对混凝土结构设计规范修订内容的理解

皮净灵

摘要：《混凝土结构设计规范》不断地修订、完善，规范不是单纯的技术性文件，它还具有一定的社会性，受制于当代社会的经济条件和技术水平。条文说明中只有一些作为依据的简单理论性解释，需对规范中的修订内容加以理解，使设计具备可操作性。

关键词：规范修订；理解应用

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

1 理解混凝土规范的必要性

随着结构理论的发展和工程实践的深入，《混凝土结构设计规范》不断地修订、完善。规范不是单纯的技术性文件，它还具有一定的社会性，受制于当代社会的经济条件和技术水平，需充分考虑施工工艺和设计习惯，以具备可操作性。规范只在条文说明中才有一些作为依据的简单理论性解释，必须充分理解结构理论和工程背景，才能根据具体情况做好设计，否则只能死抠着规范条例进行拼凑式设计。

2 对规范修订的理解

2.1 修订背景

混凝土结构需要消耗大量的钢筋和水泥，从而消耗大量资源和能源，并造成环境污染，迫切地需要提高材料的强度和性能；近年来天灾人祸不断，人类对结构的安全度要求显著增加，迫切地需要提高结构的抗灾害能力；为可持续性发展，迫切地需要提高混凝土耐久性；而大量的现有混凝土结构增加其使用率，迫切地需要进行结构再设计。

根据上述情况，修订的内容强调：从截面计算到结构设计；提高结构的抗灾害能力；耐久性及既有结构的再设计；调整结构的安全度设置水平；采用高强—高性能材料。

2.2 材料的提高

我国建筑事业发展迅速，随着建筑更高、更大、更轻，对建筑材料的要求也更高，作为建筑主要的结构形式—混凝土结构，混凝土和钢筋要求轻质高强、耐久性更好。

2.2.1 混凝土

规范修订提高了混凝土强度等级下限，除素混凝土可以用C15外，均采用C20及以上强度等级的混凝土。采用400MPa及以上高强钢筋的构件，混凝土强度等级不应低于C25。承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不应低于C30。对于预应力构件的混凝土，强度不应低于C30。采用高强预应力钢筋时不宜低于C40。常用受力构件的混凝土强度等级，对受弯构件提高1级，对受压构件提高2级。这种提高混凝土的方式并不是提高最高强度（C80），而是将常用混凝土等级大范围提高1～２个等级，比较经济。

高强混凝土脆性大，造价亦贵，可以考虑发展约束混凝土，多轴应力状态下的混凝土强度能有效提高，且延性显著增加。在柱端、梁端等受力大的部位，尤其是受压的立柱或局部受压区域，利用连续、封闭、密集的箍筋，使混凝土成为约束混凝土，能有效的提高构件的承载力和延性。

2.2.2 钢筋

规范修订提高了钢筋强度，普通钢筋有HPB300、HRB335、HRBF335、HRB400、HRBF400、RRB400、HRB500、HRBF500。HPB300是低碳钢筋，强度较低，但延性好。HRB是合金钢筋，强度高，延性、焊接性能、机械连接适应性、施工适应性都很优越，但价格比较高，可用于结构的关键受力部位及延性要求较高的部位。HRBF是细控轧晶粒钢筋，强度高，延性较好，但焊接性能及施工适应性较差，可用于一般受力钢筋。

为解决密集配筋的问题，可采用并筋，以便设计与施工。

2.3 设计理念的完善

以往规范中结构分析采用线弹性分析，这种分析方法以结构力学为基础，有局限性，对于现代高度高、跨度大的复杂结构不适用。随着计算机处理数据能力的快速提升，非线性分析方法在新规范中得以采用，弹塑性分析、塑性极限分析等方法更趋完善，间接作用分析、结构试验分析也填补了结构分析空缺。

弹性分析法适用于一般混凝土结构在正常使用极限状态下和承载能力极限状态下作用效应分析。因其简单、实用，使设计偏于安全，仍是一种普遍适用常规结构的基本方法。塑性内力重分布法对屈服截面进行了调幅计算，适用于连续梁板计算，要求采用延性好的钢筋，可简化设计和节约材料，充分发挥构件抗力潜力。弹塑性分析法适用于大型、重要、复杂的混凝土工程，先设定好结构的形状、尺寸、边界条件、材料性能和配筋等，后进行分析计算。规范只对分析方法做了原则性的规定，因此，需根据工程实际情况建模、合理简化假定等。塑性极限分析法适用于周边有梁或墙支承的双向板计算，要求有足够的塑性变形能力。间接作用分析法适用于一些如大体积混凝土、超长结构会产生严重裂缝的体量大、形状复杂、功能多的结构，由于引起间接作用的因素太多，规律也不明显，因此规范只能给出一般原则。试验分析是复核计算结果、验证假设模型的重要手段，不规则或受力复杂的结构可采用这种方法。

2.4 计算方法与构造措施改进

2.4.1 计算方法

混凝土构件的正截面承载力、斜截面承载力、抗扭承载力、抗冲切承载力、裂缝宽度验算等在规范中从计算模型、计算公式、计算参数等都有所变化，同时也引入了协调扭转等概念。

对需考虑自身挠曲引起的弯矩增大的二阶效应的受压构件的计算方法进行了修订，与结构侧移引起的二阶效应加以区分。受剪承载力的计算公式混凝土项系数统一表达，不再过于繁琐；箍筋抗剪承载力计算值降低，使得需要增加配箍量，可以提高结构安全储备。为发掘抗冲切承载力，计算公式中的抗力项系数增大。构件的裂缝控制要按荷载准永久组合进行验算，降低了荷载效应及裂缝宽度的计算值；同时调低公式中构件受力特征系数，将裂缝宽度计算值减小10%以上，缓和了由于使用高强钢筋引起构件挠度增加、裂缝变宽的问题。

2.4.2 构造措施

构造设计是结构设计的核心部分之一，好的构造措施能保证结构安全，规范修订了基本构造要求及各种构件构造措施，总的趋势是增加钢筋的用量。

规范修订中，放松对伸缩缝最大间距控制，增加控制缝来解决间接裂缝引起的不良后果。比如在墙容易产生收缩裂缝的部位，故意设置成薄弱截面，引导裂缝在此发生，预埋止水带，并用建筑装饰消除裂缝的观感。对钢筋的保护层厚度适当增大，增加了钢筋耐久性。为合理控制钢筋锚固长度，完善锚固修正系数及连乘原则，推广机械锚固方法。受压构件的最小配筋率稍有增加，使结构更加安全。改进板、梁、墙、叠合构件的构造要求，完善各种构件的构造设计。

3 规范修订的局限性

任何一本规范都不能完全指导和解决工程中的所有问题，现行规范能适用于大部分工程，但仍有局限性，这种局限性可由理论研究预见，也可能在后面的实施过程中逐渐体现出来，我们要做的不是否定而是改进，并找到应对方法。

参考文献

[1]GB50010-2010 混凝土结构设计规范 [S].北京：建筑工业出版社，2011.