《混凝土結構設計規(guī)范》（GB 50010－2002）之基本規(guī)定
2006-02-15 00:00
3 基本規(guī)定
3.1 一般規(guī)定
3.1 一般規(guī)定
3.1.1 本規(guī)范采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法，以可靠指標度量結構構件的可靠度，采用分項系數(shù)的設計表達式進行設計。
3.1.2 整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足。設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)分為以下兩類：
1、承載能力極限狀態(tài)：結構或結構構件達到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形；
2、正常使用極限狀態(tài)：結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。
3.1.3 結構構件應根據(jù)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求，分別按下列規(guī)定進行計算和驗算：
1、承載力及穩(wěn)定：所有結構構件均應進行承載力（包括失穩(wěn)）計算；在必要時尚應進行結構的傾覆、滑移及漂浮驗算；
有抗震設防要求的結構尚應進行結構構件抗震的承載力驗算；
2、疲勞：直接承受吊車的構件應進行疲勞驗算；但直接承受安裝或檢修用吊車的構件，根據(jù)使用情況和設計經(jīng)驗可不作疲勞驗算；
3、變形：對使用上需要控制變形值的結構構件，應進行變形驗算；
4、抗裂及裂縫寬度：對使用上要求不出現(xiàn)裂縫的構件，應進行混凝土拉應力驗算；對使用上允許出現(xiàn)裂縫的構件，應進行裂縫寬度驗算；對疊合式受彎構件，尚應進行縱向鋼筋拉應力驗算。
3.1.4 結構及結構構件的承載力（包括失穩(wěn)）計算和頓覆、滑移及漂浮驗算，均應采用荷載設計值；疲勞、變形、抗裂及裂縫寬度驗算，均應采用相應的荷載代表值；直接承受吊車的結構構件，在計算承載力及驗算疲勞、抗裂時，應考慮吊車荷載的動力系數(shù)。
預制構件尚應按制作、運輸及安裝時相應的荷載值進行施工階段的驗算。預制構件吊裝的驗算，應將構件自重乘以動力系數(shù)，動力系數(shù)可取 1.5，但可根據(jù)構件吊裝時的受力情況適當增減。
對現(xiàn)澆結構，必要時應進行施工階段的驗算。
當結構構件進行抗震設計時，地震作用及其他荷載值均應按現(xiàn)行國家標標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011 的規(guī)定確定。
3.1.5 鋼筋泥凝土及預應力泥凝土結構構件受力鋼筋的配筋率應符合本規(guī)范第 9 章、第 10 章有關最小配筋率的規(guī)定。素混凝土結構構件應按本規(guī)范附錄 A 的規(guī)定進行計算。
3.1.6 結構應具有整體穩(wěn)定性，結構的局部破壞不應導致大范圍倒塌。
3.1.7 在設計使用年限內(nèi)，結構和結構構件在正常維護條件下應能保持其使用功能，而不需進行大修加固。設計使用年限應按現(xiàn)行國家標準《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068 確定。
若建設單位提出更高要求，也可按建設單位的要求確定。
3.1.8 未經(jīng)技術鑒定或設計許可，不得改變結構的用途和使用環(huán)境。
3.2 承載能力極限狀態(tài)計算規(guī)定
3.2.1 根據(jù)建筑結構破壞后果的嚴重程度，建筑結構劃分為三個安全等級，設計時應根據(jù)具體情況，按照表 3.2.1 的規(guī)定選用相應的安全等級。
表 3.2.1 建筑結構的安全等級
|
安全等級 |
破壞后果 |
建筑物類型 |
|
一級 二級 三級 |
很嚴重 嚴重 不嚴重 |
重要的建筑物 一般的建筑物 次要的建筑物 |
注：對有特殊要求的建筑物，其安全等級可根據(jù)具體情況另行確定。
3.2.2 建筑物中各類結構構件使用階段的安全等級，宜與整個結構的安全等級相同，對其中部份結構構件的安全等級，可根據(jù)其重要程度適當調整，但不得低于三級。
γ0S≤R （3.2.3-1）
R ＝ R（fc，fs，ak，……） （3.2.3-2）
式中 γ0 —— 重要性系數(shù)：對安全等級為一級或設計使用年限為100 年及以上的結構構件，不應小于 1.1；對安全等級為二級或設計使用年限為 50 年的結構構件，不應小于 1.0；對安全等級為三級或設計使用年限為 5 年及以下的結構構件，不應小于 0.9；在抗震設計中，不考慮結構構件的重要性系數(shù)；
S —— 承載能力極限狀態(tài)的荷載效應組合的設計值，按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009 和現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011 的規(guī)定進行計算；
R —— 結構構件的承載力設計值；在抗震設計時，應除以承載力抗震調整系數(shù) γRE；
R（·） —— 結構構件的承載力函數(shù)；
fc、fs —— 混凝土、鋼筋的強度設計值；
ak —— 幾何參數(shù)的標準值；當幾何參數(shù)的變異性對結構性能有明顯的不利影響時，可另增減一個附加值。
公式（3.2.3-1）中的 γ0S，在本規(guī)范各章中用內(nèi)力設計值（N、M、V、T 等）表示；對預應力混凝土結構，尚應按本規(guī)范第 6.1.1 條的規(guī)定考慮預應力效應。
3.3 正常使用極限狀態(tài)驗算規(guī)定
3.3.1 對于正常使用極限狀態(tài)，結構構件應分別按荷載效應的標準組合、準永久組合或標準組合并考慮長期作用影響，采用下列極限狀態(tài)設計表達式：
S ≤ C （3.3.1）
式中 S —— 正常使用極限狀態(tài)的荷載效應組合值；
C —— 結構構件達到正常使用要求所規(guī)定的變形，裂縫寬度和應力等的限值。荷載效應的標準組合和準永久組合應按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009 的規(guī)定進行計算。
3.3.2 受彎構件的最大撓度應按荷載效應的標準組合并考慮長期作用影響進行計算，其計算值不應超過表 3.3.2 規(guī)定的撓度限值?！?/DIV>
表 3.3.2 受彎構件的撓度限值
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構 件 類 型 |
撓 度 限 值 |
|
吊車梁：手動吊車 電動吊車 |
L0/500 L0/600 |
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屋蓋、樓蓋及樓梯構件： 當 L0＜7m 時 當 7≤L0≤9m 時 當 L0＞9m 時 |
L0/200（L0/250） L0/250（L0/300） L0/300（L0/400） |
注：1、表中 L0 為構件的計算長度；
2 、表中括號中的數(shù)值適用于使用上對撓度有較高要求的構件；
3、如果構件制作時預先起拱，且使用上也允許，則在驗算撓度時，可將計算所得的撓度值減去起拱值；對預應力混凝土構件，尚可減去預加力所產(chǎn)生的反拱值；
4、計算懸臂構件的撓度限值時，其計算跨度按實際懸臂長度的 2 倍取用。
3.3.3 結構構件正截面的裂縫控制等級分為三級。裂縫控制等級的劃分應符合下列規(guī)定：
一級 —— 嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件，按荷載效應標準組合計算時，構件受拉邊緣混凝土不應產(chǎn)生拉應力；
二級 —— 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件，按荷載效應標準組合計算時，構件受拉邊緣混凝土拉應力大于混凝土軸心抗拉強度標準值；按荷載效應準永久組合計算時，構件受拉邊緣混凝土不宜產(chǎn)生拉應力，當有可靠經(jīng)驗時可適當放松；
三級 —— 允許出現(xiàn)裂縫的構件，按荷載效應標準組合并考慮長期作用影響計算時，構件的最大裂縫寬度不應超過表 3.3.4 規(guī)定的最大裂縫寬度限值。
3.3.4 結構構件應根據(jù)結構類別和本規(guī)范表 3.4.1 規(guī)定的環(huán)境類別，按表 3.3.4 的規(guī)定選用不同的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值 ωlim。
表 3.3.4 結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值
|
環(huán)境類別 |
鋼筋混凝土結構 |
預應力混凝土結構 | ||
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裂縫控制等級 |
ωlim（mm） |
裂縫控制等級 |
ωlim（mm） | |
|
二 |
三 |
0.3（0.4） |
三 |
0.2 |
|
二 |
三 |
0.2 |
二 |
— |
|
三 |
三 |
0.2 |
一 |
— |
注：1、表中的規(guī)定適用于采用熱軋鋼筋的鋼筋混凝土構件和采用預應力鋼絲，鋼絞線及熱處理鋼筋的預應力混凝土構件；當采用其他類別的鋼絲或鋼筋時，其裂縫控制要求可按專門標準確定；
2、對處于年平均相對濕度小于 60% 地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構件，其最大裂縫寬度限值或采用括號內(nèi)的數(shù)值；
3、在一類環(huán)境下，對鋼筋混凝土屋架，托架及需作疲勞驗算的吊車梁，其最大裂縫寬度限值應取為 0.2mm；對鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度限值應取為 0.3mm；
4、在一類環(huán)境下，對預應力混凝土屋面梁，托梁，屋架，托架，屋面板和樓板，應按二級裂縫控制等級進行驗算；在一類和二類環(huán)境下，對需作疲勞驗算的預應力混凝土吊車梁，應按一級裂縫控制等級進行驗算；
5、表中規(guī)定的預應力混凝土構件的裂縫控制等級和最大裂縫寬度限值公適用于正截面的驗算；預應力混凝土構件的斜截面裂縫控制驗算應符合本規(guī)范第 8 章的要求；
6、對于煙囪，筒倉和處于液體壓力下的結構構件，其裂縫控制要求應符合專門標準的有關規(guī)定；
7、對于處于四，五類環(huán)境下的結構構件，其裂縫控制要求應符合專門標準的有關規(guī)定；
8、表中的最大裂縫寬度限值用于驗算荷載作用引起的最大裂縫寬度。
3.4 耐久性規(guī)定
3.4.1 混凝土結構的耐久性應根據(jù)表 3.4.1 的環(huán)境類別和設計使用年限進行設計。
表 3.4.1 混凝土結構的環(huán)境類別
|
環(huán)境類別 |
條 件 | |
|
一 |
室內(nèi)正常環(huán)境 | |
|
二 |
a |
室內(nèi)潮濕環(huán)境：非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境，與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 |
|
b |
嚴寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境，與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 | |
|
三 |
使用除冰鹽的環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動的環(huán)境；濱海室外環(huán)境 | |
|
四 |
海水環(huán)境 | |
|
五 |
受人為或自然的侵蝕性物質影響的環(huán)境 | |
注：嚴寒和寒冷地區(qū)的劃分應符合國家現(xiàn)行標準《民用建筑熱工設計規(guī)程》JGJ24 的規(guī)定。
3.4.2 一類，二類和三類環(huán)境中，設計使用年限為 50 年的結構混凝土應符合表 3.4.2 的規(guī)定。
表 3.4.1 混凝土結構的環(huán)境類別
|
環(huán)境類別 |
最大水灰比 |
最小水泥用量 （kg/m3） |
最低混凝土強度等級 |
最大氯離子含量 （%） |
最大堿含量 （kg/m3） | |
|
一 |
0.65 |
225 |
C20 |
1.0 |
不限制 | |
|
二 |
a |
0.65 |
250 |
C25 |
0.3 |
3.0 |
|
b |
0.55 |
275 |
C30 |
0.2 |
3.0 | |
|
三 |
0.50 |
300 |
C30 |
0.1 |
3.0 | |
注：1、氯離子含量系指其占水泥用量的百分率；
2、預應力構件混凝土中的最大氯離子含量為 0.06%，最小水泥用量為 300kg/m3；最低混凝土強度等級應按表中規(guī)定提高兩個等級；
3、素混凝土構件的最小水泥用量不應少于表中數(shù)值減 25kg/m3；
4、當混凝土中加入活性摻合料或能提高耐久性的外加劑時，可適當降低最小水泥用量；
5、當有可靠工程經(jīng)驗時，處于一類和二類環(huán)境中的最低混凝土強度等級可降低一個等級；
6、當使用非堿活性骨料時，對混凝土中的堿含量可不作限制。
3.4.3 一類環(huán)境中，設計使用年限為100 年的結構混凝土應符合下列規(guī)定：
1、鋼筋混凝土結構的最低混凝土強度等級為C30；預應力混凝土結構的最低混凝土強度等級為 C40；
2、混凝土中的最大氯離子含量為0.06%；
3、宜使用非堿活性骨料；當使用堿活性骨料時，混凝土中的最大堿含量為 3.0kg/m3；
4、混凝土保護層厚度應按本規(guī)范表 9.2.1 的規(guī)定增加 40%；當采取有效的表面防護措施時，混凝土保護層厚度可適當減少；
5、在使用過程中，應定期維護。
3.4.4 二類和三類環(huán)境中，設計使用年限為100 年的混凝土結構，應采取專門有效措施。
3.4.5 嚴寒及寒冷地區(qū)的潮濕環(huán)境中，結構混凝土應滿足抗凍要求，混凝土抗凍等級應符合有關標準的要求。
3.4.6 有抗?jié)B要求的混凝土結構，混凝土的抗?jié)B等級應符合有關標準的要求。
3.4.7 三類環(huán)境中的結構構件，其受力鋼筋宜采用環(huán)氧樹脂涂層帶肋鋼筋；對預應力鋼筋，錨具及連接器，應采取專門防護措施。
3.4.8 四類和五類環(huán)境中的混凝土結構，其耐久性要求應符合有關標準的規(guī)定。
對臨時性混凝土結構，可不考慮混凝土的耐久性要求。
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