2011新规范培训小结.doc

转 2011新规范培训小结 日志地址: 请用Ctrl+C复制后贴给好友。 【培训简介】 2011年7月15日17日在大连参加了新版混凝土结构设计规范（GB50010-2010）和新版高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）（以下分别简称“新混规”和“新高规”）的培训。这次培训的主办单位是中国建筑标准化协会，新混规的主讲专家是大连理工大学的宋玉普教授（砼规范编委委员），新高规的主讲专家是西北设计院的徐永基教授（规范审查委员会委员）。两位专家都讲得很精彩，特别针对对新旧规范的差别对比进行了较详细的讲解，使我受益匪浅。当然，规范的学习一定是需要多年长期积累而逐步深入的一个过程。要将规范从整体上把握住，并对规范条文能深刻理解，绝不是一朝一夕的事情，而且可以说是工作后主要学习的方向，需要坚持学习的一个过程。 我这次就学点皮毛回来，零零散散总结一些自己的笔记，整理出来，以后还需进一步完善。 感觉写这样一个总结其实挺难的，因为写得太详细不太可能，主讲专家的讲稿针对规范变更的条文逐条讲下来都需要几百页的篇幅，对我来讲精力和篇幅不允许，其实也没必要都抄写来，因为这些资料网络上都可以下载学习。而如果写得太笼统，需要从整体上把握规范思想给出一个概述，这也很难，因为只有对规范的理解达到相当水平（比如总工、专家层次）才可以做到。因此，我定位于两者之间的一个适合自己的把握尺度可能比较合适。写的过程也就是重新思考理解规范的过程，对深入理解新规范很有帮助的。 闲话暂放，言归正传。【近两年有哪些规范要更新？】 从2010年开始几本新规范已陆续出台，新建筑抗震设计规范（GB50011-2010）(以下简称“新抗规”)已于2010年12月1日正式实施，新混规于今年7月1日开始实施，新高规也即将于今年10月1日开始实施。之后其它相关规范也将陆续变更，例如新建筑结构荷载规范、新建筑地基基础设计规范、新砌体结构设计规范等都已进入征求意见或送审阶段，都将陆续出台实施。可以说这两年是规范集中更新年。 纵观我国建筑结构规范发展历史，78规范系列，89规范系列，01规范系列，10规范系列，我国建筑规范更新周期基本在10年左右时间。实际上随着现代建筑科学的迅猛发展，新建筑材料日新月异，新型复杂结构体系层出不穷，规范10年一更新已经很难满足工程发展的需求，因此将来规范更新速度很可能会更快。抗规、混规和高规是建筑结构设计规范的三本重量级大部头，因此更应该加强对这三本新出台规范的学习理解。 我的体会，本次规范系列的变更基本上属于“延续”的思想，即2010系列新规范在继承2001系列规范的基本内容基础上，根据学科的发展需要，引入了部分新内容，并对原有内容做了局部修改。这不同于以前89规范系列相对78规范系列的变化是一次体系的巨变那么强烈。【新混规和新高规总体有何变化？】 总体来讲，是延续了上一版01规范的基本内容，增加了抗震性能设计、防连续倒塌设计、既有结构设计等内容。需要注意的是，根据专家的口气，基于性能的抗震设计将肯定要逐步并广泛应用于我国的建筑工程抗震设计领域中，这已是大势所趋必然之势。性能设计的基本理念将必然要应用于工程领域，加强性能设计相关理论学习显得十分重要。防止连续倒塌设计目前还只是主要针对于安全等级为一级的重要建筑，在我国工程应用可能还需要一段时间磨合并积累经验。【新混凝土结构设计规范从总体上讲有哪些变化？章节上有何调整变化？引入了哪些新内容】 新混规各章上没有特别大的变化，主要是把预应力混凝土结构构件这章放到后面第10章去了，其间的章节全部向前移一章。在第3章“基本设计规定”补充了结构方案、结构防连续倒塌设计原则、既有结构设计原则的新内容。第5章“结构分析”进行了细化，增加了弹塑性分析的相关规定。第7章“承载能力极限状态计算”的正截面承载力各节归并为一节。在附录中增加了近似计算偏压构件侧移二阶效应的增大系数法，补充完善了钢筋、混凝土本构关系的内容，增加了深受弯构件、无支撑叠合梁板的内容。 新混规的修订内容从承载力极限状态可靠度角度来讲是将可靠性指标明显提高了（如抗剪承载力计算公式、内力调整系数、最小配筋率等等），但唯有抗冲切承载力的要求略有降低。从正常使用极限状态来讲，裂缝宽度和挠度计算略有放宽（钢筋砼结构按荷载准永久组合，而不再按原先的标准组合），新增加楼盖结构舒适度验算要求（控制竖向自振频率）。此外，还引入了水工砼结构设计规范的相关内容（如基于应力的设计方法）；引入了桥梁结构的一些常用方法（如并筋）。【新混凝土结构设计规范在具体条文上有哪些变化？和旧条文相比有何特点？】 摘录新混规前言中指出修订的主要技术内容，并逐条展开如下： （1）“补充了结构方案、结构防连续倒塌、既有结构设计和无粘结预应力设计的原则规定” 这些变化主要集中在新混规的第3章。 新增3.2节“结构方案”，从概念设计角度指出了设计方案、结构缝、构件连接等要求。3.3节“承载能力极限状态计算”3.3.2条（强制性条文）中新引入了“结构构件抗力模型不定性系数”的表达式，将原先非抗震设计和抗震设计两套总则公式统一起来，在抗震设计中结构构件抗力模型不定性系数自动转化为承载力抗震调整系数。但要主要，这两者间本质并不一致，抗力模型不定性系数大于等于1.0，而承载力抗震调整系数小于等于1.0。规范只是从形式上统一了承载能力极限状态设计的总则公式，而没有在本质上统一（个人观点）。 新增3.6节“防连续倒塌设计原则”，与国际接轨。但规范这节的篇幅较少，仅从概念角度做了定性的规定，具体计算方法缺乏更详尽的规定。但需要注意一点是，防连续倒塌设计时砼和钢筋强度均采用强度标准值而不是设计值，且钢筋强度要用到极限强度标准值而不是屈服强度标准值。这是因为，防连续倒塌的目标是保证结构不因局部失效而发生连续垮塌，因此可靠性指标与一般承载力极限状态有所降低，可以充分考虑材料的极限强度。 新增3.7节“既有结构设计原则”，主要针对现在应用越来越广泛且受关注的既有建筑设计问题。其中要注意，对于既有结构改变用途或延长使用年限进行鉴定设计时，承载能力“宜”符合本规范的有关规定；而对于既有结构进行改、扩建或加固改造设计时，承载能力极限状态“应”符合本规范的规定。两者的要求不同。 （2）“修改了正常使用极限状态验算的有关规定”这主要集中在新混规的第7章。最大的变化就是对于钢筋混凝土结构，裂缝宽度和挠度验算均改为采用荷载的准永久组合来计算，而预应力混凝土结构还是按02规范的荷载标准组合来计算。由于荷载效应准永久组合一般要小于标准组合，所以对于钢筋混凝土结构而言，裂缝宽度和挠度就将比原先计算来得小一些。 正常使用极限状态新增加了楼盖舒适度验算的要求，主要是控制竖向自振频率，限值要求在第3.4.6条。但是，规范在第7章中没有给出楼盖竖向频率验算的具体计算方法，可以参考新高规的附录C的计算方法。这个计算方法还是比较复杂的，主要借鉴了美国规范的相关内容。一般结构可不作楼盖舒适度验算 （3）“增加了500MPa级带肋钢筋，以300MPa级光圆钢筋取代了235MPa级钢筋” 钢筋材料方面，淘汰低强度钢，增加高强度、高性能钢是本次规范修订的一大特点。原先的HPB235级钢筋已不列入规范，基本将要被淘汰。梁、柱纵向受力钢筋至少要采用HRB400、HRB500，或HRBF400、HRBF500；其中符号F表示细晶粒。换句话说，以后梁柱配筋，箍筋至少要采用HPB300钢筋，纵筋至少要采用HRB400钢筋。 需要特别注意一点是，对于HRB500级钢筋，其抗拉强度设计值与抗压强度设计值是不相等的，抗压强度要低一些。而其它类型普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值均相等。 新增加了4.2.4条钢筋最大力下总伸长率要求，明确了对钢筋延性的要求。 4.2.7条引入了“并筋”的方法，以解决粗钢筋及配筋密集引起的设计、施工困难。并筋需要按面积相等的原则换算成等效直径进行设计。 （4）“补充了复合受力构件设计的相关规定，修改了受剪、受冲切承载力计算公式” 复合受力构件设计规定的补充主要体现在新混规的6.4.11条（轴拉、扭矩共同作用矩形截面构件）、6.4.18条、6.4.19条（拉、弯、剪、扭共同作用矩形截面构件）。 受剪承载力计算公式变化主要出现在新混规6.3.4条，受弯构件中，将箍筋抗剪项前的1.25系数修改为1.0倍；这样，设计配箍面积可能将增加20%。之所以做这个修改，主要是为了提高抗剪承载力的安全储备，因为在有些机场工程和桥梁工程中，在剪力较大处出现了不少斜裂缝。斜截面抗剪承载力的公式实际上是取试验数据的下包络线，系数修正为1.0后，包络曲线向下移动，包络范围更大了。 受冲切承载力计算公式变化在新混规公式（6.5.1-1），主要是将系数0.15修改为0.25。这样，受冲切承载力的可靠度是略有降低了。这个问题比较有争议，因为冲切破坏本身是一种脆性破坏，可靠性指标就应该定得高些，而这次修订不提高反降低，有待考究。 （5）“调整了钢筋的保护层厚度、钢筋锚固长度和纵向受力钢筋最小配筋率的有关规定” 保护层厚度的定义修改了，详见2.1.18条。“钢筋外边缘”不仅是纵向受力钢筋，还包括箍筋、钢筋网片等。8.2节引入了不同设计使用年限的保护层最小厚度要求。 钢筋锚固长度补充了新的弯钩和机械锚固形式。 纵向受力钢筋最小配筋率，见新混规8.5.1条（强条）。细化了不同钢筋强度等级的最小配筋率要求。数值上没有太大变化，但要注意表8.5.1是针对非抗震设计的最小配筋率要求，抗震设计还要符合第11章的有关规定。特别注意一点就是，最小配筋率是按构件全截面面积计算，而实际配筋率是按构件有效面积计算。 8.5.3条补充了少筋截面砼的配筋率计算公式 （6）“补充、修改了柱双向受剪、连梁和剪力墙边缘构件的抗震设计相关规定” 柱双向受剪的补充规定主要在6.3.19条，当剪力与柱局部坐标的夹角较小时，可仅按单向受剪构件计算。 连梁和剪力墙边缘构件的抗震设计规定出现在新混规11.7节。其中，11.7.9条补充了跨高比不大于2.5的连梁的抗震受剪承载力计算公式。 （7）“补充、修改了预应力混凝土构件及板柱节点抗震设计的相关要求” 补充细化了预应力混凝土构件的抗震设计内容，见11.8节。新增11.9节板柱节点。【新混凝土结构设计规范在结构计算和构件设计方法上有哪些变化？】 对于偏压构件二阶挠曲效应的计算方法，取消了原规范的“偏心距增大系数法”，而修改为“弯矩增大系数法”，相关规定在新混规6.2.3条、6.2.4条以及6.2.17条。两种方法的本质是相同的，但规范对其中公式细节做了些修改，因此计算结果还是会不同。 结构重力二阶效应(P-效应)的计算方法改为在结构分析中考虑，详见5.3.4条，其计算方法可采用有限元法或附录B的简化方法。相应地，柱的计算长度方面，取消了原规范7.1.3条根据梁柱线刚度比的计算方法。 与新抗规、新高规一致，新混规大幅度提高了框架结构的柱内力调整系数，包括与“强柱弱梁”有关的柱端弯矩放大系数、与“强剪弱弯”有关的柱剪力增大系数；柱轴压比的限制更加严格了，特别是框架结构的框架柱。而框架梁的内力调整系数没有太大变动。此外，抗震等级为四级的抗震措施提了上来，目的是保证低烈度区的结构具有一定抗震安全储备。 在第4章中给出了材料强度的几个指标，对于混凝土有强度设计值和标准值；对于钢筋有设计值、屈服强度标准值和极限强度标准值。这几个强度指标都是有用处的。如果从大小上看，强度设计值标准值平均值。强度设计值用得最广泛，普通设计都用得设计值。强度标准值（屈服强度标准值）主要在按实配钢筋反算“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的承载力中用到；而极限强度标准值在防连续倒塌中用到。特别要注意一点，宋玉普教授指出，按实配钢筋反算“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的承载力时，不需要再考虑承载力抗震调整系数，这在新抗震规范中已经改过来，但在新混规和新高规中却没有改正过来。 附录C中对于混凝土本构关系细化补充了很多条文。这方面需要涉及到弹塑性力学和混凝土非线性的相关专业知识，我想主要在结构弹塑性分析中会用到，而且主要是软件编程人员需要这方面的内容。【新高层建筑混凝土结构技术规程从总体上讲有哪些变化？章节上做了和调整？】 新高规目前还未正式出版，培训时用得是送审稿的资料。 首先，从目录编排上看，各章总结构次序上没有太大的变化。主要变化如下： 原高规第3章“荷载和地震作用”与第4章“结构设计基本规定”调了个顺序。 在新高规第3章“结构设计基本规定”中，补充了3.2节“材料”，3.11节“结构抗震性能设计”3.12节“抗连续倒塌设计基本要求”；此外，并将“特一级设计规定”独立为一节3.10节。 在第5章“结构计算分析”中，5.5节补充了结构弹塑性分析的规定。 第11章“混合结构设计”和第13章“高层建筑结构施工”补充新增了较多内容。 附录的变化：新增“楼盖结构竖向振动加速度计算”和“圆形钢管混凝土构件设计”；取消了原附录C“框架梁柱节点核心区截面抗震验算”，改为直接引用新混规11.6节内容。【新高层建筑混凝土结构技术规程在具体条文上有哪些变化？和旧条文相比有何特点？】 新高规送审稿的“主要修订内容”一节对规范条文有较为具体的说明，总共有54条，应该说变化还是挺多的。这里就不详细摘抄了，仅对几个大的方面写一些总结体会。 第1章 总则 （1）修改了高规的适用范围：“10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑结构”。 第3章 结构设计基本规定 （1）修改了结构平面和立面规则性的有关规定：见新高规的3.1.4节。修改后更加明确了规则结构不规则结构特别不规则结构严重不规则结构的定量划分标准，更加合理。设计中不应采用严重不规则的建筑结构方案，按赵永基教授的说法，就是结构工程师手中的一把“尚方宝剑”。 （2）房屋最大适用高度进行了调整：新增了8度(0.3g)的适用高度范围；框架结构的最大适用高度适当降低，板柱剪力墙结构高度增大较多。房屋高宽比限值将A级高度与B级高度做了合并处理，且不再强调最大高宽比的概念。 （3）楼层抗侧刚度的计算方法发生了较大变化，见新高规3.5.2节。对于非框架结构需要采用楼层剪力除以层间位移角的方法来计算楼层抗侧刚度，这与抗规和混规不同，是高规自身的一特色，是基于国外规范和中国建研院的研究成果。 （4）结构竖向规则性补充了质量分布规则性要求，见3.5.6条。 （5）薄弱层地震剪力增大系数从1.15调整为1.25，较抗规要求更高。 （6）补充了房屋高度大于150m的结构应进行罕遇地震作用下的薄弱层弹塑性变形验算。 （7）局部修改了风振舒适度的计算要求，见3.7.6条。 （8）补充了楼盖竖向舒适度的计算要求，见3.7.7条，其中楼盖结构竖向振动加速度可按附录C计算。 （9）抗震等级做了与新抗规类似的调整，但不包括24m以下结构的抗震等级。 （10）新增了结构抗震性能设计（3.11节）和结构防连续倒塌设计（3.12节）的相关规定。与新混规不同，新高规对这两个新内容给出了较为详细的计算方法，更为明确。 第4章 荷载和地震作用 （1）修改了关于基本风压取值的规定（4.2.2条，强条），主要是针对风荷载比较敏感的高层建筑的基本风压取值规定调整。但似乎送审稿和报批稿还是有些不同，最终要看正式出版稿的条文规定。 （2）4.3节地震作用：补充了高层建筑的大跨度、长悬臂部分，在7度（0.15g）抗震设计要求，以前是8度才开始要求。 （3）结构时程分析：选波准则进行了调整，地震波持时延长了，时程分析地震加速度最大值补充了设防烈度（即中震水准）和6度区罕遇地震的数值，主要是为了给抗震性能设计提供依据。 （4）反应谱曲线根据新抗规做了调整。 第5章 结构计算分析 （1）对于多塔楼结构，宜按整体和分塔楼两种模型的分别计算，采用较不利的结果进行结构设计，见5.1.15条。 （2）新增5.5节“结构弹塑性分析”的要求。 （3）5.6节荷载组合效应：无地震作用组合公式引入了针对活荷载的结构设计使用年限的荷载调整系数L，但这个系数的取值目前还是比较粗略的。有地震组合的公式，增加了以竖向地震作用为主的工况，原规范都是以水平地震作用为主的组合。 第6章 框架结构设计 本章变化较大，这与新抗规、新混规基本一致。规范变化的最主要的原因在于吸取2008年汶川地震建筑震害经验教训，特别是调查发现框架结构破坏严重，设计期望的“强柱弱梁”、梁铰塑性机制几乎没有出现。此外，楼梯结构破坏、填充墙倒塌伤人等。总得来讲，新规范对于框架结构的限制更严格，要求更高了。条文变化较多，在此仅举几个较典型的变化： （1）楼梯间抗震设计要求，见6.1.4条；楼梯间填充墙构造要求，见6.1.5-4条。 （2）大幅提高了框架结构的柱端弯矩放大系数，其中一级框架结构或9度区的框架必须按实配钢筋验算“强柱弱梁”承载力；此外，还适度提高了框架柱的剪力增大系数，详见6.2节。但值得注意的是，梁的剪力增大系数没有调整，与原规范保持一致，我想这主要还是基于汶川地震的震害调查。 （3）框架节点核心区抗震验算，新增了三级框架节点的验算要求，见6.2.7条。这样一来，节点核心区的抗震受剪承载力验算就相当普遍，绝大多数高层建筑都需要验算。 （4）6.3节，框架梁纵向受拉钢筋的最大配筋率要求不再作为强制性条文