《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010－2002）之基本規(guī)定
2006-02-15 00:00
3 基本規(guī)定
3.1 一般規(guī)定
3.1 一般規(guī)定
3.1.1 本規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度，采用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.1.2 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足。設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)分為以下兩類：
1、承載能力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形；
2、正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。
3.1.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求，分別按下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算：
1、承載力及穩(wěn)定：所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載力（包括失穩(wěn)）計(jì)算；在必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移及漂浮驗(yàn)算；
有抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震的承載力驗(yàn)算；
2、疲勞：直接承受吊車的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算；但直接承受安裝或檢修用吊車的構(gòu)件，根據(jù)使用情況和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可不作疲勞驗(yàn)算；
3、變形：對(duì)使用上需要控制變形值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算；
4、抗裂及裂縫寬度：對(duì)使用上要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)算；對(duì)使用上允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算；對(duì)疊合式受彎構(gòu)件，尚應(yīng)進(jìn)行縱向鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算。
3.1.4 結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力（包括失穩(wěn)）計(jì)算和頓覆、滑移及漂浮驗(yàn)算，均應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值；疲勞、變形、抗裂及裂縫寬度驗(yàn)算，均應(yīng)采用相應(yīng)的荷載代表值；直接承受吊車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在計(jì)算承載力及驗(yàn)算疲勞、抗裂時(shí)，應(yīng)考慮吊車荷載的動(dòng)力系數(shù)。
預(yù)制構(gòu)件尚應(yīng)按制作、運(yùn)輸及安裝時(shí)相應(yīng)的荷載值進(jìn)行施工階段的驗(yàn)算。預(yù)制構(gòu)件吊裝的驗(yàn)算，應(yīng)將構(gòu)件自重乘以動(dòng)力系數(shù)，動(dòng)力系數(shù)可取 1.5，但可根據(jù)構(gòu)件吊裝時(shí)的受力情況適當(dāng)增減。
對(duì)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行施工階段的驗(yàn)算。
當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，地震作用及其他荷載值均應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011 的規(guī)定確定。
3.1.5 鋼筋泥凝土及預(yù)應(yīng)力泥凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力鋼筋的配筋率應(yīng)符合本規(guī)范第 9 章、第 10 章有關(guān)最小配筋率的規(guī)定。素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按本規(guī)范附錄 A 的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。
3.1.6 結(jié)構(gòu)應(yīng)具有整體穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)的局部破壞不應(yīng)導(dǎo)致大范圍倒塌。
3.1.7 在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正常維護(hù)條件下應(yīng)能保持其使用功能，而不需進(jìn)行大修加固。設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068 確定。
若建設(shè)單位提出更高要求，也可按建設(shè)單位的要求確定。
3.1.8 未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可，不得改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。
3.2 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算規(guī)定
3.2.1 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重程度，建筑結(jié)構(gòu)劃分為三個(gè)安全等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況，按照表 3.2.1 的規(guī)定選用相應(yīng)的安全等級(jí)。
表 3.2.1 建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)
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安全等級(jí) |
破壞后果 |
建筑物類型 |
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一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) |
很嚴(yán)重 嚴(yán)重 不嚴(yán)重 |
重要的建筑物 一般的建筑物 次要的建筑物 |
注：對(duì)有特殊要求的建筑物，其安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定。
3.2.2 建筑物中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用階段的安全等級(jí)，宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)相同，對(duì)其中部份結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)，可根據(jù)其重要程度適當(dāng)調(diào)整，但不得低于三級(jí)。
3.2.3 對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合，采用下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式：
γ0S≤R （3.2.3-1）
R ＝ R（fc，fs，ak，……） （3.2.3-2）
式中 γ0 —— 重要性系數(shù)：對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為100 年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于 1.1；對(duì)安全等級(jí)為二級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為 50 年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于 1.0；對(duì)安全等級(jí)為三級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為 5 年及以下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于 0.9；在抗震設(shè)計(jì)中，不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)；
S —— 承載能力極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011 的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算；
R —— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值；在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)除以承載力抗震調(diào)整系數(shù) γRE；
R（·） —— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力函數(shù)；
fc、fs —— 混凝土、鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
ak —— 幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)幾何參數(shù)的變異性對(duì)結(jié)構(gòu)性能有明顯的不利影響時(shí)，可另增減一個(gè)附加值。
公式（3.2.3-1）中的 γ0S，在本規(guī)范各章中用內(nèi)力設(shè)計(jì)值（N、M、V、T 等）表示；對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)按本規(guī)范第 6.1.1 條的規(guī)定考慮預(yù)應(yīng)力效應(yīng)。
3.3 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算規(guī)定
3.3.1 對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)分別按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響，采用下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式：
S ≤ C ?。?.3.1）
式中 S —— 正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)組合值；
C —— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形，裂縫寬度和應(yīng)力等的限值。荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。
3.3.2 受彎構(gòu)件的最大撓度應(yīng)按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算值不應(yīng)超過表 3.3.2 規(guī)定的撓度限值?！?/DIV>
表 3.3.2 受彎構(gòu)件的撓度限值
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構(gòu) 件 類 型 |
撓 度 限 值 |
|
吊車梁：手動(dòng)吊車 電動(dòng)吊車 |
L0/500 L0/600 |
|
屋蓋、樓蓋及樓梯構(gòu)件： 當(dāng) L0＜7m 時(shí) 當(dāng) 7≤L0≤9m 時(shí) 當(dāng) L0＞9m 時(shí) |
L0/200（L0/250） L0/250（L0/300） L0/300（L0/400） |
注：1、表中 L0 為構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度；
2 、表中括號(hào)中的數(shù)值適用于使用上對(duì)撓度有較高要求的構(gòu)件；
3、如果構(gòu)件制作時(shí)預(yù)先起拱，且使用上也允許，則在驗(yàn)算撓度時(shí)，可將計(jì)算所得的撓度值減去起拱值；對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，尚可減去預(yù)加力所產(chǎn)生的反拱值；
4、計(jì)算懸臂構(gòu)件的撓度限值時(shí)，其計(jì)算跨度按實(shí)際懸臂長(zhǎng)度的 2 倍取用。
3.3.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面的裂縫控制等級(jí)分為三級(jí)。裂縫控制等級(jí)的劃分應(yīng)符合下列規(guī)定：
一級(jí) —— 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力；
二級(jí) —— 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力大于混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不宜產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí)可適當(dāng)放松；
三級(jí) —— 允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過表 3.3.4 規(guī)定的最大裂縫寬度限值。
3.3.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類別和本規(guī)范表 3.4.1 規(guī)定的環(huán)境類別，按表 3.3.4 的規(guī)定選用不同的裂縫控制等級(jí)及最大裂縫寬度限值 ωlim。
表 3.3.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)及最大裂縫寬度限值
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環(huán)境類別 |
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) |
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) | ||
|
裂縫控制等級(jí) |
ωlim（mm） |
裂縫控制等級(jí) |
ωlim（mm） | |
|
二 |
三 |
0.3（0.4） |
三 |
0.2 |
|
二 |
三 |
0.2 |
二 |
— |
|
三 |
三 |
0.2 |
一 |
— |
注：1、表中的規(guī)定適用于采用熱軋鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件和采用預(yù)應(yīng)力鋼絲，鋼絞線及熱處理鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；當(dāng)采用其他類別的鋼絲或鋼筋時(shí)，其裂縫控制要求可按專門標(biāo)準(zhǔn)確定；
2、對(duì)處于年平均相對(duì)濕度小于 60% 地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構(gòu)件，其最大裂縫寬度限值或采用括號(hào)內(nèi)的數(shù)值；
3、在一類環(huán)境下，對(duì)鋼筋混凝土屋架，托架及需作疲勞驗(yàn)算的吊車梁，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為 0.2mm；對(duì)鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為 0.3mm；
4、在一類環(huán)境下，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁，托梁，屋架，托架，屋面板和樓板，應(yīng)按二級(jí)裂縫控制等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)算；在一類和二類環(huán)境下，對(duì)需作疲勞驗(yàn)算的預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁，應(yīng)按一級(jí)裂縫控制等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)算；
5、表中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)和最大裂縫寬度限值公適用于正截面的驗(yàn)算；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的斜截面裂縫控制驗(yàn)算應(yīng)符合本規(guī)范第 8 章的要求；
6、對(duì)于煙囪，筒倉和處于液體壓力下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；
7、對(duì)于處于四，五類環(huán)境下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；
8、表中的最大裂縫寬度限值用于驗(yàn)算荷載作用引起的最大裂縫寬度。
3.4 耐久性規(guī)定
3.4.1 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性應(yīng)根據(jù)表 3.4.1 的環(huán)境類別和設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)行設(shè)計(jì)。
表 3.4.1 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別
|
環(huán)境類別 |
條 件 | |
|
一 |
室內(nèi)正常環(huán)境 | |
|
二 |
a |
室內(nèi)潮濕環(huán)境：非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境，與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 |
|
b |
嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境，與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 | |
|
三 |
使用除冰鹽的環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動(dòng)的環(huán)境；濱海室外環(huán)境 | |
|
四 |
海水環(huán)境 | |
|
五 |
受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境 | |
注：嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的劃分應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ24 的規(guī)定。
3.4.2 一類，二類和三類環(huán)境中，設(shè)計(jì)使用年限為 50 年的結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)符合表 3.4.2 的規(guī)定。
表 3.4.1 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別
|
環(huán)境類別 |
最大水灰比 |
最小水泥用量 （kg/m3） |
最低混凝土強(qiáng)度等級(jí) |
最大氯離子含量 （%） |
最大堿含量 （kg/m3） | |
|
一 |
0.65 |
225 |
C20 |
1.0 |
不限制 | |
|
二 |
a |
0.65 |
250 |
C25 |
0.3 |
3.0 |
|
b |
0.55 |
275 |
C30 |
0.2 |
3.0 | |
|
三 |
0.50 |
300 |
C30 |
0.1 |
3.0 | |
注：1、氯離子含量系指其占水泥用量的百分率；
2、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土中的最大氯離子含量為 0.06%，最小水泥用量為 300kg/m3；最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按表中規(guī)定提高兩個(gè)等級(jí)；
3、素混凝土構(gòu)件的最小水泥用量不應(yīng)少于表中數(shù)值減 25kg/m3；
4、當(dāng)混凝土中加入活性摻合料或能提高耐久性的外加劑時(shí)，可適當(dāng)降低最小水泥用量；
5、當(dāng)有可靠工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，處于一類和二類環(huán)境中的最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)可降低一個(gè)等級(jí)；
6、當(dāng)使用非堿活性骨料時(shí)，對(duì)混凝土中的堿含量可不作限制。
3.4.3 一類環(huán)境中，設(shè)計(jì)使用年限為100 年的結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)符合下列規(guī)定：
1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C40；
2、混凝土中的最大氯離子含量為0.06%；
3、宜使用非堿活性骨料；當(dāng)使用堿活性骨料時(shí)，混凝土中的最大堿含量為 3.0kg/m3；
4、混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)按本規(guī)范表 9.2.1 的規(guī)定增加 40%；當(dāng)采取有效的表面防護(hù)措施時(shí)，混凝土保護(hù)層厚度可適當(dāng)減少；
5、在使用過程中，應(yīng)定期維護(hù)。
3.4.4 二類和三類環(huán)境中，設(shè)計(jì)使用年限為100 年的混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取專門有效措施。
3.4.5 嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)的潮濕環(huán)境中，結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)滿足抗凍要求，混凝土抗凍等級(jí)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3.4.6 有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3.4.7 三類環(huán)境中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其受力鋼筋宜采用環(huán)氧樹脂涂層帶肋鋼筋；對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋，錨具及連接器，應(yīng)采取專門防護(hù)措施。
3.4.8 四類和五類環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)，其耐久性要求應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
對(duì)臨時(shí)性混凝土結(jié)構(gòu)，可不考慮混凝土的耐久性要求。
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