新旧设计规范构件配筋差别较大的几个因素(参考文章).doc

新旧设计规范构件配筋差别较大的几个因素(参考文章)本文由tombraid贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 新旧设计规范构件配筋差别较大的几个因素 焦柯1 吴文勇 2 （1、广东省建筑设计研究院 广州 510010；2、深圳市广厦软件有限 公司 深圳 518028） 摘要：本文根据工程实践讨论了按国标新规范进行结构设计比旧 规范设计构件配筋大的几个因素， 同时提出在规范范围内降低用钢量 的建议，供结构设计参考。 关键词：规范；配筋；构造 1 前言 2002 年的结构设计规范相比 89 年的旧规范，在设计可靠度、材料强 度、抗震计算、截面设计、构造要求等都有较大的修改，因此同一工 程用新旧规范版本结构 CAD 软件进行设计时，结果会不同，尤其是 钢筋用量明显增加，新旧规范设计结果差别在 10%15%左右设计人 员是可以接受的，但工程实践中经常会超出上述范围。本文讨论了新 规范中对钢筋增大有直接影响的其中一些因素。 2 设计可靠度调整 2.1 风、雪标准值重现期由 30 年提高到 50 年，这一修改使风、雪荷 载平均增加 10%左右。对高层建筑 89 规范对基本风压有 1.1 的修正 系数，因此对高层建筑的影响不大。 2.2 普通民用建筑的楼面活荷载标准值由 1.5 kN/m2 提高到 2.0kN/m2， 将提高板的用钢量。 2.3 无地震作用内力组合时，增加了永久恒载效应控制的组合，即分 项系数 1.35 的组合，相对分项系数 1.2，内力增加 10%。 3 材料强度调整 3.1级钢强度设计值 fy 由 310 N/mm2 改为 300N/mm2，强度降低将 增加用钢量。 3.2 取消混凝土的弯曲抗压强度 fcm,统一采用轴心抗压强度设计值 f c，强度降低 10%。 4 地震作用计算 4.1 抗震设防烈度提高 新规范设防烈度增加了 7.5 度和 8.5 度，天津、郑州、海口等数百个 城镇的设防烈度提高， 相应水平地震影响系数最大值提高 （见下表） 。 由于设防烈度提高，地震作用下的楼层位移和剪力将明显增加。 表 1 水平地震影响系数最大值（括号中数值分别对应 7.5 度、8.5 度） 地震影响 6 度 7 度 8 度 9 度 多遇地震 0.04 0.08（0.12） 0.16（0.24） 0.32 罕遇地震 0.50（0.72） 0.90（1.20） 1.40 4.2 剪重比的控制 结构各楼层的水平地震剪力标准值不满足下式要求时需增大地震力 调整系数。旧规范对此没有明确规定，按新规范许多工程要对地震力 进行放大，结果导致楼层位移和构件内力的增大。 VEkiGj 式中 VEki 为第 i 层的楼层水平地震剪力标准值； 为水平地震剪力系 数，不应小于下表规定的最小值；Gj 为第 j 层的重力荷载代表值。 楼层最小地震剪力系数 类别 7 度 8 度 9 度 扭转效应明显或基本周期小于 3.5s 的结构 0.016（0.024）0.032（0.04 8）0.064 基本周期大于 5.0s 的结构 0.012（0.018）0.024（0.032）0.040 4.3 偶然偏心 高规规定计算单向地震作用时应考虑质量偶然偏心，即使是平面规 则、对称的建筑结构。对抗扭刚度较小的建筑结构，偶然偏心的影响 大。当剪力墙布置在远离楼层质心位置时（即抗扭刚度较大），偶然 偏心影响较小。对偶然偏心敏感的结构，位移甚至增大 20%。 4.4 重力二阶效应 在水平力作用下，混凝土结构侧向刚度如果不满足高规第 5.4.1 条的 规定，应考虑重力二阶效应对结构的不利影响。规范是按照乘以增大 系数的方法近似考虑，分别对结构位移及结构构件弯矩和剪力放大。 5 构造要求 5.1 柱箍筋加密区的最小体积配箍率应符合下式要求： fc/fy 式中 是柱配筋加密区的体积配箍率，一级不应小于 0.8%，二级不 应小于 0.6%，三、四级不应小于 0.4%；框支柱不应小于 1.5%，最小 配箍率特征值提高 0.02；剪跨比小于等于 2 时，不应小于 1.2%，9 度时不应小于 1.5%；fc 是混凝土轴心抗压强度设计值，强度等级低 于 C35 时应按 C35 计算；fy 是箍筋或拉筋抗拉强度设计值，超过 3 60N/mm2 时，应取 360N/mm2 计算； 最小配箍率特征值，宜按下 表采用。 抗震等级 箍筋形式柱轴压比 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.05 一普通箍、复合箍 0.10 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.23 螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍 0.08 0.09 0.11 0.13 0.15 0.18 0.2 1 二 普通箍、复合箍 0.08 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.19 0.22 0.24 螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.1 7 0.20 0.22 三 普通箍、复合箍 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.22 螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍 0.05 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.1 5 0.18 0.20 89 规范是根据轴压比、抗震等级直接查表得到最小体积配箍率，与 混凝土强度、钢筋强度无关。按新规范，混凝土强度越大、钢筋强度 越小，柱的最小体积配箍率就越大。如一根二级抗震柱，轴压比为 0. 8,混凝土用 C30，箍筋强度 I 级，则 =0.17*16.7/210=1.35%，原规 范为 1.0%。 5.2 剪力墙底部加强部位和约束边缘构件 一、 二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层按要求设置约束边缘构 件，其他部位构造边缘构件。无论约束边缘构件还是构造边缘构件， 配筋较旧规范大。抗震墙底部加强部位是指满足如下条件的墙：楼层 总高度的 1/8 和底部二层二者较大值，且不大于 15 米；有地下室时 向下延伸地下一层；有大底盘裙房时，塔楼范围之外的裙房部分按裙 房总高度的 1/8 和底部二层二者较大值，且不大于 15 米，塔楼范围 内裙房部分和高出裙房一层都为加强部位。 5.3 梁腰筋的设置 当梁的截面尺寸较大时， 有可能在梁侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂 缝。原规范梁高大于 700mm 加腰筋，新规范梁腹板高度(梁高减去板 厚)450mm 加腰筋， 每侧腰筋面积0.001bh (b 为梁宽， 为梁腹板高 h 度)，间距不宜大于 200mm。 5.4 板构造配筋率 受弯构件单侧最小配筋率取 0.2 和 45 ft/fy 两者大值，89 规范最小配 筋率为 0.15%。若采用 I 级钢将明显提高配筋率。如某板采用 I 级钢、 混凝土等级取 C25，则可计算出最小配筋率为 0.272%。 5.5 柱剪跨比控制 新规范增加了柱剪跨比计算， 剪跨比不同的柱可能使用不同的计算公 式和构造要求。比如对剪跨比不大于 2 的柱的构造要求：箍筋直径不 应小于 8mm；箍筋间距不应大于 100mm；柱取全高箍筋加密；柱箍 筋最小体积配箍率不应小于 1.2%，9 度不应小于 1.5%。 6 结构内力调整系数 根据强柱弱梁、强剪弱弯的要求，需要对计算内力进行放大。下表列 出了新旧规范内力调整系数的对比， 可见新规范的调整系数较旧规范 大。特别是对三级抗震结构，89 规范不需要进行内力放大，新规范 增加了内力放大的要求。 构件抗震等级 2002 规范 89 规范 弯矩剪力弯矩剪力 梁 9 度一级抗震 1.56 一级抗震 1.30 1.20 二级抗震 1.20 1.05 三级抗震 1.10 柱底层柱底 9 度一级抗震 1.80 3.02 一级抗震 1.50 2.10 1.42 1.57 二级抗震 1.25(1.30) 1.50(1.63) 1.15 1.26 三级抗震 1.15(1.20) 1.27(1.38) 四级抗震 (1.10) (1.16) 普通柱 9 度一级抗震 1.68 2.82 一级抗震 1.40 1.96 1.33 1.46 二级抗震 1.20(1.25) 1.44(1.56) 1.10 1.21 三级抗震 1.10(1.15) 1.21(1.32) 四级抗震 (1.05) (1.10) 底部加强区剪力墙 9 度一级抗震 1.92 一级抗震 1.60 1.33 二级抗震 1.40 1.10 三级抗震 1.20 注：括号内为异形柱内力调整系数。 7 减少钢筋用量的一些建议 a、按规范要求确定结构抗震等级，不要随意提高抗震等级； b、竖向构件最好直接落地，否则不易满足规范对层间位移的控制要 求； c、提高钢筋强度将明显降低板钢筋用量和柱箍筋用量； d、梁板混凝土标号选择适当，不宜过高； e、尽量不用错层结构。由于错层结构造成刚度突变，使得结构不满 足规范的側向刚度、抗剪承载力连续性要求，而且增加钢筋用量； f、抗侧移构件尽量均匀布置，减少地震扭转效应（如偶然偏心）的 影响； g、新规范对框架柱轴压比放松，同等条件下可适当减少柱截面； h、尽量少用短柱，由于短柱侧向刚度大，计算得到的剪力设计值很 大，较难满足截面抗剪要求，即使满足抗剪要求，箍筋面积也较大； i、梁