对混凝土结构新规范的几点认识

对混凝土结构新规范

的几点认识材料的进步

新规范在材料方面的主要变化是将混凝土强度等级由原规范的C60提高到C80，并推出HRB400级钢筋（新Ⅲ级钢）作为主力钢筋取代原Ⅱ级钢筋的主力地位。热轧钢筋的分项系数为1.1，混凝土的分项系数为1.4，较原规范略有提高。C80C60主力钢筋HRB400级

在材料这一节中，较难以理解的是高强度混凝土抗压的脆性折减系数。脆性折减系数对C40以上混凝土考虑脆性折减系数，对C40取，对C80取，中间按线性规律变化。因为在高强混凝土受弯构件中，构件的延性主要是由配筋率决定，适筋的高强混凝土受弯构件仍能够以较为延性的方式破坏；而在高强度混凝土柱中，降低混凝土的抗压强度并不能改善柱的变形性能。按新规范条文说明，高强混凝土的强度变异系数比普通混凝土的还要低，因此脆性折减系数不是考虑高强混凝土的强度的变异性。目前研究得尚不充分的是高强混凝土的徐变、收缩等。不知新规范为什么不从高强混凝土受弯构件、受压构件正截面承载力及延性的可靠度校准的角度，对高强混凝土的抗压强度进行折减，而引用结构概念不甚清楚的脆性折减系数。这脆性折减系数只是降低了混凝土的强度，也就是说，当你使用C80级混凝土时，它的轴心抗压强度标准值和设计值本来分别是53.6N/mm2和38.4N/mm2或更高（高强混凝土的立方体－棱柱体强度换算系数大于普通混凝土的换算系数），但是你只能用到50.2N/mm2和35.9N/mm2对于受压构件，这使截面面积加大，一般而言，承载能力可靠度得以提高，但延性问题没有解决。结构设计理论的完善

混凝土结构设计包括三大部分，其一是结构选型，其二是结构分析，其三是截面设计。结构选型与混凝土结构设计规范没有直接的关系，在高层、抗震等规范或规程中对于某种具体的结构有相应的规定。对于结构分析，例如，按混凝土结构课程的体系，分为连续梁板、排架结构、框架结构、高层结构等，桥梁专业则分为梁桥、拱桥、刚构桥、斜拉桥等。一般而言，越是复杂的结构，由于结构类型而引起的结构分析的差异越小。之所以出现这种现象的原因在于复杂结构的结构分析大多采用线弹性分析。以往的规范中简单的规定采用结构力学方法计算结构内力，实际上只适用于较为复杂而采用线弹性方法的结构内力计算。另一方面，计算机技术的发展，使得更为复杂的分析手段成为工程师的工具，例如，非线性分析方法。新规范增加“结构分析”一章。新规范5.1.4条规定结构分析应满足平衡、变形协调和物理条件，而5.1.5条用宜的字样建议了5种结构分析方法。显然，可以不限于规范推荐的这几种方法。“考虑塑性内力重分布的方法”是以弹性分析为基础的塑性分析方法，所谓弯矩调幅法；“塑性极限分析方法”不考虑弹性平衡条件，也不满足严格意义上的变形协调条件，只满足塑性分析中机动条件或运动条件。按新规范条文说明，塑性分析方法主要是指双向板的极限平衡法。“结构试验分析方法”不大可能成为一种单独的分析方法，即使对于结构的某一局部，也很少见到结构设计完全由试验确定。它主要是用于验证性目的。在5.2节“线弹性性分析析方法法”中，，最有有意义义的是是将工工程中中既是是约定定俗成成的但但不时时又有有争议议的计计算简简图的的选取取做了了较为为明确确的规规定。。在5.3节“其他分分析方方法”中，，有两两个中中心内内容，，一个个是考虑塑塑性内内力重重分布布的结结构分分析，一个个是非线线性分分析，这两两种分分析方方法充充分体体现了了混凝凝土结结构的的特点点。如如果说说，““线弹弹性分分析方方法””既可可用于于混凝凝土结结构，，也可可用于于钢结结构和和砌体体结构构，但但塑性性分析析和非非线性性分析析与材材料特特性密密切相相关，，其分分析方方法在在几种种不同同类型型结构构之间间的通通用性性显然然是十十分有有限的的。这一节节还有有两点点应注注意：：（1）混凝凝土结结构设设计规规范是是大规范，，此处处“大大”有有两方方面的的意义义，一一是它它比规规程““大””，例例如，，连续续梁、、框架架考虑虑塑性性内力力重分分布的的规程程，高高层结结构规规程。。因此此，其其它某某一类类具体体的结结构设设计规规程必必须服服从大大规范范。另一方方面的的“大大”，，是指指新规规范编编制初初期，，想要要成为为建筑筑、桥桥梁、、铁路路、水水工、、电力力、港港工等等行业业的母母规范范，它它是国国家标标准，，而行行业的的混凝凝土结结构设设计规规范是是部颁颁标准准。现现在看看起来来并不不成功功，例例如，，在这这一节节中，，出现现了““房屋屋建筑筑”字字样而而不能能包括括桥面面板，，尽管管桥面面板也也会出出现由由抗弯弯承载载能力力控制制的塑塑性破破坏，，例如如，Park和Clark等人的的研究究。（2）规范范以附附录的的方式式，给给出了了混凝凝土受受压和和受拉拉的应应力－－应变变全曲曲线以以及多多轴强强度和和破坏坏准则则。这这在学学术上上一直直是有有争议议的，，我们们知道道，简简单受受力状状态，，也就就是所所谓单单轴受受力状状态，，工程程中一一般是是不需需要进进行非非线性性分析析的。。对于于复杂杂受力力状态态，单单轴应应力－－应变变曲线线的可可应用用性很很差。。例如如，梁梁的抗抗剪分分析，，众所所周知知的混混凝土土软化化现象象及参参数在在新规规范的的附录录C中找不不到。。又例例如，，混凝凝土和和钢筋筋之间间的粘粘结－－滑移移关系系。这这使得得非线线性分分析在在很大大意义义上只只具有有形式式上的的意义义，而而不大大具有有工程程价值值。归纳纳起起来来，，新新规规范范在在结结构构分分析析方方面面与与老老规规范范的的比比较较，，主主要要是是理理论论体体系系更更加加完完善善，，实实质质性性的的内内容容则则增增加加在在塑性性分分析析和计算算简简图图这两两方方面面。。关于于桥桥梁梁钢钢筋筋混混凝凝土土设设计计规规范范我国国工工程程习习惯惯依依行行业业不不同同而而变变化化，，其其中中较较为为突突出出的的是是房房屋屋建建筑筑、、公公路路桥桥梁梁和和铁铁路路桥桥梁梁。。铁铁路路部部门门一一直直自自成成体体系系。。近近年年来来，，公公路路部部门门有有一一定定程程度度的的开开放放。。2001年，，由由原原公公规规院院提提出出公公路路桥桥涵涵钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范的的征征求求意意见见稿稿。。经经反反复复讨讨论论形形成成送送审审稿稿，，目目前前正正在在修修改改报报批批稿稿。。桥桥梁梁新新规规范范在在很很多多地地方方与与建建工工规规范范相相同同，，与与原原桥桥梁梁85规范范相相比比，，变变化化很很大大。。但但有有些些方方面面还还是是有有非非常常清清楚楚的的桥桥梁梁特特点点。。（1）设设计计计计算算要要考考虑虑施施工工过过程程。。桥桥梁梁规规范范考考虑虑三三种种设设计计状状况况：：持持久久状状况况，，短短暂暂状状况况和和偶偶然然状状况况。。其其中中，，短短暂暂状状况况就就是是考考虑虑施施工工过过程程。。建建工工规规范范没没有有这这方方面面的的专专门门规规定定。。（2）桥桥梁梁规规范范没没有有专专门门的的耐耐久久性性设设计计规规定定，，设设计计基基准准期期规规定定为为100年。。（3）桥桥梁梁规规范范根根据据使使用用荷荷载载下下构构件件受受拉拉边边缘缘的的应应力力状状态态，，将将预预应应力力混混凝凝土土分分为为全全预预应应力力、、A类部部分分预预应应力力和和B类部部分分预预应应力力混混凝凝土土。。（4）桥桥梁梁规规范范关关于于混混凝凝土土徐徐变变的的计计算算比比建建工工规规范范更更细细致致。。(5）桥桥梁梁规规范范的的抗抗剪剪计计算算公公式式考考虑虑破破坏坏时时斜斜截截面面水水平平投投影影长长度度的的影影响响，，为为承承受受移移动动荷荷载载，，求求解解最最不不利利情情况况的的斜斜截截面面承承载载力力，，得得到到混混凝凝土土抗抗剪剪贡贡献献和和箍箍筋筋抗抗剪剪贡贡献献相相乘乘的的抗抗剪剪计计算算公公式式。。（6）桥梁钢钢筋混凝凝土结构构的构造造钢筋部部设有其其自身的的特点。。例如，，在梁中中，大量量使用弯弯起钢筋筋。其他他构造钢钢筋用量量也大大大多于钢钢筋混凝凝土建筑筑结构。。关于铁路路桥梁钢钢筋混凝凝土结构构设计规规范（TB10002.3－99），铁路桥梁梁钢筋混混凝土结结构设计计规范（（由铁道道部发布布）是国国内很少少几本采采用容许许应力法法的设计计规范之之一。以以常见的的受力状状态为例例，简要要说明如如下。（1）受弯构构件计算算的基本本假定：：受拉混混凝土不不承担拉拉应力，，受压区区混凝土土压应力力为三角角形分布布，最大大压应力力不超过过混凝土土的容许许应力。。混凝土土的容许许应力大大约为其其强度等等级的0.39（建工规规范中混混凝土抗抗压强度度设计值值为混凝凝土强度度等级的的0.45～0.48），I级钢筋的的容许应应力为130～160MPa，II级钢筋容容许应力力为180～230MPa。其中容许许应力的的计算用用到换算算截面抵抵抗矩的的概念（（计算超超静定结结构内力力时用换换算截面面惯性矩矩）。（2）偏心受受压构件件的计算算与受弯弯构件基基本相同同。偏心心距增大大系数计计算公式式与现行行公路桥桥梁钢筋筋混凝土土结构设设计规范范的公式式相同，，以Euler荷载为主主要变量量。偏心心受压构构件要计计算剪应应力或最最大主拉拉应力。。（3）梁的受受剪计算算不考虑虑混凝土土和抗剪剪钢筋的的共同作作用，计计算混凝凝土的剪剪应力，，截面控控制条件件、构造造配筋条条件和计计算配筋筋条件表表现为三三个不同同的混凝凝土容许许应力。。我对铁路路规范不不熟悉，，以前曾曾研究过过它的裂裂缝宽度度计算公公式。因因为不了了解铁路路的荷载载，对铁铁路规范范采用容容许应力力法及相相关的安安全度无无从做出出评价。。从铁路路桥梁的的荷载特特点来看看，如果果以疲劳劳破坏为为设计的的主要控控制目标标，采用用容许应应力法也也还是有有道理的的。在混混凝土结结构设计计新规范范（GB50010－2002）中，疲劳劳验算也也是采用用容许应应力控制制，受弯弯构件截截面压应应力分布布也是三三角形分分布。（（按一座座铁路桥桥梁每天天100列火车，，每一列列火车对对中小跨跨径桥梁梁产生10次最大应应力，一一年的疲疲劳次数数就可达达到百万万次级。。而建筑工工程中承承受疲劳劳荷载的的结构，，例如吊吊车梁，，大约10年的疲劳劳次数达达到百万万次级。。因此，，就疲劳劳而言，，建工与与铁路有有数量级级的差别别）。无无论如何何，有一一点是很很清楚的的，由于于设计控控制目标标的不同同，铁路路桥梁钢钢筋混凝凝土结构构设计规规范的体体系完全全不同于于建工规规范和公公路规范范，工程程习惯也也有巨大大的差别别。国家家标准《混凝土结结构设计计规范》（GB50010-2002）试图逐渐渐消除行行业的差差别，寻寻求统一一的模式式，道路路显然是是漫长的的。关于水工工混凝土土结构设设计规范范（DL/T5057－1996）水工混凝土结结构设计规范范（由原电力力工业部发布布）是与建工工规范最接近近的规范。（（原水工规范范是1978年发布的，比比原建工74规范要晚4年，建工规范范于1989年发布，水工工规范于1996年发布，很多多地方参考了了89建工规范和89以后的研究成成果）。水工工规范与国家家标准统一是是毫无问题的的。从规范文本来来看，水工规规范将素混凝凝土结构的设设计规定写入入正文，建工工规范是将其其写入附录。。此外，水工工规范有一章章专门规定温温度作用下的的设计，建工工规范中没有有。对结构可可靠度度的认认识在修订混凝土土结构设计规规范的过程中中，关于结构构可靠度曾有有较大的争论论。两种截然然不同的观点点：（1）要大幅度提高高结构安全度度（不用可靠度度这一名词））主要理由是：：与英美等发发达国家的结结构设计规范范相比，我国国规范的安全全度明显偏低低；在近年的的工程建设中中，工程质量量事故频繁发发生；结构成成本占建筑成成本的比重不不断下降，提提高安全度的的经济条件已已经具备；原规范有些条条文在计算、、构造等方面面的规定存在在明显不足；；可靠度仅仅仅只是理论上上的概念，用用于工程设计计，既不方便便又不准确。。提高结构安安全度将增加加工程建设的的一次性投资资，但可降低低结构维护费费用，结构全全寿命支出也也会减少；政政府颁布并实实施规范，应应以监督指导导为主，提高高安全度并使使安全度的选选择成为业主主的行为而不不是政府行为为；等等。(2)适当提高结结构设计安安全度主要理理由是是：十十余年年的工工程建建设（（自89规范以以来，，或者者说自自74规范以以来））说明明原设设计规规范的的安全全度基基本满满足国国家经经济建建设和和人民民生活活的要要求；；工程程质量量事故故主要要反映映在施施工验验收规规范和和监理理规范范等方方面，，设计计规范范没有有明显显的漏漏洞；；荷载载取值值偏低低可调调整荷荷载规规范，，加大大荷载载取值值、增增加荷荷载组组合，，这是是适当当提高高安全全度的的一个个方面面；原原规范范本身身的不不足可可以修修订，，这是是适当当提高高安全全度的的另一一方面面；可靠度度理论论是结结构设设计的的发展展方向向，这这也是是国际际化趋趋势，，不能能退回回到安安全系系数的的概念念；提提高结结构设设计安安全度度乃至至结构构寿命命全周周期的的安全全度的的一个个重要要措施施是强强化管管理，，规范范的强强制性性条文文也是是其中中之一一，例例如，，新规规范关关于结结构用用途改改变的的规定定就是是强制制性条条文；；等等等。陈肇元元院士士的观观点：：1）规范范中的的可靠靠指标标与实实际失失效概概率是是虚拟拟的关关系；；2）规范范可靠靠度方方法缺缺乏对对设计计人员员的友友好性性；3）规范范的可可靠度度方法法在理理论与与实践践上脱脱节；；4）规范可靠靠度方法在在运用统计计方法和处处理统计数数据中存在在问题；5）三个正常常的提法与与安全性和和可靠度概概念之间存存在矛盾。。（见《建筑结构》第32卷第4期）新规范最后后是在“适当提高”的原则下下修订的。。具体表现现在以下方方面：（1）降低混凝土土的材料强强度取值；；（2）降低钢筋筋强度取值值，例如，，II级钢筋；（3）取消混凝凝土弯曲抗抗压强度指指标；（4）修改计算算公式中的的系数，如如抗剪计算算；（5）增加构造造钢筋，明明确构造措措施；（6）进一步协协调与施工工验收规范范的关系。。总的可靠度度提高5～10％左右。应当指出，，今后的设设计规范将将会以“性性能为基础础”为主要要发展方向向。“以性性能为基础础”的设计计可概括为为：1）按房屋建建筑的用途途和业主的的要求确定定性能要求求，即建立立目标性能能；2）选用合适适的设计方方法以满足足目标性能能；3）对每项性性能进行评评定，以判判断所设计计的房屋建建筑是否满满足目标性性能。我们在工程程实践中常常常遇到一一个因规范范调整而产产生的安全全度问题，，由于房屋屋建筑用途途的改变或或使用年代代较长需要要对其进行行结构可靠靠性鉴定，，显然可靠靠性鉴定必必须依据结结构设计规规范，问题题是依据哪哪个版本的的规范，因因为规范的的可靠度在在不断提高高，按新规规范，90年代建造的的房屋结构构的可靠指指标只有3.2~3.7，而2002年以后的房房屋结构达达到3.5~4.0。那么，以前前建设的工工程是否都都需要加固固或都偏于于不安全呢呢？有一种种观点认为为，从理论论上讲，可可以认为旧旧有房屋不不安全，因因为你是站站在现在的的立场（新新规范的立立场），经经济的发展展、生活水水平的提高高、认识的的深化，使使你对安全全度有更高高的要求（（规范代表表了国家利利益和公民民的利益，，或者说，，政府对安安全度有更更高的要求求）。按现在的的立场和和观点，，旧有房房屋应该该是偏于于不安全全。实际际上，这这里存在在一个目目标可靠靠度问题题和失效效概率的的客观性性问题。。原规范范认为可可靠指标标等于3.2结构就是是安全的的，而新新规范认认为等于于3.5才安全。。那么等等于3.2究竟安全全还是不不安全，，这需要要实践来来检验，，用概率率论的观观点看，，就是这这个事件件实际发发生的概概率有多多大。不不幸的是是，我们们无法获获取足够够多的数数据形成成统计样样本空间间来评估估结构的的失效概概率，这这使得规规范规定定的失效效概率包包含了太太多的主主观概率率成分。。已建房屋屋大多无无需加固固，因为为你和业业主都可可以认为为β等于3.2的结构在在目标使使用年限限内是安安全的，，这就是是所谓主主观概率率。（主主观概率率的标准准理解：：概率代代表了一一种相信程度度或者可信信度，即即基于手手中对某某一事件件的证据据，人们们以多大大程度认认为该事事件将会会发生。。持这种种观点的的先驱者者们包括括Bernoulli,Bayes，Laplace等。客观观概率认认为事件件发生的的频率服服从大数数定律，，即随着着统计样样本的增增加，频频率趋近近于概率率，这个个概率是是随机事事件的客客观规律律，不以以人们的的意志为为转移。。关于混混凝凝土结结构构的耐耐久久性性新规范引引人注目目的增加加了关于于混凝土土结构耐耐久性的的规定。。迄今为为止的研研究表明明，影响响混凝土土结构耐耐久性的的主要因因素包括括：（1）混凝土碳碳化引起起的钢筋筋腐蚀；这是影响响耐久性性的最主主要的因因素之一一。混凝土的的碳化又又称为混混凝土的的中性化化，它使使混凝土土逐渐丧丧失对钢钢筋的保保护作用用，水的的侵入和和暴露在在空气中中的条件件使钢筋筋锈蚀。。钢筋腐腐蚀又包包括因混混凝土碳碳化引起起的腐蚀蚀，，其其他侵蚀蚀性介质质腐蚀，，高强钢钢筋的应应力腐蚀蚀，等等等。（2）碱集合料料反应；水泥混凝凝土中集集料与碱碱反应，，生成碱碱硅酸盐盐凝胶等等反应产产物，吸吸水后体体积加大大，造成成混凝土土的膨胀胀破坏。。控制混混凝土的的碱含量量是抑制制碱集料料反应的的重要手手段，常常规的办办法是采采用低碱碱水泥和和非碱活活性集料料。如果果只能采采用碱活活性集料料，则必必须控制制混凝土土中的碱碱含量。。（3）氯离子腐腐蚀；氯化物是是钢筋电电化学腐腐蚀的一一种活性性剂，具具有较高高的吸附附性，当当混凝土土中的氯氯离子达达到一定定含量时时，即使使混凝土土未碳化化（例如如，混凝凝土的ph值达到11.5），钢筋筋也会被被腐蚀。。之所以以称为氯氯离子腐腐蚀，就就是区别别于因混混凝土碳碳化后的的钢筋电电化学腐腐蚀。混混凝土本本身一般般不含氯氯离子，，但外加加剂，特特别是寒寒冷地区区冬季施施加在混混凝土桥桥面的除除冰盐会会使混凝凝土中包包含氯离离子（美美国这一一问题非非常突出出）。新新规范控控制混凝凝土中的的氯离子子含量，，主要是是控制外外加剂中中的氯离离子。（4）混凝土的的冻融反反复破坏坏；引起混凝凝土冻融融剥蚀的的主要原原因是混混凝土微微孔隙中中的水，，在温度度正负交交替作用用下，形形成冰胀胀压力和和渗透压压力联合合作用的的疲劳应应力，在在这种应应力作用用下，混混凝土产产生由表表及里的的剥蚀破破坏。新新规范未未对混凝凝土的抗抗冻性做做出具体体规定，，但原则则是很明明确的。。（5）冲刷和磨磨耗；新规范未未做规定定，建筑筑工程通通常很少少经受冲冲刷和磨磨耗作用用（6）环氧树脂脂涂层钢钢筋；国外自80年代开始始在混凝凝土结构构中采用用，新规规范对第第三类环环境（海海洋及寒寒冷地区区环境））的混凝凝土结构构明确规规定要求求采用环环氧树脂脂涂层钢钢筋。环环氧涂层层钢筋是是采用静静电喷涂涂环氧粉粉末工艺艺，在钢钢筋表面面形成一一定厚度度的环氧氧防腐涂涂层，这这种涂层层可将钢钢筋与周周围混凝凝土隔开开，使侵侵蚀性介介质如氯氯离子等等无法接接触钢筋筋表面，，从而避避免钢筋筋受到腐腐蚀。建建设部已已颁布行行业标准准《环氧树脂涂层层钢筋》（JG3042-1997）,并在国内建成成环氧涂层钢钢筋加工厂，，应用方面积积累了一些经经验。但相关关的工程应用用研究还不多多见。（7）其他原因导致致的混凝土的的腐蚀；新规范也未做做具体规定，，对于海水环环境和受人为为或自然的侵侵蚀性物质影影响的环境，，混凝土结构构的耐久性要要求应符合有有关标准的规规定。结构设计的基基本原则：在在概率意义上上，结构抗力力不小于作用用效应。以上上的关于耐久久性的考虑主主要是针对结结构抗力，也也就是说，随随着时间的推推移，混凝土土和钢筋的腐腐蚀使结构抗抗力逐渐退化化，在设计中中应考虑影响响抗力退化的的种种因素。。另一方面的的考虑则是作作用效应的考考虑。显然，，按50年统计的荷载载和按100年统计的荷载载不一样，这这是原规范设设计基准期的的概念（我们们曾一再强调调，设计基准准期不等于结结构寿命，不不知不觉间，，似乎两者又又可相等了））。在堤坝防洪设设计中，我们们有100年一遇或200年一遇的区别别，100年一遇和200年一遇的洪水水水位不一样样，其代表值值来源于统计计分析。但在在房屋建筑设设计中，我们们的统计数据据并不充分，，因此，只能能靠γ0笼统的加以调调整。计算公公式式的主要要调调整整（1）正截面承载力力在混凝土受弯弯或受压构件件的正截面承承载力计算中中，取消了原规范的弯弯曲抗压强度度指标fcm，统一改用轴心心抗压强度fc，由于在原规范范中fcm＝1.1fc，这使得受弯和和受压构件的的可靠度提高高。从公式的形式式看，由于新新规范要覆盖盖到高强混凝凝土结构，混混凝土受压应应力－应变曲曲线的形式变变得复杂，从从而使统一的的正截面计算算公式也变得得复杂。对于于C50及C50以下的混凝土土，计算公式式和原规范公公式相同，只只是将原规范范公式中的fcm换为fc。原规范在受压压构件的计算算中，引入附附加偏心距，，目的之一是是协调偏心受受压和轴心受受压的关系。。因为在小偏偏心受压计算算中采用fcm而在轴心受压压中采用fc，两者之间不协协调，附加偏偏心距使偏心心距很小的偏偏心受压构件件的承载力降降低，从而与与轴心受压大大体保持一致致。新规范改改用轴心抗压压强度指标后后，本可顺理理成章的使轴轴心受压与小小偏心受压联联系起来，但但对于偏心受受压构件，fcm改为fc后，其可靠指指标提高了，，与之衔接的的轴心受压构构件的可靠度度也应提高。。新规范的解决决方案是对轴轴心受压的承承载力进行折折减，因此，，公式中增加加了0.9这一系数。原规范公式N≤φ(fcAc+fy’As’）新规范公式N≤0.9φ(fcAc+fy’As’）显然然，，这这对对初初学学者者是是很很难难理理解解的的，，因因为为规规范范无无法法对对0.9这个个系系数数给给出出物物理理意意义义的的说说明明。。偏心心受受压压构构件件计计算算中中，，还还有有一一点点变变化化较较大大，，这这就就是是规规范范关关于于短短柱柱的的定定义义。。新新规规范范规规定定当当柱柱的的长长细细比比（（lo/h）大于于5时要要考考虑虑偏偏心心距距增增大大系系数数，，也也就就是是短短柱柱的的规规定定从从原原来来lo/h＝8改为为lo/h＝5，这进进一一步步降降低低了了偏偏心心受受压压柱柱的的承承载载力力。。值值得得注注意意的的是是，，新新规规范范对对于于轴轴心心受受压压柱柱稳稳定定系系数数的的规规定定保保持持不不变变，，轴轴心心受受压压短短柱柱的的长长细细比比的的界界限限为为lo/b＝8，在概概念念上上这这显显然然是是有有矛矛盾盾的的，，因因为为理理想想的的轴轴心心受受压压并并不不存存在在，，使使得得偏偏心心受受压压柱柱产产生生二二阶阶效效应应的的因因素素同同样样使使轴轴心心受受压压柱柱产产生生二二阶阶效效应应。。新规规范范保保留留了了附附加加偏偏心心距距的的规规定定，，但但附附加加偏偏心心距距与与荷荷载载偏偏心心距距e0无关。。新规范范的送送审稿稿中，，考虑虑柱端端弯矩矩不等等曾对对偏心心距增增大系系数η做出重重大调调整，，但正正式版版本中中，还还是采采用原原规范范的计计算方方法，，只是是补充充了考考虑二二阶效效应的的弹性性分析析方法法。（2）斜截面面承载载力新规范范条文文说明明较为为详细细的解解释了了抗剪剪计算算的有有关规规定。。现将将新规规范的的主要要修改改之处处列举举如下下：――箍筋强强度设设计值值提高高到360N/mm2；――混凝土土承担担的剪剪力由由混凝凝土的的抗拉拉强度度表示示；――增加无无腹筋筋受弯弯构件件的抗抗剪计计算公公式，，主要要用于于无腹腹筋板板的支支座抗抗剪计计算，，在计计算公公式中中考虑虑了尺尺寸效效应（（纵筋筋的销销栓作作用））；――降低箍箍筋的的抗剪剪作用用，不不考虑虑剪跨跨比时时其系系数由由原来来的1.5降低为为1.25，考虑虑剪跨跨比时时由1.25降低为为1.0。由1.5降为1.25由1.25降为1.0改为ft0.07fc改为0.7ft在抗剪剪的计计算及及钢材材的选选用方方面，，影响响较大大的是是箍筋筋强度度的提提高、、混凝凝土承承担的的剪力力由混混凝土土的抗抗拉强强度表表示以以及箍箍筋抗抗剪承承载力力的降降低。。当由计计算决决定箍箍筋用用量时时，因因计算算公式式中的的箍筋筋抗剪剪系数数调低低约20％，混混凝土土承担担的剪剪力也也一定定幅度度减少少，与与原规规范比比较，，如果果不提提高箍箍筋强强度，，意味味着箍箍筋的的用量量会增增加，，在有有些情情况下下，可可能导导致施施工的的困难难。提提高箍箍筋的的强度度与提提高抗抗剪承承载力力可靠靠度是是配套套的措措施相相比较较，提提高的的总体体水平平应在在20％左右。设设计人员的的习惯要相相应调整。。将混凝土土的抗剪承承载力用混混凝土的抗抗拉强度表表示后，C20级混凝土和和C80级混凝土比比较，对于于C20，如果Vc＝0.07fcbh0，对于C80，Vc=0.035fcbh0，两者相差近近50％。教科书中将将梁的抗剪剪承载力分分为两部分分，一部分分由混凝土土承担，另另一部分由由钢筋承担担，并引用用桁架理论论对梁的抗抗剪机理进进行描述。。国际上，，自80年代以来，，软化桁架架理论被认认为是混凝凝土结构基基本理论的的一个重大大突破，国国内的资深深专家也曾曾多次发表表文章予以以推介。按按软化桁架架理论，梁梁中混凝土土承担的剪剪力应与混混凝土的抗抗压强度相相关，只是是混凝土的的抗压性能能受到与受受压方向垂垂直的方向向上的拉应应力影响而而软化。但很显然，，由于高强强混凝土梁梁的抗剪试试验结果不不支持软化化桁架理论论，新规范范不再采用用桁架理论论作为抗剪剪基本模型型，而采用用了更接近近试验结果果的统计结结论。近三三十年来，，从74规范、89规范到2002规范，钢筋筋混凝土梁梁的抗剪计计算方法经经历了“极极限平衡法法”－“桁桁架模型””－“试验验统计”这这样一个过过程。我们们注意到，，新规范一一方面再追追求规范体体系的理论论完备，另另一方面，，又用务实实的观点接接受试验事事实。有一点让初初学者不大大好理解：：在正截面面承载力计计算中，我我们忽略混混凝土的抗抗拉强度，，而在斜截截面抗剪计计算中，混混凝土发挥挥的作用却却由抗压改改为抗拉。。国际上，，也有的规规范中抗剪剪计算公式式采用的混混凝土强度度指标为开开根号的fc，这使得斜截截面抗剪承承载力与混混凝土抗压压强度不成成线性关系系变化。在教科书中中，我们一一直讲剪压压破坏是混混凝土在正正（压）应应力和剪应应力共同作作用下的破破坏。我不太清楚楚，究竟是是学院派的的教授在机机理上的确确没有搞清清楚抗剪问问题，还是是有些学术术官员为了了“国际接接轨”而施施加的压力力。据我所所知，抗剪剪的试验结结果大多是是满天星斗斗，高强混混凝土也好好不到哪里里去。原规规范出于不不得已，同同时考虑到到安全度与与74规范的一致致性，采用用偏下限解解释0.07fcbh0以及箍筋的的抗剪作用用，新规范范的条文说说明中似乎乎不再强调调偏下限（（改称为偏偏下值），，0.7ftbh0应该仍然保保留了偏下下限的含义义。但既然然有偏下限限的含义，，0.7ftbh0就无准确性性可言。在新规范的的条文中，，我们看到到，混凝土土的抗压强强度仍然起起着非常重重要的作用用，斜压破破坏就是由由混凝土的的抗压强度度所控制，，而斜拉破破坏由最小小配箍用钢钢量控制，，处于两种种破坏形态态之间的剪剪压破坏的的机理到底底怎样描述述呢？我们们还能称剪剪压破坏为为剪压破坏坏吗？因为为计算模型型中剪压破破坏已改为为由混凝土土的抗拉强强度所控制制。当然，应该该承认，抗抗剪机理是是一个十分分复杂的问问题，混凝凝土到底是是压坏还是是拉坏，学学者们也有有不同的看看法（过镇镇海－李宏宏、刘西拉拉的争论，，已去世的的蒋大骅教教授用八面面体剪应力力解释剪压压破坏，Kotsovos的压力路径径观点，等等等）。我我谈这些看看法无非是是觉得既然然大家都说说不清楚，，高强混凝凝土梁的试试验结果也也未见得是是一边倒，，我们完全全可以坚持持30年已有的观观点，保持持基本形式式不变，因因为调整计计算公式和和可靠度的的办法有很很多。新规范增加加了不配箍箍筋和弯起起钢筋的板板类构件的的抗剪承载载力计算公公式，与梁梁比较，混混凝土承担担的剪力在在板中受尺尺寸效应的的影响。这这个规定很很有意思，，按条文说说明，一般般板类构件件是指承受受均布荷载载的单向板板。但在实实际工程中中，板厚大大于800mm的板只可能能是基础底底板（厚的的基础底板板大多由抗抗冲切控制制）。楼盖盖结构中的的单向板不不会受尺寸寸效应的影影响。配置置箍筋的梁梁的受剪尺尺寸效应不不显著，有有试验数据据支持这个个观点。因此，在常常规设计中中，尺寸效效应几乎不不会起控制制作用。应应该指出，，单向板的的抗剪计算算公式中混混凝土的作作用与板的的抗冲切计计算公式中中的作用是是相同的，，公式的差差别只在于于破坏截面面的计算，，单向板计计算支座截截面抗剪，，而无梁楼楼盖或柱下下基础则计计算柱周边边截面。新规范的抗抗剪计算公公式更加全全面，例如如，增加了了双向受剪剪计算公式式等，在此此不再一一一列举。还有一点颇颇为费解之之处，这就就是新规范范条文和条条文说明的的关系。例例如，规范范正文中，，只规定了了集中荷载载产生的剪剪力值占支支座总剪力力75％以上时，，独立梁的的抗剪计算算要考虑剪剪跨比的影影响，没有有对集中荷荷载做规定定。而在条条文说明中中指出，““当框架结结构承受水水平荷载时时，由其产产生的框架架独立梁剪剪力值也归归属于集中中荷载作用用产生的剪剪力值”。。工程师也也许不太明明白，这是是否也应视视为与规范范条文具有有同等效力力的设计规规定。至于风荷载载在框架梁梁中产生的的剪力为什什么应归属属于集中荷荷载产生的的剪力，就就更不得而而知了，因因为直接相相关的试验验研究太少少了。与国国外规范相相比较，我我国规范条条文及说明明中不给出出参考文献献，习惯上上是举办培培训班，聘聘请一些专专家宣讲新新规范。这这样，有一一些拍脑袋袋定出来的的条文就通通过专家来来解释而不不留下文字字把柄。（3）抗扭承承载力抗扭计算算在工程程设计中中用得不不多，但但按桁架架模型，，抗扭计计算与抗抗剪计算算有很多多相通之之处，作作为对规规范条文文和钢筋筋混凝土土结构机机理的理理解，关关注抗扭扭计算的的规定还还是有必必要的。。新规范的的抗扭计计算在基基本原理理方面没没有重大大的变化化。按原原规范的的思想，，其力学学模型应应为空间间变角桁桁架模型型（不能能反映混混凝土的的作用））。结合合试验结结果，考考虑混凝凝土对抗抗扭的贡贡献，抗抗扭承载载力由混混凝土承承担的扭扭矩和抗抗扭钢筋筋承担的的扭矩组组成。其其中混凝凝土承担担的扭矩矩用混凝凝土的抗抗拉强度度表示。。总结几种种计算模模式，压压及偏压压、局部部受压、、受弯等等受力条条件，混混凝土的的作用由由混凝土土的轴心心抗压强强度表示示，而剪剪、扭、、冲切等等受力条条件，混混凝土的的作用由由混凝土土的轴心心抗拉强强度表示示。由此此看来，，新规范范对抗剪剪的修改改也还是是有所考考虑的。。抗扭计算算增加了了以下内内容：――箱形截面面的抗扭扭计算；；――考虑预应应力作用用对抗扭扭的有利利影响；；――压弯剪扭扭构件的的计算；；――协调扭转转。在常规工工程设计计中，最最有意义义的是新新规范引引入协调调扭转的的概念（（箱形截截面构件件、预应应力受扭扭构件、、压弯剪剪扭构件件在常规规的工业业与民用用建筑中中应用较较少）。。此处会会有不同同看法的的可能是是关于内内力重分分布的规规定。新新规范的的第7.6.16条规定：：“对属属于协调调扭转的的钢筋混混凝土结结构构件件，受相相邻构件件约束的的支承梁梁的扭转转宜考虑虑内力重重分布””。对这条规规定的两两处深入入讨论对对理解规规范有好好处，第第一，条条文中的的内力重重分布实实际上是是指塑性性内力重重分布；；规范在在讨论连连续梁、、框架和和双向板板时，并并不回避避“塑性性”二字字，而约约束受扭扭构件的的内力重重分布也也属于塑塑性内力力重分布布；受扭扭构件开开裂、受受扭钢筋筋屈服都都应归于于“塑性性”因素素。第二，规规范规定定“宜””考虑内内力重分分布，并并用注解解说明，，“当有有充分依依据时，，也可采采用其他他方法””；按规规范用词词说明，，在条件件允许时时，首先先要用考考虑内力力重分布布的计算算方法；；但现在在的计算算机程序序都是采采用线弹弹性分析析方法，，空间分分析已得得到了构构件的扭扭矩，不不考虑内内力重分分布就可可直接根根据程序序计算的的扭矩进进行抗扭扭设计。。这是否否属于条条件允许许或有充充分依据据呢？显然，按按线弹性性分析方方法得到到的结果果进行结结构设计计是符合合规范原原则的，，无须再再考虑其其他条件件或依据据。因此此，条文文中的““宜”改改为“可可”就好好多了，，考虑内内力重分分布的计计算方法法本就不不宜作为为优先采采用的方方法，如如果要说说优先，，还是优优先采用用线弹性性方法比比较合理理。（4）抗冲切切承载力力抗冲切研研究是近近年来国国际上研研究的一一个热点点问题。。美国ACI,ASCE的刊物上上不时有有关于混混凝土板板、特别别是高强强混凝土土板抗冲冲切的文文章。冲切破坏坏是一种种较为特特殊的破破坏。搁搁置在地地基上的的基础板板和无梁梁楼盖的的板柱节节点可能能发生冲冲切破坏坏。严格格意义上上冲切破破坏也应应该属于于剪切破破坏。与与常规的的简支梁梁板比较较，冲切切破坏不不是发生生在支座座而是发发生在荷荷载作用用区域周周边。因因此，抗抗冲切承承载力计计算的主主要内容容之一就就是计算算破坏临临界截面面的周长长。与抗抗剪计算算不同，，抗冲切切计算一一直沿用用混凝土土的轴心心抗拉强强度。新规规范范的的主主要要调调整整之之处处是是提提高高了了计计算算公公式式中中的的系系数数。。抗抗冲冲切切承承载载力力由由原原来来0.6ftumh0的提提高高到到0.7ftumh0，调整整后后的的抗抗冲冲切切承承载载力力可可靠靠度度较较原原规规范范有有所所下下降降，，但但原原规规范范的的抗抗冲冲切切可可靠靠度度偏偏高高，，调调整整后后其其可可靠靠度度应应与与抗抗剪剪持持平平或或略略高高于于抗抗剪剪。。新规规范范的的抗抗冲冲切切计计算算考考虑虑了了更更多多的的影影响响因因素素，，如如预预应应力力的的作作用用，，板板柱柱节节点点邻邻近近孔孔洞洞，，柱柱的的类类型型（（边边柱柱、、中中柱柱或或角角柱柱）），，尺尺寸寸效效应应等等。。（5）裂裂缝缝宽宽度度验验算算裂缝缝宽宽度度验验算算在在原原规规范范的的基基础础上上稍稍稍稍作作了了调调整整。。圆圆括括号号中中本本应应为为（（1.9c+0.07deq/ρte）但规规范范公公式式为为（1.9c+0.08deq/ρte），，使计计算算得得到到的的裂裂缝缝宽宽度度较较原原规规范范的的计计算算结结果果要要大大一一点点。。这这使使裂裂缝缝宽宽度度极极限限状状态态的的可可靠靠度度稍稍许许提提高高。。此此外外，，钢钢筋筋应应力力不不均均匀匀系系数数ψ的下下限限值值从从原原规规范范的的0.4改为为新新规规范范的的0.2，使使之之更更适适合合于于配配筋筋率率较较低低的的情情况况。。原规规范范把把截截面面抵抵抗抗矩矩塑塑性性系系数数写写入入附附录录，，新新规规范范正正式式写写入入正正文文，，增增加加““影影响响””二二字字，，名名为为““截截面面抵抵抗抗矩矩塑塑性性影影响响系系数数””。。新新规规范范将将截截面面抵抵抗抗矩矩塑塑性性影影响响系系数数基基本本值值γm较大幅度度降低。。例如，，矩形截截面,原规范γm＝1.75，新规范γm＝1.55。条文说明明中解释释，降低低的原因因是原规规范假设设受拉区区应力分分布为矩矩形，而而新规范范假设受受拉区应应力分布布为梯形形（受压压区均为为三角形形应力分分布）。。从理论论上看，，梯形更更为合理理。变形验算算没有大大的修改改。构造造措措施施构造设计计是混凝凝土结构构设计的的核心之之一。初初学者很很快学会会配筋计计算，但但很长时时间内对对构造措措施的理理解十分分肤浅，，常常导导致工程程事故。。新规范在在构造措措施方面面做出了了重大修修改。总总的趋势势是全面面增加构构造钢筋筋用钢量量。择其其要点简简述如下下。(1)明确了后后浇带、、预应力力等技术术措施可可增大伸伸缩缝的的间距。。(2)混凝土保保护层厚厚度与环环境类别别相联系系。(3)钢筋锚固固长度由由计算确确定，例例如，C20混凝土，，Ⅱ级钢筋，，直径20mm，原规范锚锚固长度度为40d＝800mm，按新规范范，锚固固长度为为765mm，其他条件件不变，，钢筋改改为Ⅲ级，原规规范为45d＝900mm，新规范为为915mm；再取混凝凝土为C40，对于Ⅱ级钢筋和和Ⅲ级钢筋，，原规范范锚固长长度分别别为600mm和700mm，新规范分分别为490mm和600mm。对于粗钢钢筋（钢钢筋直径径为28mm及28mm以上），，如果混混凝土强强度等级级较高，，按新规规范计算算的锚固固长度也也不会超超过原规规范的规规定长度度。新的的规范计计算方法法显然更更加合理理，但计计算工作作量加大大。在有有新的设设计图表表可供利利用之前前，按原原规范的的规定进进行设计计一般是是可行的的。(4)对同一连连接区段段内的纵纵向受拉拉钢筋绑绑扎搭接接接头面面积百分分率和搭搭接长度度做出了了规定，，定义了了“同一一连接区区段内的的纵向受受拉钢筋筋搭接接接头”，，还对钢钢筋连接接的其他他方面做做出了规规定。比比原规范范要细。。设计人人员通常常不大关关心这一一部分，，钢筋连连接设计计大多由由施工单单位完成成。(5)纵向受力力钢筋的的最小配配筋率较较原规范范提高，，受压构构件的全全部受压压钢筋的的最小配配筋率由由原规范范的0.4%提高到0.6%，一侧受受压钢筋筋仍保持持为0.2%；受拉钢钢筋取消消了0.15%一档，按按C20混凝土计计，对于于I，II，和III级钢筋，45ft/fy对分别为0.24%，0.165%和0.138%，按C40混凝土计，，这三个数数字分别为为0.366%，0.257％，0.214％。对C30混凝土，II级钢筋，45ft/fy等于0.215%。可见，一一般情况下下，提高后后的最小配配筋率略高高于0.2%。但对于高高强度混凝凝土，最小小配筋率可可能较大幅幅度提高。。注意新规范范的第9.5.3条的规定，，对预应力力混凝土受受弯构件：：Mu≥Mcr，其中Mu为构件预应应力混凝土土受弯构件件正截面承承载力设计值，而Mcr为该构件开开裂弯矩标准值，不知这两两者之差是是否出于新新规范对预预应力混凝凝土受弯构构件少筋破破坏概率的的考虑，规规范未对此此作出解释释。构件件基基本本规定定（1）增加了板板中的构造造钢筋。分分布钢筋对对照如下：：原规范：受受力钢筋面面积的10%，0.10％配筋率，，300mm间距；新规范：受受力钢筋面面积的15%，0.15％配筋率，，250mm间距。在现浇板中中，采用双双层配筋（（未配筋表表面布置温温度收缩钢钢筋），间间距150～200mm（比分布钢筋筋要求还要要高），配配筋率不宜宜小于0.1%。（2）明确提出出钢筋混凝凝土梁优先先采用箍筋筋抗剪。加加大纵向架架立钢筋直直径。梁侧侧纵向构造造钢筋的配配置起点由由原规范的的700mm梁高改为450mm梁高，间距距由原规范范的300～400mm改为200mm。（3）原规范规定定600mm边长及以上上的柱设置置复合箍筋筋，新规范范改为400mm边长。这意意味着工程程中的大多多数柱可能能都要设置置复合箍筋筋。（4）剪力墙的的水平分布布钢筋：最最小直径由由6mm改为8mm；竖向分布钢钢筋：最大大间距由400mm改为300mm。（5）提高深梁纵纵向受拉钢钢筋、水平平分布钢筋筋及竖向分分布钢筋的的最小配筋筋率。抗震震设设计计（1）一般规定定混凝土结构构在进行抗抗震设计时时，要采用用不同的抗抗震等级。。抗震等级级与结构类类型、房屋屋高度、设设防烈度等等因素有关关。抗震等等级概念是是钢筋混凝凝土结构特特有的（新新的砌体结结构设计规规范也增加加了抗震等等级的规定定）。它的的作用主要要是把结构构性能和构构件性能区区别开，某某种意义上上讲，抗震震规范应该该主要着眼眼于解决结结构的地震震作用计算算及相关的的规定，而而混凝土规规范主要着着眼于构件件设计的有有关规定。。对同一类型型的结构，，不同高度度和不同地地震设防烈烈度下，对对具体的某某一构件的的性能的要要求可能是是相同的，，为了用一一个统一的的尺度衡量量构件的抗抗震性能，，混凝土结结构设计规规范引入了了抗震等级级这一概念念。新规范范在抗震等等级方面做做了如下调调整：对于框架结结构，6度区放宽，，7、8度区加严；；对于剪力墙墙和框架－－剪力墙结结构，基本本上都放宽宽，个别情情况与原规规范相同；；对框支剪力力墙的规定定加严；单层厂房排排架柱的抗抗震等级规规定与原规规范相同；；增加筒体结结构的抗震震等级规定定。原规范中就就已采用承承载力抗震震调整系数数γRE，新规范保留留了这一系系数。这个个系数是为为了调整抗抗震设计的的可靠度而而设置的。。也就是说说，根据《建筑抗震设设计规范》规定的地震震作用和相相应的地震震作用分项项系数来计计算混凝土土结构的可可靠度，如如果不采用用γRE调整构件承承载力，则则结构安全全度水平将将偏高。这这个系数较较为典型的的反映了两两本规范的的不协调，，很显然，，弯、剪、、压等受压压状态的调调整系数不不同，在结结构机理上上很难解释释。原规范仅适适用于现浇浇钢筋混凝凝土结构，，新规范取取消了这一一限制，从从新规范条条文字面理理解，“混混凝土结构构的抗震设设计”中的的混凝土结结构的含义义，就是这这本规范所所覆盖的混混凝土结构构，包括了了现浇钢筋筋混凝土、、预应力混混凝土、装装配式钢筋筋混凝土等等混凝土结结构。尽管管新规范的的有关条文文中并未完完全包括（（例如，装装配式钢筋筋混凝土框框架节点））相关内容容，新规范范的指导思思想还是很很明确的。。在一般要求求中，新规规范对钢筋筋的锚固、、连接等做做出了规定定。（2）材料在这一小节节中，不大大好理解的的是关于钢钢筋强屈比比性能的规规定（第11.2.3条）。原规规范也对钢钢筋强屈比比做了规定定。新规范范条文说明明中，明确确指出要求求钢筋强屈屈比的“目目的是使结结构某个部部位出现塑塑性铰以后后有足够的的转动能力力”，但是是我们知道道，塑性铰铰的转动能能力并不是是由钢筋的的强屈比性性能决定的的。对于受弯构构件，钢筋筋屈服并经经历了屈服服平台以后后，在后继继的塑性转转动过程中中，如果受受拉钢筋的的应力持续续增长，要要保证塑性性铰的转动动能力，只只有受压钢钢筋应力同同步增长，，否则，受受压区混凝凝土的压应应力不断增增长将会