混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計規(guī)定
3.1 一般規(guī)定
3.1.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計,包括結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件布置及傳力途徑;
2 作用及作用效應(yīng)分析;
3 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計;
4 結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的構(gòu)造、連接措施;
5 耐久性及施工的要求;
6 滿足特殊要求結(jié)構(gòu)的專門性能設(shè)計。
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3.1.1 為滿足建筑方案并從根本上保證結(jié)構(gòu)安全,設(shè)計的內(nèi)容應(yīng)在以構(gòu)件設(shè)計為主的基礎(chǔ)上擴展到考慮整個結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計。本次修訂補充有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求,包括結(jié)構(gòu)方案、內(nèi)力分析、截面設(shè)計、連接構(gòu)造、耐久性、施工可行性及特殊工程的性能設(shè)計等。
3.1.2 本規(guī)范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)計表達式進行設(shè)計。
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3.1.2 本規(guī)范根據(jù)現(xiàn)行國家標準《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》GB 50153及《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》GB 50068的規(guī)定,采用概率極限狀態(tài)設(shè)計方法,以分項系數(shù)的形式表達。包括結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、荷載分項系數(shù)、材料性能分項系數(shù)(材料分項系數(shù),有時直接以材料的強度設(shè)計值表達)、抗力模型不定性系數(shù)(構(gòu)件承載力調(diào)整系數(shù))等。對難于定量計算的間接作用和耐久性等,仍采用基于經(jīng)驗的定性方法進行設(shè)計。
本規(guī)范中的荷載分項系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009的規(guī)定取用。
3.1.3 混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計應(yīng)包括:
1 承載能力極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞、發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形或因結(jié)構(gòu)局部破壞而引發(fā)的連續(xù)倒塌;
2 正常使用極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用的某項規(guī)定限值或耐久性能的某種規(guī)定狀態(tài)。
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3.1.3 對混凝土結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的分類系根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》GB 50153確定的。極限狀態(tài)仍分為兩類,但內(nèi)容比原規(guī)范有所擴大:在承載能力極限狀態(tài)中增加了結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌的內(nèi)容;在正常使用極限狀態(tài)中增加了樓蓋舒適度的要求。
3.1.4 結(jié)構(gòu)上的直接作用(荷載)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009及相關(guān)標準確定;地震作用應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011確定。
間接作用和偶然作用應(yīng)根據(jù)有關(guān)的標準或具體情況確定。
直接承受吊車荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)考慮吊車荷載的動力系數(shù)。預(yù)制構(gòu)件制作、運輸及安裝時應(yīng)考慮相應(yīng)的動力系數(shù)。對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),必要時應(yīng)考慮施工階段的荷載。
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3.1.4 本條規(guī)定了確定結(jié)構(gòu)上作用的原則,直接作用根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009確定;地震作用根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011確定;對于直接承受吊車荷載的構(gòu)件以及預(yù)制構(gòu)件、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)等,應(yīng)按不同工況確定相應(yīng)的動力系數(shù)或施工荷載。
對于混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞問題,主要是吊車梁構(gòu)件的疲勞驗算。其設(shè)計方法與吊車的工作級別和材料的疲勞強度有關(guān),近年均有較大變化。當設(shè)計直接承受重級工作制吊車的吊車梁時,建議根據(jù)工程經(jīng)驗采用鋼結(jié)構(gòu)的形式。
本次修訂增加了對間接作用的規(guī)定。間接作用包括溫度變化、混凝土收縮與徐變、強迫位移、環(huán)境引起材料性能劣化等造成的影響,設(shè)計時應(yīng)根據(jù)有關(guān)標準、工程特點及具體情況確定,通常仍采用經(jīng)驗性的構(gòu)造措施進行設(shè)計。
對于罕遇自然災(zāi)害以及爆炸、撞擊、火災(zāi)等偶然作用以及非常規(guī)的特殊作用,應(yīng)根據(jù)有關(guān)標準或由具體條件和設(shè)計要求確定。
3.1.5 混凝土結(jié)構(gòu)的安全等級和設(shè)計使用年限應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》GB 50153的規(guī)定。
混凝土結(jié)構(gòu)中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級,宜與整個結(jié)構(gòu)的安全等級相同。對其中部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級,可根據(jù)其重要程度適當調(diào)整。對于結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位,宜適當提高其安全等級。
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3.1.5 混凝土結(jié)構(gòu)的安全等級由現(xiàn)行國家標準《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》GB 50153確定。本條僅補充規(guī)定:可以根據(jù)實際情況調(diào)整構(gòu)件的安全等級。對破壞引起嚴重后果的重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位,宜適當提高安全等級、加大構(gòu)件重要性系數(shù);對一般結(jié)構(gòu)中的次要構(gòu)件及可更換構(gòu)件,可根據(jù)具體情況適當降低其重要性系數(shù)。
3.1.6 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮施工技術(shù)水平以及實際工程條件的可行性。有特殊要求的混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)提出相應(yīng)的施工要求。
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3.1.6 設(shè)計應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件(材料、工藝、機具等)考慮施工的可行性。對特殊結(jié)構(gòu),應(yīng)提出控制關(guān)鍵技術(shù)的要求,以達到設(shè)計目標。
3.1.7 設(shè)計應(yīng)明確結(jié)構(gòu)的用途,在設(shè)計使用年限內(nèi)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。
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3.1.7 各類建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限并不一致,應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》GB 50068的規(guī)定取用,相應(yīng)的荷載設(shè)計值及耐久性措施均應(yīng)依據(jù)設(shè)計使用年限確定。改變用途和使用環(huán)境(如超載使用、結(jié)構(gòu)開洞、改變使用功能、使用環(huán)境惡化等)的情況均會影響其安全及使用年限。任何對結(jié)構(gòu)的改變(無論是在建結(jié)構(gòu)或既有結(jié)構(gòu))均須經(jīng)設(shè)計許可或技術(shù)鑒定,以保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)的安全和使用功能。
3.2 結(jié)構(gòu)方案
3.2.1 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案應(yīng)符合下列要求:
1 選用合理的結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件形式和布置;
2 結(jié)構(gòu)的平、立面布置宜規(guī)則,各部分的質(zhì)量和剛度宜均勻、連續(xù);
3 結(jié)構(gòu)傳力途徑應(yīng)簡捷、明確,豎向構(gòu)件宜連續(xù)貫通、對齊;
4 宜采用超靜定結(jié)構(gòu),重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位應(yīng)增加冗余約束或有多條傳力途徑;
5 宜采取減小偶然作用影響的措施。
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3.2.1 災(zāi)害調(diào)查和事故分析表明:結(jié)構(gòu)方案對建筑物的安全有著決定性的影響。在與建筑方案協(xié)調(diào)時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)體形(高寬比、長寬比)適當;傳力途徑和構(gòu)件布置能夠保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性;避免因局部破壞引發(fā)結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌。本條提出了在方案階段應(yīng)考慮加強結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性的設(shè)計原則。
3.2.2 混凝土結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)縫的設(shè)計應(yīng)符合下列要求:
1 應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點及建筑尺度、形狀、使用功能要求,合理確定結(jié)構(gòu)縫的位置和構(gòu)造形式;
2 宜控制結(jié)構(gòu)縫的數(shù)量,并應(yīng)采取有效措施減少設(shè)縫對使用功能的不利影響;
3 可根據(jù)需要設(shè)置施工階段的臨時性結(jié)構(gòu)縫。
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3.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計時通過設(shè)置結(jié)構(gòu)縫將結(jié)構(gòu)分割為若干相對獨立的單元。結(jié)構(gòu)縫包括伸縫、縮縫、沉降縫、防震縫、構(gòu)造縫、防連續(xù)倒塌的分割縫等。不同類型的結(jié)構(gòu)縫是為消除下列不利因素的影響:混凝土收縮、溫度變化引起的脹縮變形;基礎(chǔ)不均勻沉降;剛度及質(zhì)量突變;局部應(yīng)力集中;結(jié)構(gòu)防震;防止連續(xù)倒塌等。除永久性的結(jié)構(gòu)縫以外,還應(yīng)考慮設(shè)置施工接槎、后澆帶、控制縫等臨時性的縫以消除某些暫時性的不利影響。
結(jié)構(gòu)縫的設(shè)置應(yīng)考慮對建筑功能(如裝修觀感、止水防滲、保溫隔聲等)、結(jié)構(gòu)傳力(如結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件傳力)、構(gòu)造做法和施工可行性等造成的影響。應(yīng)遵循“一縫多能”的設(shè)計原則,采取有效的構(gòu)造措施。
3.2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接應(yīng)符合下列要求:
1 連接部位的承載力應(yīng)保證被連接構(gòu)件之間的傳力性能;
2 當混凝土構(gòu)件與其他材料構(gòu)件連接時,應(yīng)采取可靠的措施;
3 應(yīng)考慮構(gòu)件變形對連接節(jié)點及相鄰結(jié)構(gòu)或構(gòu)件造成的影響。
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3.2.3 構(gòu)件之間連接構(gòu)造設(shè)計的原則是:保證連接節(jié)點處被連接構(gòu)件之間的傳力性能符合設(shè)計要求;保證不同材料(混凝土、鋼、砌體等)結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的良好結(jié)合;選擇可靠的連接方式以保證可靠傳力;連接節(jié)點尚應(yīng)考慮被連接構(gòu)件之間變形的影響以及相容條件,以避免、減少不利影響。
3.2.4 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合節(jié)省材料、方便施工、降低能耗與保護環(huán)境的要求。
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3.2.4 本條提出了結(jié)構(gòu)方案設(shè)計階段應(yīng)綜合考慮的“四節(jié)一環(huán)?!钡葐栴}。
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