《溷凝土结构设计规范》GB_50010-2011.ppt

一，一， 混凝土结构设计规范 GB50010-2011，主要修订内容梁兴文西安建筑科学技术大学，2，主要修订内容1，3，1增加结构方案设计内容的思路，原则，思路：完善规范完整性，将构件计算主要适当扩展到整体结构设计中，以补充“结构方案”设计内容(3.2节) 结构体系设计的基本原则是宏观满足使用功能，控制结构整体安全性的结构方案尚待考虑：建筑、抗震、耐久、防灾、节材等其他方面的要求，增加4、1结构方案的设计内容设计方案，3.2.1混凝土结构设计方案应当满足以下要求： 1合理的结构体系， 选择构件形式和布置的两种结构平面，立面布置规律，各部分质量和刚度均匀，必须连续的三种结构传递路径简单明确，垂直构件应采用连续贯穿、排列的四超静定结构，重要构件和重要传递力部位应增加冗馀约束或有多条传递力路径。 5应缩小偶然作用的影响范围，避免局部破坏造成结构连续倒塌。 根据灾害调查和事故分析，结构方案对建筑物的安全性有着决定性的影响。 与建筑方案协调时，必须考虑结构体型(纵横比、纵横比)适当。传递路径和构件配置能够保证结构的整体稳定性，请避免局部破坏导致结构连续倒塌。 本条提出了在建议阶段应考虑加强结构整体稳定性的设计原则。 增加8、1结构方案设计内容的结构缝，3.2.2混凝土结构中结构缝的设计应满足以下要求： 1根据结构力特征和建筑尺度、形状、使用功能，合理确定结构缝的位置和结构形式控制双结构缝的数量， 采取有效措施减少缝制不良影响3可根据需要设置施工阶段的临时结构缝(施工后打入带)。 9、【说明】结构设计时通过设置结构狭缝将结构分割成几个相对独立的单元。 结构缝包括伸缩缝、下沉缝、防震缝、结构缝、连续倒塌的拼合缝等。 不同类型的结构缝可以消除混凝土收缩、温度变化引起的膨胀收缩变形等不良影响，防止基础不均匀沉降的刚性和质量突变、局部应力集中、结构隔振、连续倒塌等。 除了永久性结构缝外，还应考虑设置施工笼、后浇带、控制缝等临时性缝，以消除暂时性的不良影响。 结构缝的设置必须考虑对建筑功能(如内装外观、防水渗透、保温隔音等)、结构传递力(如结构布置、构件传递力)、结构做法和施工可行性等的影响。 应按照“一缝多能”的设计原则，采取有效的结构措施。 增加10、1结构方案的设计内容连接，3.2.3结构构件的连接应满足以下要求： 1连接部位的承载力在必须保证被连接构件间的传递性能的2混凝土构件与其他材料构件连接时，应采取可靠连接措施的3构件变形给予连接节点及相邻结构或构件【说明】构件间的连结构造设计原则保证连结节点处的被连结构件间的传递性能满足设计要求保证不同材料(混凝土、钢、块等)间的融合，选择可靠的连结方式，保证可靠的传递力连接节点考虑被连结构件间的变形的影响和互换性条件，避免不良影响11、3.2.4混凝土结构设计应符合下列要求： 1满足不同环境条件下结构耐久性要求，节约2种材料，施工方便，降低能耗，保护环境。【说明】本条提出了结构方案设计阶段应综合考虑的其他问题方案设计：基本原则结构缝制的设置原则连接原则其他问题，12，2连续倒塌防止设计原则基本思想，(1)结构连续倒塌抑制和设计的基本思想突发事件难以预测，其发生概率小但危险大， 随着事件发生的可能性不断增加，结构减小突发事件的影响值得学者和设计者广泛关注，加强值得慎重考虑的局部构件和连接有利于减少结构受突发事件影响，但更重要的是提高整个结构抗连续倒塌的能力， 结构是减少或避免早期局部破坏造成的连续倒塌，但一般不宜要求结构在突发事件中不发生局部破坏，13、2连续倒塌防治设计原则基本思想，提高结构抗连续倒塌的能力，包括结构的整体性能或鲁棒性， 即着眼于最低强度、冗馀特性和延展性等能力特征，一般采用拉力设计、预载路径分析和良好的结构要求等方法可以实现的不同结构体系的抗整体连续性倒塌能力不同，因此必须分别考察各结构体系的连续性倒塌机理和能力特征。 稳健性(Robustness )是系统控制理论的重要术语，是指系统能够抵抗外部环境干扰和内部不确定性的影响维持稳定工作的能力)，14，2连续抗倒塌设计原则基本思想，构件与连接的最低强度结构在初期局部破坏后发生内力再分布，以达到新的稳定平衡这种内力需求在通常的结构设计中没有被考虑到，但是如果发生这种内力需求，由于强度过低，构件和连接被破坏，往往会导致连续的破坏扩大和倒塌。 因此，为了使结构的各部分能够在极限状态下“拥抱”，需要确保在受到与部件连结不同的力的状态下的最低强度。 保证了构件和连接的最低强度，传统研究是通过拉力设计实现的，但不同的结构体系、最低强度和承载力要求各有重点。 例如，钢筋混凝土框架和剪力墙结构应加强底部纵向受力钢筋的布置，要求适当纵向钢筋重叠结构的钢筋在必须充分保证梁连接的弯曲和拉伸强度的大跨空间结构中，必须保证拉伸部件具有适当的受压承载力。15、2连续倒塌防治设计原则基本思想、结构冗馀特性、结构冗馀特性是结构初期局部破坏改变原始传递路径，达到新的稳定平衡状态的能力特征。 充分的结构冗馀特性允许结构“越过”初期的局部破坏不向外扩展，避免连续破坏和倒塌的发生。 结构冗馀首先取决于结构体系的类型。 例如，没有支承框架主要依赖于梁柱结合的刚性、楼层数、跨距数的支承框架主要由支承的数量和分布、以及适量的刚性梁柱连结构成的双重防御机构。 16、2连续倒塌防治设计原则基本思想、构件与连接的变形能力和延性特性构件或连接的良好延性能力可显着消耗能量，是减少结构连续性破坏的重要能力特征。 局部构件在承载力不太消失的情况下，其塑性大变形将内力的传递逐渐转移到其他构件，实现内部冗馀特性的充分发挥。 合适的延展性对结构总体承载力的提高有显着影响。 必要的延展性是充分发挥结构内部冗馀潜力的重要条件。 延展性概念不能完全脱离强度概念简单评价。如果构件和连接强度过低，延展性能力就不能避免局部破坏和严重破坏的可能性。 17、二连续倒塌防治设计原则基本思想，基本思想构件应具备充分的整体连续性、冗馀承载力和能耗能力(包括延展性)，能够有效地将初始局部破坏区域的载荷传递给能够承担这些冗馀载荷的周边结构，提高整体结构系统的稳定性。18、2连续倒塌防治设计原则-设计方法；(2)结构防治连续倒塌的主要设计方法事件控制：在突发事件发生前阻止，或者通过设置防护栏将爆炸等危险源隔离在建筑物外，是结构设计以外的一系列措施间接设计：不直接体现突发事件的具体影响，而是采用拉力法进行结构设计直接设计：分为预载路径分析和特殊承载设计，前者通过假定主要承载构件的初始故障来研究或评估结构抗冗馀性能和连续性倒塌的能力，后者对主要承载构件进行防爆或防撞设计，以免在突发事件中发生局部破坏。19、2连续倒塌防止设计原则-设计方法、拉力设计法兰力设计，即元件和连接符合最低拉力强度要求，各连接元件形成的传递路径必须是线性连续的。 4 .要求：内部拉力：主要由梁或地板承担，根据发挥梁悬线效应或地板薄膜效应的要求可确定的周边拉力：主要由周边梁承担，内部拉力的梁或地板可固定的悬挂拉力：双面柱或侧壁的水平拉力不仅满足内部拉力的要求， 必须承受一定的悬挂张力的垂直拉力：由上下连续贯通的柱承担，要求与其轴压同等的拉力。 20、2连续倒塌防治设计原则设计方法、图、21、2连续倒塌防治设计原则设计方法、预载路径分析预载路径分析是指“删除”初始故障零件，结构在原载荷下产生内力再分布，接近新的稳定平衡状态的方法。 其中，组件单元的“删除”是指结束对应组件的计算，而不会影响所连接组件之间的连接。 22、2连续倒塌防止设计原则-设计方法对于结构抗震设计抗震设计中提出的结构冗馀特性和连接延性能力等要求，有利于提高结构抗连续倒塌防止能力。 在尚未确立合适的抗倒塌设计方法的情况下，采用抗震设计方法是有效的。 两者之差：地震的作用主要是水平方向，连续倒塌时的结构主要是受垂直恒定载荷和部分成活载荷的结构抗震时的抗侧力构件，地面通常在刚性地面的假设下考虑，倒塌分析中应考虑地面的正确建模和薄膜效应的机理，在地震中构件受到反复力的严重强度和刚性结构抗震设计方法的有益作用不能取代抗倒塌设计，而应立足于结构连续性倒塌控制的独特特点，建立适当的评价方法和设计体系。、23、2连续抗倒塌设计原则-设计方法、结构设计策略和加固措施抗倒塌设计应结合结构的力学特征提出明确的设计策略，采取合理有效的加固措施：合理设计楼层平面布局，适当缩小墙体与柱子的间距，加固结构整体性， 减小墙体局部破坏的影响结构平坦，立面设计规则要求构件内力传递连续直接，加强端部锚固措施增设楼板非跨度方向的受力主筋，楼板在跨度方向失去支撑后可改变跨度方向继续承载荷载，同时， 确保主梁或承重墙体承受来自地板非跨度方向的载荷在框架的最上层或中部层增设跨度支架，形成帽桁架或腰桁架的传动机构，24、25、2连续防倒塌设计原则-设计方法、结构设计战略和加固措施在主梁下方采用钢丝绳加固， 楼层大变形破坏时发挥吊索悬吊效应改善钢梁连接结构，采用CFRP碳纤维布等加强键构件有效抵抗局部破坏钢梁混凝土柱、钢管混凝土柱等形构件，研制出高温耐火性能优良的新型结构用钢及其型材。26、2连续倒塌防治设计原则、结语：结构连续倒塌防治应重视与结构总体性能(鲁棒性)相关的冗馀特性、延展性、连接强度和保证上述性能的结构措施。 不同类型的结构体系具有不同的倒塌特征，需要研究和制定不同的倒塌控制设计方法。 结构防倒塌设计范围(可能偶然作用的重要结构) :台风，防倒塌设计房屋面积冰防倒塌设计不包括地震时的防倒塌设计范围，地质灾害等，27、2连续防倒塌设计原则概念设计， 3.6.1混凝土结构应按照以下要求进行连续倒塌防范概念设计： 1采取减少偶然作用效果措施的2重要部件和采取防止关键传递力部位直接受到偶然作用的措施的3结构在易受偶然影响的地区增加冗馀制约， 配置备用传动路径的4重要构件和关键传动力部位，加强避难通道和避难空间构造的承载力和变形性能的5水平，配置贯通垂直构件的钢筋，采取有效的连接措施，通过设置可靠地锚定周边构件的6构造狭缝，控制可能发生连续倒塌的范围。 概念设计主要从结构体系的初步途径、整体性、延展性、判别连接结构和关键部件等方面进行结构方案和结构布局设计，避免存在容易导致结构连续倒塌的缺点。 28、2连续倒塌防止设计原则-概念设计对于可能发生的意外负荷和作用，居民楼宇：预计气体爆炸破坏作用的化工厂：易燃危险品、化工反应装置可能发生的破坏作用，可以在设置整体加固部件或设置结构性部件破坏后，由此产生破坏可以安装一体化的加强构件，也可以安装结构狭缝来划分整个结构。 发生局部部件破坏，可将破坏控制在一个区域内，防止连续倒塌的蔓延。 一体化加固构件是结构中的重要构件，其安全储备应高于一般构件。 增加结构冗馀度，使结构体系采用充分的预载传递路径合理的结构方案和结构布局，增加结构冗馀度，形成具有多个和多向载传递路径传递力的结构体系，避免出现引起连续性倒塌的脆弱部分。 拆卸方法可以判断结构是否具有预备载荷传递路径，29，2连续防倒塌设计原则概念设计，加强结构构件连接结构，保证结构整体性，当某柱破坏失去承载力时，其直接支撑的梁必须跨越两者不能倒塌。 这要求横跨柱子上梁的钢筋贯通，具有足够的拉伸强度，通过贯通钢筋的悬垂线传递机构，将梁的载荷传递给相邻的柱子。加强结构延性结构措施，保证剩馀结构延性结构局部破坏后剩馀结构中的某些构件进入塑性。 因此，选用延展性好的材料，采用延展性结构措施，提高结构塑性变形能力，增强剩馀结构内力的再分布能力，避免连续倒塌。 通过拆卸构件后的构造破坏模式的概念判别，可以确认需要强化延展性的地方。 30、2连续抗倒设计原则拉伸结构件法，3.6.2重要结构的连续抗倒设计可采用以下方法： 1拉伸结构件法：在结构局部纵向构件故障的条件下，用梁-拉伸结构模型、悬臂-拉伸结构模型和悬臂-拉伸结构模型进行极限承载力计算，保持结构的整体稳定性。 该方法满足结构构件之间的连接强度一定的要求，保证了结构的整体性和预载荷传递路径。 基本原则：某柱失效后，其支撑梁有足够的承载力，避免连续破坏。 该方法简单易行，在一定程度上保证了结构的连续性和整体性的基本要求，但难以采用复杂的不规则结构。 31、(a )梁-拉伸模型、(b )悬垂-拉伸模型、(c )悬臂-拉伸模型、拉伸结构法中剩馀结构体系的抗倒塌模型、32、2连续防倒塌设计原则-拉伸结构法、拉伸设计法的基本原则和基本假设是，在拆卸垂直结构物后，其支撑的水平结构物维持其极限承载力水平部件的横断能力通过塑性铰链机构(形成梁端和横断中的塑性铰链)和连续贯通钢筋的悬垂线机构(连续贯通钢筋的拉伸强度)实现。 由于横跨梁中底部的钢筋拉伸强度已在悬垂线机构中应用，因此塑性铰链机构不考虑正弯矩塑性铰链的贡献，而只考虑梁端负弯矩塑性铰链的抗弯能力。 33、2连续倒塌防止设计原则-结构构件法、拉伸设计法的基本原则和基本假定如下：可以考虑双向梁的拉伸贡献，例如拆卸图E.2.2a的中柱时，双向梁可以考虑拉伸贡献，另一方面，拆卸图E.2.2b的侧柱