1、混凝土结构设计规范几个问题的理解摘要：每次新的混凝土结构设计规范的出版对于我们设计人员来说都是一次冲击，是技术上的冲击，也是一次设计理念上的冲击。 本文主要对混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）进行探讨。 关键词：混凝土结构；设计规范；混凝土保护层；钢筋锚固 中图分类号：TU37 文献标识码： A 文章编号： 引言 混凝土结构一直是我们最常用的结构， 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）修订反映我国近十年来混凝土结构学科的科研成果和工程建设中的新经验，标志着我国混凝土结构的计算理论和设计水平有了新的提高与发展。 1、钢筋的混凝土最小保护层厚度的调整 鉴于混凝土结构设计规范
2、 （GB50010-2002）中规定混凝土保护层最小厚度是指纵向受力钢筋的外表面至混凝土表面的距离，除长期干燥或永久置于水中的混凝土构件外，其他环境下的构件并不能满足设计使用年限内防止钢筋严重锈蚀的耐久性要求，并且为防止混凝土构件中最外侧箍筋和分布筋首先锈蚀并导致混凝土顺筋开裂和剥落，对其保护层厚度的要求应该与主筋相同， 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）从混凝土碳化、脱钝和钢筋锈蚀的耐久性角度综合考虑，不再以纵向受力筋的外缘，而以最外层钢筋（包括箍筋、构造筋、分布筋等）的外缘计算混凝土保护层厚度，规定混凝土保护层最小厚度是指钢筋的外表面至混凝土表面的距离，很显然， 混凝土结构设
3、计规范 （GB50010-2010）规定的混凝土保护层最小厚度既保护了纵向受力钢筋，又保护了箍筋、分布筋，比混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）规定混凝土保护层最小厚度有所加大。对由纵向钢筋和箍筋组成的梁、柱构件，混凝土保护层最小厚度的调整使正截面设计中截面有效高度 h0=h-as( 若仅布置一排钢筋时， 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）为 as=c+d纵/2， 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）为 as=c+d 箍+d 纵/2，见图 1）有所减少；对由纵向受力钢筋和分布钢筋组成板构件而言，新旧混凝土结构设计规范规定的保护层厚度不变，不影响正截面设计中
4、截面有效高度 h0=h-as。 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）除了修改对钢筋的混凝土最小保护层厚度定义外，还对结构构件所处耐久性环境类别进行了划分，对应环境等级修改， 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）调整了混凝土最小保护层的最小厚度 c（mm） ，对一般情况下混凝土结构的保护层厚度稍有增加，而对恶劣环境下的保护层厚度则增幅较大。 2、钢筋锚固和连接方式的改进 我国钢筋强度不断提高，结构形式的多样性也使锚固条件有很大的变化，根据近几年系统试验研究及可靠度分析的结构并参考国外标准，混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）提出 ab 即基本锚固长度，取代了原先
5、的 a，从基本锚固长度的计算公式看，公式并没有改变，但改变 ft 取值， 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）提出当混凝土强度等级高于 C60 时，ft 按 C60 取值，而混凝土结构设计规范（GB50010-2002）则是当混凝土强度等级高于 C40 时，ft 按 C40 取值。这主要是根据实验研究表明，高强混凝土的锚固性能被低估，原先的最高强度等级取 C40 偏于保守，其实这也是为推广高强度钢筋，如果采用原先的公式计算，高强度钢筋的基本锚固长度有些长。另外， 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）删除混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）中锚固性能差的刻痕钢
6、丝，同时提出当混凝土保护层厚度不大于 5d 时，在钢筋锚固长度范围内配置构造钢筋的要求。当不考虑锚固长度修正时，取相同直径 d，采用混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）和混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）计算受拉钢筋锚固长度。 3、钢筋用量的分析 工程概况：按混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）计算，梁、柱、墙受力钢筋采用 HRB400 级，梁、柱箍筋和墙中构造筋以及板中钢筋均采用 HRB335 级。 工程概况：按混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）计算，梁、柱、墙受力钢筋采用 HRB400 级，梁箍筋和构造筋、墙构造筋以及板中钢筋均采用 HR
7、B335 级。 工程概况：按混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）计算，梁、柱、墙受力钢筋采用 HRB500 级，梁箍筋采用 HRB400 级，墙构造筋及板中钢筋仍采用 HRB335 级。 通过中国建筑科学研究院研发的 PKPM 程序模拟计算，其计算结果如下： 3.1 剪力墙结构 工况与工况比较：在钢筋强度等级相同的条件下，按混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）计算的钢筋总用量（748.84t）比按混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）计算的钢筋总用量（747.83t）略有增加，比值为 1.001；其中梁箍筋（HRB335 级）的用量因规范修订稿中受剪公式的改变
8、有较明显增加，梁中受力主筋（HRB400 级）的用量因混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）中裂缝宽度计算公式的改变有所减少；板和墙的钢筋用量受最小配筋率控制，基本无变化。工况与工况比较：工况仍按新修订的混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）计算，但梁中箍筋改为 HRB400 级，梁、板和墙中的受力主筋改为 HRB500 级。可以看出，钢筋总用量（742.23t）比按混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）计算的钢筋总用量（747.83t）略有减少，比值为 0.993；其中梁箍筋用量仅略有增加，而梁中受力主筋的用量则减少明显，梁中钢用量合计减少约 5.6%；板和墙的
9、钢筋用量仍受最小配筋率控制，变化不大。工况与工况比较：工况和工况均按混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）计算，只是工况提高钢筋强度等级，可看出两种工况下钢筋总用量基本相同，主要是因为板和墙的钢筋用量受最小配筋率控制变化不大，而梁中箍筋和受力主筋用量则有明显减少。 3.2 框架结构 工况与工况比较：在钢筋强度等级相同的条件下，按混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）计算的钢筋总用量（229.73t）比按混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）计算的钢筋总用量（231.13t）略有减少，比值为 0.994；其中梁箍筋（HRB335 级）的用量因规范修订稿中受剪公式的改
10、变有较明显增加，而梁中受力主筋（HRB400 级）的用量因规范修订稿中裂缝宽度计算公式的改变有所减少；板的钢筋用量受最小配筋率控制，基本无变化；柱的钢筋用量略有增加。工况与工况比较：工况仍按混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）计算，但梁和柱的受力主筋改为 HRB500 级。可以看出，钢筋总用量（217.35t）比按混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）计算的钢筋总用量（231.13t）减少约 6%（比值为 0.940） ；其中梁箍筋用量增加较明显，而梁中受力主筋的用量则减少明显，梁中钢用量合计减少约10.9%（比值为 0.891） ；板和柱的钢筋用量仍受最小配筋率控制，变
11、化不大。工况与工况比较：工况和工况均按混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）计算，只是工况梁和柱的受力主筋改为 HRB500 级。可看出提高受力主筋强度等级后钢筋总用量减少约 5.4%（工况钢筋总用量为 217.35t，工况钢筋总用量为 229.73t，比值为 0.946） 。 结束语 在我国当前迅速发展的工程建设领域中，混凝土结构是我国工程建设中应用最广泛的一种结构形式之一，全面修订的混凝土结构设计规范在新材料应用、设计理论发展等方面有重大进步，对确保工程质量，促进我国钢筋混凝土结构设计水平，进一步提高及混凝土结构学科的发展起到有力的推动作用。 参考文献 1 混凝土结构设计规范.GB50010-2010S.北京 : 中国建筑工业出版社，2011. 2 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 .GB50010-2002S. 北京 : 中国建筑工业出版社，2002. 3 王选峰 .混凝土结构设计规范学习的体会 J. 四川建筑科学研究，2010(12).
