新混凝土规范培训总结
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新混凝土规范还没颁布及实施，最终送审稿已出，据这次学习班的专家说，明年4月份大约能够颁布新规范，可能明年7月1日起实施。
如果真是在7月份实施，对考一注的朋友是个灾难。
===现已知，2011年一注专业考试混凝土规范仍将沿用旧版规范。
又见飘2011年1月8日补注===
关于新规范的各类教材和资料很多，在这里整理出自己接受培训之后的心得体会，部分文字系引用培训课件，特此声明。
本贴在随后出现的“新规范”名称，系指即将颁布的《混凝土设计规范201X》版。
本人所做条文引用者，均来自混凝土规范的最终送审稿。
2010年新规范的修订过程之中发生了汶川地震，把大家都震醒了。
诸如楼梯在地震作用下为拉弯或者压弯构件的问题，过去几十年来无人提起，都按纯受弯构件进行计算且不考虑抗震，这次受到了教训。
论坛里有些朋友对楼梯参与整体计算的分析和论述很深入（下注），得到的基本结论如框架结构中楼梯对整体结构刚度影响较大，整体建模分析时应予以考虑；框剪结构中楼梯对整体刚度的影响有限等得到了规范讨论组专家的认同。
同时我觉得，关于楼板不参与抗震计算的思路也有待商榷。
新规范在3.5.1条中规定了楼盖的竖向自振频率验算条款为新增条款，算是预留了一个值得注意的突破口。
针对汶川现场诸多强梁弱柱剪切破坏形式，新混凝土规范也在相关方面予以修改，增大柱子刚度以保证强震作用下结构的延性。
注，楼梯抗震问题相关模型及讨论见 bjdtm2001 /forum/viewthread ... &extra=page%3D1
及再议“强梁弱柱”、“强弯弱剪”/forum/viewthread ... &extra=page%3D1
总的说来，采用新规范进行设计，即便钢筋的使用已经增大到了500级，但配筋量会增加，建设成本会加大。
见
上图引自论坛贴 2010版《建筑抗震设计规范》讨论/forum/viewthread ... page%3D1&page=3
在这个帖子里，我将就以下两个部分展开论述自己的认识。
各类教材中已有的条文和解释不再重复，仅选取我认为和旧版规范有较大变动的条文在这里进行说明。
第一部分：混凝土结构设计规范修订概况（引自广州大学张季超老师所做的报告）
第二部分：新混凝土规范中的若干条文学习。
第一部分：混凝土结构设计规范修订概况
注，为增强此贴的系统性和完整性，引用相关资料的修订概况如下。
一，修订过程
2007年1月成立修订组
2008年3月资料收集整理分析
2008年4月规范初稿
2008年8月规范讨论稿
2009年6月修订问题研究
2009年7月规范征求意见稿
2009年10月规范试设计
2009年11月规范送审稿
2009年12月规范审查
2010年6月规范报批
二，修订原则
适当提高安全储备，保证结构安全
适当提高抗禦灾害的能力，落实以人为本的原则
完善耐久性设计，保障可持续发展的需要
采用高强高性能材料，提高材料利用效率
加强与相关规范合理分工、协调
反映科研成果、工程经验，参考国际标准
促进建筑技术进步及产业化进程
三，主要修订内容
1. 补充“结构方案”的原则，增强结构的整体稳固性和抗灾能力。
2．完善承载力极限状态设计的内容，增加应力设计、抗倒塌设计、既有结构设计等内容。
3．按荷载效应准永久组合进行钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算。
4．增加楼盖舒适度的要求，以竖向自振频率的限值加以控制。
5．完善耐久性设计，以环境等级、建材质量、构造措施、维护管理的定性方法表达。
6．适应建筑业发展的需要，增加了既有结构设计基本原则的规定。
7．淘汰低强钢筋，纳入高强钢筋；提出钢筋延性（最大力下总伸长率）的要求。
8. 为方便设计、施工，提出并筋（钢筋束）的配筋方式和等效直径的概念及设计方法。
9．提出间接作用-非荷载效应(温差、收缩等)分析的原则。
10．对结构侧移的二阶(P -Δ)效应，提出有限元分析及增大系数的简化方法。
11. 完善钢筋、混凝土的应力-应变本构关系，以及混凝土多轴强度准则的有关内容。
12. 调整正截面承载力计算内容的表达方式：“任意截面”及非常用截面移至附录表达。
13. 受压构件的截面设计，完善构件自身挠曲影响的相关规定--二阶(P -δ )效应。
14. 调整斜截面受剪承载力计算公式中箍筋抗力项的系数，适当增加安全儲备。
15. 补充拉、弯、剪、扭复合内力作用下，钢筋混凝土矩形截面框架柱设计的相关规定。
16. 修改受冲切承载力计算公式,利用双向预应力的有利影响，提高抗冲切承载力。
17. 调整裂缝宽度计算中的构件受力特征系数取值,裂缝宽度计算值减少。
18. 考虑耐久性，适当调整钢筋的保护层厚度：一般情况下稍增，恶劣环境下大幅度增加。
19．提出钢筋锚固长度的修正系数，考虑机械锚固、机械接头等方式控制锚固长度及连接。
20．按配筋特征值及绝对值双控纵向受力钢筋的最小配筋率，相对稍有提高。
21．在梁柱节点中引入钢筋机械锚头以减短、简化锚固配筋的形式。
22．完善装配式混凝土结构的设计原则以及装配式楼板、粱、柱、墙的构造要求。
23. 补充、完善了各种预应力锚固端的配筋构造要求。
24. 调整了预应力混凝土的收缩、徐变及新材料、新工艺预应力损失数值计算。
25．增加了四级抗震等级的各类结构的框架柱、框支柱的轴压比限值要求。
26．抗震受剪承载力计算扩大到三级抗震等级框架节点核心区。
27．补充筒体及剪力墙洞口连梁的受弯承载力及小跨高比连梁、特殊配筋连梁设计规定。
28 ．增加了板柱节点抗震设计的相关规定。
第一部分内容完。
第二部分：新混凝土规范中的若干条文学习
1）关于抗连续倒塌设计（承载能力极限状态）
新规范3.1.3条混凝土结构的极限状态设计应包括：
1 承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力，出现疲劳、倾覆、稳定、漂浮等破坏和不适于继续承载的变形，结构在偶然作用下连续倒塌或大范围破坏；
3.1.3条文说明
为结构安全计，本次修订在承载能力极限状态中增加了偶然作用下连续倒塌或大范围破坏的内容。
为提高使用质量，正常使用极限状态中增加了舒适度的要求。
相关条款在3.4节单独列出。
我们设计的基本原则是在偶尔荷载作用下结构可发生局部破坏，不出现不成比例的连续倒塌破坏。
我国建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001中3.0.6-2条款中提到过抗连续倒塌设计原则，但旧版的混凝土规范中没有具体的规定。
抗连续倒塌设计不知道属于不属于基于性能的结构抗震设计范畴。
我理解就是设置多道防线，设置冗余约束，尽可能地设置替代荷载原本传递路径的新路径，以及加强细部构造约束。
美国规范ACI318-05和欧洲规范EN1992-1-1：2004中均有抗连续倒塌设计的构造规定。
我国新规范提出了抗连续倒塌设计的三种方法。
有兴趣的朋友可翻看贡金鑫《中美欧混凝土结构设计》一书相关章节。
相关研究及文章可参考清华大学叶列平，陆新征等的文章。
他们用PKPM居然也进行过抗连续倒塌设计，我想这再次说明了软件仅仅是一个工具，决定一个软件作用大小的是使用者的能力，其次才是软件本身的计算及分析能力。
附件: 国外RC框架抗连续倒塌设计方法的检验与分析.pdf (2010-11-30 13:02, 507.13 K)
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附件: 混凝土框架结构的抗连续性倒塌设计方法.pdf (2010-11-22 14:05, 346.29 K)
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在听课的时候，一位同事说上海环球金融中心的楼盖体系采用巨型桁架结构，其组合楼盖在设计时，每层楼板都可以抵抗上一层楼盖倒塌之后坠落产生的冲击荷载。
这样可以避免诸如世贸大楼一塌到底的情况。
本人没有考证其真实性。
在唐山地震时，预制楼板被唤作“要命板”，很多人都是被倾颓而下的楼板砸中的。
我觉得在楼板的设计上，隔层设置加强楼板层或者重要部位连续设置多层加强楼板层，不失为一种思路。
同时，倘若楼板加强之后能够承受上层非加强楼板垮塌后产生的荷载作用，其刚度必然加大从而吸收更多的地震动能，此时楼板还参与不参与抗震计算，以及楼板对中梁和边梁的刚度增大效应大小，需要深入研究。
2）关于楼盖自振频率的计算（正常使用极限状态）
3.5.1.4 对于使用上有舒适度要求的楼盖结构，应进行自振频率的验算。
在《城市人行天桥与人行地道技术规范》（CJJ69-95）中，自振频率大于3Hz。
规范此条目的是为了让楼盖与人的行走频率（1.8赫兹~2.5赫兹）区分开来，避免产生共振，达到舒适度设计的要求。
想了解自振频率的计算方法，可参考GB50190-93多层厂房楼盖抗微振设计规范第6章节内容，
由其公式（GB50190-93 6.3.2-1）可知，结构的竖向自振频率可以通过采取增加结构刚度、减小结构质量或者减小楼盖跨度的方法来提高。
3）关于混凝土保护层厚度
总的思路是使得结构构件在恶劣环境下混凝土保护层厚度大幅增加，提高其耐久性性能。
并在更改环境类别分类的同时，将梁柱的保护层厚度合并统一，不再区分。
据介绍，ACI规范每修订一次，其混凝土保护层厚度都会增加。
而中国的规范是50年都不增加，此次修订向国外看齐，大幅增加了在易腐蚀环境下的结构构件耐久性能。
4）关于混凝土材料和钢筋材料
我国目前混凝土最高等级是C80，而在欧洲规范中已达到C105，美国ACI规范中已达到C100。
我国混凝土结构用钢筋，此次等级提高较多，达到500级钢筋的使用目标。
目前国际上最高等级是600级。
两个问题，第一，应注意上图中的注1，规范组的意思是当钢筋用作抗剪，抗扭，冲切时，就不要使用500级钢筋了。
最高用到400级即可。
表中设计数值均是通过标准值除以1.15的分项系数得到的。
第二，钢筋强度指标的调整，相应影响构件裂缝宽度的计算。
根据规范组试设计的结果，发现采用500级钢筋进行裂缝宽度计算时很难满足原规范公式的要求，所以此次修订时将裂缝控制验算中的构件受力特征系数做相应调整（2.1=》1.9）。
同时，根据介绍，根据GB计算得到的裂缝宽度值W是最大的，超过ACI规范和EN3。
而在历次工程经验中，发现梁端开裂的情况很少。
我个人理解在PKPM中梁柱施工图绘制中，
关于梁端的裂缝控制可以尝试按0.4mm来控制，以避免与调幅理念相冲突。
据介绍，2009年我国热轧带肋钢筋的使用量已达一亿吨，大幅提高钢筋的抗拉设计指标，争取下次规范修订时与国际上通用的600级钢筋接轨，势在必行。
关于HRB500级钢筋的经济效益分析，郑州大学早在2005年便开始研究，可参见以下论文。
附件: HRB500级钢筋某试点工程的经济分析.pdf (2010-11-30 11:26, 225.31 K)
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论文结语中提出的裂缝宽度计算难以满足的问题，在今次新规范修订中通过调整系数予以化解
5）关于混凝土构件计算
翻看了一下新版混凝土规范最终送审稿，发现针对计算公式的变化，条文说明里解释的很清楚。
这里就简单列举一例，说说柱子抗剪计算公式的变化缘由。
在汶川地震中，发现我们传统的设计方式和设计理念所遵从的强柱弱梁概念并没有实现，很多框架结构房屋是结构梁没有问题，柱子剪断导致结构破坏。
本次修订所有涉及到柱子剪力计算的公式都进行了修改，增大柱子箍筋用量，增强柱子构件的安全度。
由送审稿公式6.3.16~6.3.19可知，双向受剪框架柱的计算公式发生了变化，基本思路是当柱子承受两个方向的水平作用时，很难保证在X向进行屈服之后，还能在Y向拥有并不减弱的抗剪能力。
旧规范的公式存在明显缺陷。
此次修订增加了角度变量，按照实验数据，认为构件受剪承载力服从椭圆规律，依此原理来进行柱子的抗剪设计。
同时对于四级框架柱也规定了轴压比限值以及加密区的最小体积配箍率要求（0.4%），这会使得常规设计中柱子的箍筋用钢量较之02旧混凝土规范增大25%左右。
最后值得一提的是，所有的教育和医疗建筑，今后都需按乙类设防标准考虑。
根据《工程结构可靠性设计统一标准GB 50153—2008》附录A中的下图所示，乙类建筑为一级建筑，今后在进行结构设计的时候，其重要性系数应取1.1
全文完，谢谢。