的成熟做法,给出了利用截面积相等原则计算并筋等效直径的简便方法。本条还给出了应用并筋时,钢筋最大直径及并筋数量的限制。
    并筋等效直径的概念适用于本规范中钢筋间距、保护层厚度、裂缝宽度验算、钢筋锚固长度、搭接接头面积百分率及搭接长度等有关条文的计算及构造规定。
    相同直径的二并筋等效直径可取为1.41倍单根钢筋直径;三并筋等效直径可取为1.73倍单根钢筋直径。二并筋可按纵向或横向的方式布置;三并筋宜按品字形布置,并均按并筋的重心作为等效钢筋的重心。

4.2.8 钢筋代换除应满足等强代换的原则外,尚应综合考虑不同钢筋牌号的性能差异对裂缝宽度验算、最小配筋率、抗震构造要求等的影响,并应满足钢筋间距、保护层厚度、锚固长度、搭接接头面积百分率及搭接长度等的要求。

4.2.9 钢筋的专业化加工配送有利于节省材料、方便施工、提高工程质量。采用钢筋焊接网片时应符合《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的规定。宜进一步推广钢筋专业加工配送生产预制钢筋骨架的设计、施工方式。

4.2.10 混凝土结构设计中,要用到各类钢筋的公称直径、公称截面面积及理论重量。根据有关钢筋标准的规定在附录A中列出了有关的参数。

4.1.1 混凝土强度等级由立方体抗压强度标准值确定,立方体抗压强度标准值fcu,k是本规范混凝土各种力学指标的基本代表值。混凝土强度等级的保证率为95%:按混凝土强度总体分布的平均值减去1.645倍标准差的原则确定。
    由于粉煤灰等矿物掺合料在水泥及混凝土中大量应用,以及近年混凝土工程发展的实际情况,确定混凝土立方体抗压强度标准值的试验龄期不仅限于28d,可由设计根据具体情况适当延长。

4.1.2 我国建筑工程实际应用的混凝土强度和钢筋强度均低于发达国家。我国结构安全度总体上比国际水平低,但材料用量并不少,其原因在于国际上较高的安全度是依靠较高强度的材料实现的。为提高材料的利用效率,工程中应用的混凝土强度等级宜适当提高。C15级的低强度混凝土仅限用于素混凝土结构,各种配筋混凝土结构的混凝土强度等级也普遍稍有提高。
    本规范不适用于山砂混凝土及高炉矿渣混凝土,本次修订删除原规范中相关的注,其应符合专门标准的规定。

4.1.3 混凝土的强度标准值由立方体抗压强度标准值fcu,k经计算确定。
    1 轴心抗压强度标准值fck
    考虑到结构中混凝土的实体强度与立方体试件混凝土强度之间的差异,根据以往的经验,结合试验数据分析并参考其他国家的有关规定,对试件混凝土强度的修正系数取为0.88。
    棱柱强度与立方强度之比值αc1:对C50及以下普通混凝土取0.76;对高强混凝土C80取0.82,中间按线性插值;

4.1.6、4.1.7 根据等幅疲劳2×106次的试验研究结果,列出了混凝土的疲劳指标。疲劳指标包括混凝土疲劳强度设计值、混凝土疲劳变形模量。而疲劳强度设计值是混凝土强度设计值乘疲劳强度修正系数γp的数值。上述指标包括高强度混凝土的疲劳验算,但不包括变幅疲劳。
    结构构件中的混凝土,可能遭遇受压疲劳、受拉疲劳或拉-压交变疲劳的作用。本次修订根据试验研究,将不同的疲劳受力状态分别表达,扩大了疲劳应力比值的覆盖范围,并将疲劳强度修正系数的数值作了相应调整与补充。
    当蒸养温度超过60℃时混凝土容易产生裂缝,并不能简单依靠提高设计强度解决。因此,本次修订删去了蒸养温度超过60℃时,计算需要的混凝土强度设计值需提高20%的规定。

4.1.8 本条提供了进行混凝土间接作用效应计算所需的基本热工参数。包括线膨胀系数、导热系数和比热容,数据引自《水工混凝土结构设计规范》DL/T 5057的规定,并作了适当简化。

    既有结构为已建成、使用的结构。由于历史的原因,我国既有混凝土结构的设计将成为未来工程设计的重要内容。为保证既有结构的安全可靠并延长其使用年限,满足近年日益增多的既有结构加固改建的需要,本次修订新增一节,强调既有混凝土结构设计的原则。

3.7.1 既有结构设计适用于下列几种情况:达到设计年限后延长继续使用的年限;为消除安全隐患而进行的设计校核;结构改变用途和使用环境而进行的复核性设计;对既有结构进行改建、扩建;结构事故或灾后受损结构的修复、加固等。应根据不同的目的,选择不同的设计方案。

3.7.2 既有结构设计前,应根据现行国家标准《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344等进行检测,根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153、《工业建筑可靠性鉴定标准》GB 50144、《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292等的要求,对其安全性、适用性、耐久性及抗灾害能力进行评定,从而确定设计方案。设计方案有两类:复核性验算和重新进行设计。
    鉴于我国传统结构设计安全度偏低以及结构耐久性不足的历史背景,有大量的既有结构面临评定、验算等问题。验算宜符合本规范的规定,强调“宜”是可以根据具体情况作适当调整,如控制使用荷载和功能,控制使用年限等。因为充分利用既有建筑符合可持续发展的基本国策。
    当对既有结构进行改建、扩建或加固修复时,须重新进行设计。为保证安全,承载能力极限状态计算“应”按本规范要求进行,但对正常使用状态验算及构造措施仅作“宜”符合本规范的要求。同样可根据具体情况作适当调整,尽量减少重新设计在构造要求方面的经济代价。
    无论是复核验算和重新设计,均应考虑检测、评定以实测的结果确定相应的设计参数。

3.7.3 本条规定了既有结构设计的原则。避免只考虑局部加固处理的片面做法。本规范强调既有结构加强整体稳固性的原则,适用的范围更为广泛和系统。应避免由于仅对局部进行加固引起结构承载力或刚度的突变。
    设计应考虑既有结构的现状,通过检测分析确定既有部分的材料强度和几何参数,并尽量利用原设计的规定值。结构后加部分则完全按本规范的规定取值。应注意新旧材料结构间的可靠连接,并反映既有结构的承载历史以及施工支撑卸载状态对内力分配的影响。

    房屋结构在遭受偶然作用时如发生连续倒塌,将造成人员伤亡和财产损失,是对安全的最大威胁。总结结构倒塌和未倒塌的规律,采取针对性的措施加强结构的整体稳固性,就可以提高结构的抗灾性能,减少结构连续倒塌的可能性。
    混凝土结构防连续倒塌是提高结构综合抗灾能力的重要内容。在特定类型的偶然作用发生时或发生后,结构能够承受这种作用,或当结构体系发生局部垮塌时,依靠剩余结构体系仍能继续承载,避免发生与作用不相匹配的大范围破坏或连续倒塌。这就是结构防连续倒塌设计的目标。无法抗拒的地质灾害破坏作用,不包括在防连续倒塌设计的范围内。
    结构防连续倒塌设计涉及作用回避、作用宣泄、障碍防护等问题,本规范仅提出混凝土结构防连续倒塌的设计基本原则和概念设计的要求。

3.6.1 结构防连续倒塌设计的难度和代价很大,一般结构只须进行防连续倒塌的概念设计。本条给出了结构防连续倒塌概念设计的基本原则,以定性设计的方法增强结构的整体稳固性,控制发生连续倒塌和大范围破坏。当结构发生局部破坏时,如不引发大范围倒塌,即认为结构具有整体稳定性。结构和材料的延性、传力途径的多重性以及超静定结构体系,均能加强结构的整体稳定性。
    设置竖直方向和水平方向通长的纵向钢筋并应采取有效的连接、锚固措施,将整个结构连系成一个整体,是提供结构整体稳定性的有效方法之一。此外,加强楼梯、避难室、底层边墙、角柱等重要构件;在关键传力部位设置缓冲装置(防撞墙、裙房等)或泄能通道(开敞式布置或轻质墙体、屋盖等);布置分割缝以控制房屋连续倒塌的范围;增加重要构件及关键传力部位的冗余约束及备用传力途径(斜撑、拉杆)等,都是结构防连续倒塌概念设计的有效措施。

3.6.2 倒塌可能引起严重后果的安全等级为一级的可能遭受偶然作用的重要结构,以及为抵御灾害作用而必须增强抗灾能力的重要结构,宜进行防连续倒塌的设计。由于灾害和偶然作用的发生概率极小,且真正实现“防连续倒塌”的代价太大,应由业主根据实际情况确定。
    局部加强法是对多条传力途径交汇的关键传力部位和可能引发大面积倒塌的重要构件通过提高安全储备和变形能力,直接考虑偶然作用的影响进行设计。这种按特定的局部破坏状态的荷载组合进行构件设计,是保证结构整体稳定性的有效措施之一。
    当偶然事件产生特大荷载时,按效应的偶然组合进行设计以保持结构体系完整无缺往往代价太高,有时甚至不现实。此时,拉结构件法设计允许爆炸或撞击造成结构局部破坏,在某个竖向构件失效后,使其影响范围仅限于局部。按新的结构简图采用梁、悬索、悬臂的拉结模型继续承载受力,按整个结构不发生连续倒塌的原则进行设计,从而避免结构的整体垮塌。
    拆除构件法是按一定规则撤去结构体系中某部分构件,验算剩余结构的抗倒塌能力的计算方法。可采用弹性分析方法或非线性全过程动力分析方法。
    实际工程的防连续倒塌设计,应根据具体条件进行适当的选择。

3.6.3 本条介绍了混凝土结构防连续倒塌设计中有关设计参数的取值原则。效应除按偶然作用计算外,还宜考虑倒塌冲击引起的动力系数。材料强度取用标准值,钢筋强度改用极限强度,对无粘结预应力构件则应注意锚夹具对预应力筋有效强度的影响,还宜考虑动力作用下材料强化和脆性的影响,取相应的强度特征值。此外还应考虑倒塌对结构几何参数变化的影响。

3.5.1 混凝土结构的耐久性按正常使用极限状态控制,特点是随时间发展因材料劣化而引起性能衰减。耐久性极限状态表现为:钢筋混凝土构件表面出现锈胀裂缝;预应力筋开始锈蚀;结构表面混凝土出现可见的耐久性损伤(酥裂、粉化等)。材料劣化进一步发展还可能引起构件承载力问题,甚至发生破坏。
    由于影响混凝土结构材料性能劣化的因素比较复杂,其规律不确定性很大,一般建筑结构的耐久性设计只能采用经验性的定性方法解决。参考现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476的规定,根据调查研究及我国国情,并考虑房屋建筑混凝土结构的特点加以简化和调整,本规范规定了混凝土结构耐久性定性设计的基本内容。

3.5.2 结构所处环境是影响其耐久性的外因。本次修订对影响混凝土结构耐久性的环境类别进行了较详细的分类。环境类别是指混凝土暴露表面所处的环境条件,设计可根据实际情况确定适当的环境类别。
    干湿交替主要指室内潮湿、室外露天、地下水浸润、水位变动的环境。由于水和氧的反复作用,容易引起钢筋锈蚀和混凝土材料劣化。
    非严寒和非寒冷地区与严寒和寒冷地区的区别主要在于有无冰冻及冻融循环现象。关于严寒和寒冷地区的定义,《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93规定如下:严寒地区:最冷月平均温度低于或等于-10℃,日平均温度低于或等于5℃的天数不少于145d的地区;寒冷地区:最冷月平均温度高于-10℃、低于或等于0℃,日平均温度低于或等于5℃的天数不少于90d且少于145d的地区。也可参考该规范的附录采用。各地可根据当地气象台站的气象参数确定所属气候区域,也可根据《建筑气象参数标准》JGJ 35提供的参数确定所属气候区域。
    三类环境主要是指近海海风、盐渍土及使用除冰盐的环境。滨海室外环境与盐渍土地区的地下结构、北方城市冬季依靠喷洒盐水消除冰雪而对立交桥、周边结构及停车楼,都可能造成钢筋腐蚀的影响。
    四类和五类环境的详细划分和耐久性设计方法不再列入本规范,它们由有关的标准规范解决。

3.5.3 混凝土材料的质量是影响结构耐久性的内因。根据对既有混凝土结构耐久性状态的调查结果和混凝土材料性能的研究,从材料抵抗性能退化的角度,表3.5.3提出了设计使用年限为50年的结构混凝土材料耐久性的基本要求。
    影响耐久性的主要因素是:混凝土的水胶比、强度等级、氯离子含量和碱含量。近年来水泥中多加入不同的掺合料,有效胶凝材料含量不确定性较大,故配合比设计的水灰比难以反映有效成分的影响。本次修订改用胶凝材料总量作水胶比及各种含量的控制,原规范中的“水灰比”改成“水胶比”,并删去了对于“最小水泥用量”的限制。混凝土的强度反映了其密实度而影响耐久性,故也提出了相应的要求。
    试验研究及工程实践均表明,在冻融循环环境中采用引气剂的混凝土抗冻性能可显著改善。故对采用引气剂抗冻的混凝土,可以适当降低强度等级的要求,采用括号中的数值。
    长期受到水作用的混凝土结构,可能引发碱骨料反应。对一类环境中的房屋建筑混凝土结构则可不作碱含量限制;对其他环境中混凝土结构应考虑碱含量的影响,计算方法可参考协会标准《混凝土碱含量限值标准》CECS 53:93。
    试验研究及工程实践均表明:混凝土的碱性可使钢筋表面钝化,免遭锈蚀;而氯离子引起钢筋脱钝和电化学腐蚀,会严重影响混凝土结构的耐久性。本次修订加严了氯离子含量的限值。为控制氯离子含量,应严格限制使用含功能性氯化物的外加剂(例如含氯化钙的促凝剂等)。

3.5.4 本条对不良环境及耐久性有特殊要求的混凝土结构构件提出了针对性的耐久性保护措施。
    对结构表面采用保护层及表面处理的防护措施,形成有利的混凝土表面小环境,是提高耐久性的有效措施。
    预应力筋存在应力腐蚀、氢脆等不利于耐久性的弱点,且其直径一般较细,对腐蚀比较敏感,破坏后果严重。为此应对预应力筋、连接器、锚夹具、锚头等容易遭受腐蚀的部位采取有效的保护措施。
    提高混凝土抗渗、抗冻性能有利于混凝土结构在恶劣环境下的耐久性。混凝土抗冻性能和抗渗性能的等级划分、配合比设计及试验方法等,应按有关标准的规定执行。混凝土抗渗和抗冻的设计可参考《水工混凝土结构设计规范》DL/T 5057的规定。
    对露天环境中的悬臂构件,如不采取有效防护措施,不宜采用悬臂板的结构形式而宜采用梁-板结构。
    室内正常环境以外的预埋件、吊钩等外露金属件容易引导锈蚀,宜采用内埋式或采取有效的防锈措施。
    对于可能导致严重腐蚀的三类环境中的构件,提出了提高耐久性的附加措施:如采用阻锈剂、环氧树脂或其他材料的涂层钢筋、不锈钢筋、阴极保护等方法。环氧树脂涂层钢筋是采用静电喷涂环氧树脂粉末工艺,在钢筋表面形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层。这种涂层可将钢筋与其周围混凝土隔开,使侵蚀性介质(如氯离子等)不直接接触钢筋表面,从而避免钢筋受到腐蚀。使用时应符合行业标准《环氧树脂涂层钢筋》JG 3042的规定。
    对某些恶劣环境中难以避免材料性能劣化的情况,还可以采取设计可更换构件的方法。

3.5.5、3.5.6 调查分析表明,国内实际使用超过100年的混凝土结构不多,但室内正常环境条件下实际使用70~80年的房屋建筑混凝土结构大多基本完好。因此在适当加严混凝土材料的控制、提高混凝土强度等级和保护层厚度并补充规定建立定期检查、维修制度的条件下,一类环境中混凝土结构的实际使用年限达到100年是可以得到保证的。而对于不利环境条件下的设计使用年限100年的结构,由于缺乏研究及工程经验,由专门设计解决。

3.5.7 更恶劣环境(海水环境、直接接触除冰盐的环境及其他侵蚀性环境)中混凝土结构耐久性的设计,可参考现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476。四类环境可参考现行国家行业标准《港口工程混凝土结构设计规范》JTJ 267;五类环境可参考现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046。

3.5.8 设计应提出设计使用年限内房屋建筑使用维护的要求,使用者应按规定的功能正常使用并定期检查、维修或者更换。

3.4.1 正常使用极限状态是通过对作用组合效应值的限值进行控制而实现的。本次修订根据对使用功能的进一步要求,新增加了对楼盖结构舒适度验算的要求。

3.4.2 对正常使用极限状态,89版规范规定按荷载的持久性采用两种组合;短期效应组合和长期效应组合。02版规范根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068的规定,将荷载的短期效应组合、长期效应组合改称为荷载效应的标准组合、准永久组合。在标准组合中,含有起控制作用的一个可变荷载标准值效应;在准永久组合中,含有可变荷载准永久值效应。这就使荷载效应组合的名称与荷载代表值的名称相对应。
    本次修订对构件挠度、裂缝宽度计算采用的荷载组合进行了调整,对钢筋混凝土构件改为采用荷载准永久组合并考虑长期作用的影响;对预应力混凝土构件仍采用荷载标准组合并考虑长期作用的影响。

3.4.3 构件变形挠度的限值应以不影响结构使用功能、外观及与其他构件的连接等要求为目的。工程实践表明,原规范验算的挠度限值基本合适,本次修订未作改动。
    悬臂构件是工程实践中容易发生事故的构件,表注1中规定设计时对其挠度的控制要求;表注4中参照欧洲标准EN 1992的规定,提出了起拱、反拱的限制,目的是为防止起拱、反拱过大引起的不良影响。当构件的挠度满足表3.4.3的要求,但相对使用要求仍然过大时,设计时可根据实际情况提出比表括号中的限值更加严格的要求。

3.4.4 本规范将裂缝控制等级划分为三级,等级是对裂缝控制严格程度而言的,设计人员需根据具体情况选用不同的等级。关于构件裂缝控制等级的划分,国际上一般都根据结构的功能要求、环境条件对钢筋的腐蚀影响、钢筋种类对腐蚀的敏感性和荷载作用的时间等因素来考虑。本规范在裂缝控制等级的划分上也考虑了以上因素。
    在具体划分裂缝控制等级和确定有关限值时,主要参考了下列资料:历次混凝土结构设计规范修订的有关规定及历史背景;工程实践经验及调查统计国内常用构件的设计状况及实际效果;耐久性专题研究对典型地区实际工程的调查以及长期暴露试验与快速试验的结果;国外规范的有关规定。
    经调查研究及与国外规范对比,原规范对受力裂缝的控制相对偏严,可适当放松。对结构构件正截面受力裂缝的控制等级仍按原规范划分为三个等级。一级保持不变;二级适当放松,仅控制拉应力不超过混凝土的抗拉强度标准值,删除了原规范中按荷载准永久组合计算构件边缘混凝土不宜产生拉应力的要求。
    对于裂缝控制三级的钢筋混凝土构件,根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153以及作为主要依据的现行国际标准《结构可靠性总原则》ISO 2394和欧洲规范《结构设计基础》EN 1990的规定,相应的荷载组合按正常使用极限状态的外观要求(限制过大的裂缝和挠度)的限值作了修改,选用荷载的准永久组合并考虑长期作用的影响进行裂缝宽度与挠度验算。
    对裂缝控制三级的预应力混凝土构件,考虑到结构安全及耐久性,基本维持原规范的要求,裂缝宽度限值0.20mm。仅在不利环境(二a类环境)时按荷载的标准组合验算裂缝宽度限值0.10mm;并按荷载的准永久组合并考虑长期作用的影响验算拉应力不大于混凝土的抗拉强度标准值。

3.4.5 本条对于裂缝宽度限值的要求基本依据原规范,并按新增的环境类别进行了调整。
    室内正常环境条件(一类环境)下钢筋混凝土构件最大裂缝剖形观察结果表明,不论裂缝宽度大小、使用时间长短、地区湿度高低,凡钢筋上不出现结露或水膜,则其裂缝处钢筋基本上未发现明显的锈蚀现象;国外的一些工程调查结果也表明了同样的观点。因此对于采用普通钢筋配筋的混凝土结构构件的裂缝宽度限值,考虑了现行国内外规范的有关规定,并参考了耐久性专题研究组对裂缝的调查结果,规定了裂缝宽度的限值。而对钢筋混凝土屋架、托架、主要屋面承重结构等构件,根据以往的工程经验,裂缝宽度限值宜从严控制;对吊车梁的裂缝宽度限值,也适当从严控制,分别在表注中作出了具体规定。
    对处于露天或室内潮湿环境(二类环境)条件下的钢筋混凝土构件,剖形观察结果表明,裂缝处钢筋都有不同程度的表面锈蚀,而当裂缝宽度小于或等于0.2mm时,裂缝处钢筋上只有轻微的表面锈蚀。根据上述情况,并参考国内外有关资料,规定最大裂缝宽度限值采用0.20mm。
    对使用除冰盐等的三类环境,锈蚀试验及工程实践表明,钢筋混凝土结构构件的受力裂缝宽度对耐久性的影响不是太大,故仍允许存在受力裂缝。参考国内外有关规范,规定最大裂缝宽度限值为0.2mm。
    对采用预应力钢丝、钢绞线及预应力螺纹钢筋的预应力混凝土构件,考虑到钢丝直径较小等原因,一旦出现裂缝会影响结构耐久性,故适当加严。本条规定在室内正常环境下控制裂缝宽度采用0.20mm;在露天环境(二a类)下控制裂缝宽度0.10mm。
    需指出,当混凝土保护层较大时,虽然受力裂缝宽度计算值也较大,但较大的混凝土保护层厚度对防止裂缝锈蚀是有利的。因此,对混凝土保护层厚度较大的构件,当在外观的要求上允许时,可根据实践经验,对表3.4.5中规范的裂缝宽度允许值作适当放大。 

3.4.6 本条提出了控制楼盖竖向自振频率的限值。对跨度较大的楼盖及业主有要求时,可按本条执行。一般楼盖的竖向自振频率可采用简化方法计算。对有特殊要求工业建筑,可参照现行国家标准《多层厂房楼盖结构抗微振设计规范》GB 50190进行验算。

3.3.1 本条列出了各类设计状况下的结构构件承载能力极限状态计算应考虑的内容。
    对只承受安装或检修用吊车的构件,根据使用情况和设计经验可不作疲劳验算。
    在各种偶然作用(罕遇自然灾害、人为过失以及爆炸、撞击、火灾等人为灾害)下,混凝土结构应能保证必要的整体稳固性。因此本次修订对倒塌可能引起严重后果的特别重要结构,增加了防连续倒塌设计的要求。

3.3.2 本条为承载能力极限状态设计的基本表达式,适用于本规范结构构件的承载力计算。
    符号S在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中为荷载组合的效应设计值;在现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中为地震作用效应与其他荷载效应基本组合的设计值,在本条中均为以内力形式表达。
    根据《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的规定,本次修订提出了构件抗力模型不定性系数(构件抗力调整系数)γRd的概念,在抗震设计中为抗震承载力调整系数γRE
    当几何参数的变异性对结构性能有明显影响时,需考虑其不利影响。例如,薄板的截面有效高度的变异性对薄板正截面承载力有明显影响,在计算截面有效高度时宜考虑施工允许偏差带来的不利影响。

3.3.3 对二维、三维的混凝土结构,当采用应力设计的形式进行承载能力极限状态设计时,可按等代内力的简化方法计算;当采用多轴强度准则进行设计验算时,应符合本规范附录C.4的有关规定。

3.3.4 对偶然作用下结构的承载能力极限状态设计,根据其受力特点对承载能力极限状态设计的表达形式进行了修正:作用效应设计值S按偶然组合计算;结构重要性系数γ0取不小于1.0的数值;材料强度取标准值。当进行防连续倒塌验算时,按本规范第3.6节的原则计算。 

3.3.5 对既有结构进行承载能力验算时,既有结构的承载力应符合复核验算的要求;而对既有结构重新设计时,则应按本规范第3.7节的原则计算。

3.2.1 灾害调查和事故分析表明:结构方案对建筑物的安全有着决定性的影响。在与建筑方案协调时应考虑结构体形(高宽比、长宽比)适当;传力途径和构件布置能够保证结构的整体稳固性;避免因局部破坏引发结构连续倒塌。本条提出了在方案阶段应考虑加强结构整体稳固性的设计原则。

3.2.2 结构设计时通过设置结构缝将结构分割为若干相对独立的单元。结构缝包括伸缝、缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、防连续倒塌的分割缝等。不同类型的结构缝是为消除下列不利因素的影响:混凝土收缩、温度变化引起的胀缩变形;基础不均匀沉降;刚度及质量突变;局部应力集中;结构防震;防止连续倒塌等。除永久性的结构缝以外,还应考虑设置施工接槎、后浇带、控制缝等临时性的缝以消除某些暂时性的不利影响。
    结构缝的设置应考虑对建筑功能(如装修观感、止水防渗、保温隔声等)、结构传力(如结构布置、构件传力)、构造做法和施工可行性等造成的影响。应遵循“一缝多能”的设计原则,采取有效的构造措施。

3.2.3 构件之间连接构造设计的原则是:保证连接节点处被连接构件之间的传力性能符合设计要求;保证不同材料(混凝土、钢、砌体等)结构构件之间的良好结合;选择可靠的连接方式以保证可靠传力;连接节点尚应考虑被连接构件之间变形的影响以及相容条件,以避免、减少不利影响。

3.2.4 本条提出了结构方案设计阶段应综合考虑的“四节一环保”等问题。