混凝土結構新規(guī)范的幾點認識

1、v 新規(guī)范在材料方面的主要變化是將混凝土強度等級由原規(guī)范的C60提高到C80，并推出HRB400級鋼筋（新級鋼）作為主力鋼筋取代原級鋼筋的主力地位。熱軋鋼筋的分項系數(shù)為1.1，混凝土的分項系數(shù)為1.4，較原規(guī)范略有提高。 C80 C60 主力鋼筋 HRB400級F 在材料這一節(jié)中，較難以理解的是高強度混凝土抗壓的脆性折減系數(shù)。kcu,c2c1ck88. 0ff 脆性折脆性折減系數(shù)減系數(shù) 對C40以上混凝土考慮脆性折減系數(shù) ，對C40取 ，對C80取 ，中間按線性規(guī)律變化。c20 . 1c287. 0c2v因為在高強混凝土受彎構件中，構件的延性主要是由配筋率決定，適筋的高強混凝土受彎構件仍能夠以

2、較為延性的方式破壞；而在高強度混凝土柱中，降低混凝土的抗壓強度并不能改善柱的變形性能。按新規(guī)范條文說明，高強混凝土的強度變異系數(shù)比普通混凝土的還要低，因此脆性折減系數(shù)不是考慮高強混凝土的強度的變異性。v目前研究得尚不充分的是高強混凝土的徐變、收縮等。不知新規(guī)范為什么不從高強混凝土受彎構件、受壓構件正截面承載力及延性的可靠度校準的角度，對高強混凝土的抗壓強度進行折減，而引用結構概念不甚清楚的脆性折減系數(shù)。v這脆性折減系數(shù)只是降低了混凝土的強度，也就是說，當你使用C80級混凝土時，它的軸心抗 壓 強 度 標 準 值 和 設 計 值 本 來 分 別 是53.6N/mm2和38.4N/mm2或更高（高

3、強混凝土的立方體棱柱體強度換算系數(shù)大于普通混凝土的換算系數(shù)），但是你只能用到50.2 N/mm2和35.9 N/mm2對于受壓構件，這使截面面積加大，一般而言，承載能力可靠度得以提高，但延性問題沒有解決。 v 混凝土結構設計包括三大部分，其一是結構選型結構選型，其二是結構分析結構分析，其三是截面設計截面設計。結構選型與混凝土結構設計規(guī)范沒有直接的關系，在高層、抗震等規(guī)范或規(guī)程中對于某種具體的結構有相應的規(guī)定。對于結構分析，例如，按混凝土結構課程的體系，分為連續(xù)梁板、排架結構、框架結構、高層結構等，橋梁專業(yè)則分為梁橋、拱橋、剛構橋、斜拉橋等。v 一般而言，越是復雜的結構，由于結構類型而引起的結構

4、分析的差異越小。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因在于復雜結構的結構分析大多采用線彈性分析線彈性分析。以往的規(guī)范中簡單的規(guī)定采用結構力學方法計算結構內(nèi)力，實際上只適用于較為復雜而采用線彈性方法的結構內(nèi)力計算。另一方面，計算機技術的發(fā)展，使得更為復雜的分析手段成為工程師的工具，例如，非線性非線性分析方法分析方法。v新規(guī)范增加“結構分析”一章。v新規(guī)范5.1.4 條規(guī)定結構分析應應滿足平衡、變形協(xié)調(diào)和物理條件，而5.1.5 條用宜宜的字樣建議了5種結構分析方法。顯然，可以不限于規(guī)范推薦的這幾種方法。“考慮塑性內(nèi)力考慮塑性內(nèi)力重分布的方法重分布的方法”是以彈性分析為基礎的塑性分析方法，所謂彎矩調(diào)幅法；v“塑性

5、極限分析方法塑性極限分析方法”不考慮彈性平衡條件，也不滿足嚴格意義上的變形協(xié)調(diào)條件，只滿足塑性分析中機動條件或運動條件。按新規(guī)范條文說明，塑性分析方法主要是指雙向板的極限平衡法?！敖Y構試驗分析方法結構試驗分析方法”不大可能成為一種單獨的分析方法，即使對于結構的某一局部，也很少見到結構設計完全由試驗確定。它主要是用于驗證性目的。v在5.2節(jié)“線彈性分析方法線彈性分析方法”中，最有意義的是將工程中既是約定俗成的但不時又有爭議的計算簡圖的選取做了較為明確的規(guī)定。v在5.3節(jié)“其他分析方法其他分析方法”中，有兩個中心內(nèi)容，一個是考慮塑性內(nèi)力重分布的結構分析考慮塑性內(nèi)力重分布的結構分析，一個是非線性分析

6、是非線性分析，這兩種分析方法充分體現(xiàn)了混凝土結構的特點。如果說，“線彈性分析方法”既可用于混凝土結構，也可用于鋼結構和砌體結構，但塑性分析和非線性分析與材料特性密切相關，其分析方法在幾種不同類型結構之間的通用性顯然是十分有限的。v這一節(jié)還有兩點應注意： （1）混凝土結構設計規(guī)范是大大規(guī)范，此處“大”有兩方面的意義，一是它比規(guī)程“大”，例如，連續(xù)梁、框架考慮塑性內(nèi)力重分布的規(guī)程，高層結構規(guī)程。因此，其它某一類具體的結構設計規(guī)程必須服從大規(guī)范。v另一方面的“大”，是指新規(guī)范編制初期，想要成為建筑、橋梁、鐵路、水工、電力、港工等行業(yè)的母規(guī)范，它是國家標準，而行業(yè)的混凝土結構設計規(guī)范是部頒標準。現(xiàn)在看

7、起來并不成功，例如，在這一節(jié)中，出現(xiàn)了“房屋建筑”字樣而不能包括橋面板，盡管橋面板也會出現(xiàn)由抗彎承載能力控制的塑性破壞，例如，Park和Clark等人的研究。v（2）規(guī)范以附錄的方式，給出了混凝土受壓和受拉的應力應變?nèi)€以及多軸強度和破壞準則。這在學術上一直是有爭議的，我們知道，簡單受力狀態(tài)，也就是所謂單軸受力狀態(tài)，工程中一般是不需要進行非線性分析的。對于復雜受力狀態(tài)，單軸應力應變曲線的可應用性很差。例如，梁的抗剪分析，眾所周知的混凝土軟化現(xiàn)象及參數(shù)在新規(guī)范的附錄C中找不到。又例如，混凝土和鋼筋之間的粘結滑移關系。這使得非線性分析在很大意義上只具有形式上的意義，而不大具有工程價值。v歸納起來

8、，新規(guī)范在結構分析方面與老規(guī)范的比較，主要是理論體系更加完善，實質性的內(nèi)容則增加在塑性分析塑性分析和計算計算簡圖簡圖這兩方面。 關于橋梁鋼筋混凝土設計規(guī)范關于橋梁鋼筋混凝土設計規(guī)范v我國工程習慣依行業(yè)不同而變化，其中較為突出的是房屋建筑、公路橋梁和鐵路橋梁。鐵路部門一直自成體系。近年來，公路部門有一定程度的開放。2001年，由原公規(guī)院提出公路橋涵鋼筋混凝土結構設計規(guī)范的征求意見稿。經(jīng)反復討論形成送審稿，目前正在修改報批稿。橋梁新規(guī)范在很多地方與建工規(guī)范相同，與原橋梁85規(guī)范相比，變化很大。但有些方面還是有非常清楚的橋梁特點。（1）設計計算要考慮施工過程。橋梁規(guī)范考慮三種設計狀況：持久狀況，短暫

9、狀況和偶然狀況。其中，短暫狀況就是考慮施工過程。建工規(guī)范沒有這方面的專門規(guī)定。（2）橋梁規(guī)范沒有專門的耐久性設計規(guī)定，設計基準期規(guī)定為100年。（3）橋梁規(guī)范根據(jù)使用荷載下構件受拉邊緣的應力狀態(tài)，將預應力混凝土分為全預應力、A類部分預應力和B類部分預應力混凝土。（4）橋梁規(guī)范關于混凝土徐變的計算比建工規(guī)范更細致。(5）橋梁規(guī)范的抗剪計算公式考慮破壞時斜截面水平投影長度的影響，為承受移動荷載，求解最不利情況的斜截面承載力，得到混凝土抗剪貢獻和箍筋抗剪貢獻相乘的抗剪計算公式。（6）橋梁鋼筋混凝土結構的構造鋼筋部設有其自身的特點。例如，在梁中，大量使用彎起鋼筋。其他構造鋼筋用量也大大多于鋼筋混凝土建

10、筑結構。 關 于 鐵 路 橋 梁 鋼 筋 混 凝 土 結 構 設 計 規(guī) 范關 于 鐵 路 橋 梁 鋼 筋 混 凝 土 結 構 設 計 規(guī) 范（TB10002.399），），v鐵路橋梁鋼筋混凝土結構設計規(guī)范（由鐵道部發(fā)布）是國內(nèi)很少幾本采用容許應力法的設計規(guī)范之一。以常見的受力狀態(tài)為例，簡要說明如下。 （1）受彎構件計算的基本假定：受拉混凝土不承擔拉應力，受壓區(qū)混凝土壓應力為三角形分布，最大壓應力不超過混凝土的容許應力。混凝土的容許應力大約為其強度等級的0.39（建工規(guī)范中混凝土抗壓強度設計值為混凝土強度等級的0.450.48），I級鋼筋的容許應力為130160MPa，II級鋼筋容許應力為18

11、0230MPa。其中容許應力的計算用到換算截面抵抗矩的概念（計算超靜定結構內(nèi)力時用換算截面慣性矩）。 （2）偏心受壓構件的計算與受彎構件基本相同。偏心距增大系數(shù)計算公式與現(xiàn)行公路橋梁鋼筋混凝土結構設計規(guī)范的公式相同，以Euler荷載為主要變量。偏心受壓構件要計算剪應力或最大主拉應力。 （3）梁的受剪計算不考慮混凝土和抗剪鋼筋的共同作用，計算混凝土的剪應力，截面控制條件、構造配筋條件和計算配筋條件表現(xiàn)為三個不同的混凝土容許應力。我對鐵路規(guī)范不熟悉，以前曾研究過它的裂縫寬度計算公式。因為不了解鐵路的荷載，對鐵路規(guī)范采用容許應力法及相關的安全度無從做出評價。從鐵路橋梁的荷載特點來看，如果以疲勞破壞為

12、設計的主要控制目標，采用容許應力法也還是有道理的。在混凝土結構設計新規(guī)范（GB500102002）中，疲勞驗算也是采用容許應力控制，受彎構件截面壓應力分布也是三角形分布。（按一座鐵路橋梁每天100列火車，每一列火車對中小跨徑橋梁產(chǎn)生10次最大應力，一年的疲勞次數(shù)就可達到百萬次級。而建筑工程中承受疲勞荷載的結構，例如吊車梁，大約10年的疲勞次數(shù)達到百萬次級。因此，就疲勞而言，建工與鐵路有數(shù)量級的差別）。無論如何，有一點是很清楚的，由于設計控制目標的不同，鐵路橋梁鋼筋混凝土結構設計規(guī)范的體系完全不同于建工規(guī)范和公路規(guī)范，工程習慣也有巨大的差別。國家標準混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2002）

13、試圖逐漸消除行業(yè)的差別，尋求統(tǒng)一的模式，道路顯然是漫長的。關于水工混凝土結構設計規(guī)范（關于水工混凝土結構設計規(guī)范（DL/T 50571996）v水工混凝土結構設計規(guī)范（由原電力工業(yè)部發(fā)布）是與建工規(guī)范最接近的規(guī)范。（原水工規(guī)范是1978年發(fā)布的，比原建工74規(guī)范要晚4年，建工規(guī)范于1989年發(fā)布，水工規(guī)范于1996年發(fā)布，很多地方參考了89建工規(guī)范和89以后的研究成果）。水工規(guī)范與國家標準統(tǒng)一是毫無問題的。v從規(guī)范文本來看，水工規(guī)范將素混凝土結構的設計規(guī)定寫入正文，建工規(guī)范是將其寫入附錄。此外，水工規(guī)范有一章專門規(guī)定溫度作用下的設計，建工規(guī)范中沒有。 v在修訂混凝土結構設計規(guī)范的過程中，關于結

14、構可靠度曾有較大的爭論。兩種截然不同的觀點： （1）要大幅度提高結構安全度要大幅度提高結構安全度（不用可靠度這一名詞） 主要理由是：與英美等發(fā)達國家的結構設計規(guī)范相比，我國規(guī)范的安全度明顯偏低；在近年的工程建設中，工程質量事故頻繁發(fā)生；結構成本占建筑成本的比重不斷下降，提高安全度的經(jīng)濟條件已經(jīng)具備； 原規(guī)范有些條文在計算、構造等方面的規(guī)定存在明顯不足；可靠度僅僅只是理論上的概念，用于工程設計，既不方便又不準確。提高結構安全度將增加工程建設的一次性投資，但可降低結構維護費用，結構全壽命支出也會減少；政府頒布并實施規(guī)范，應以監(jiān)督指導為主，提高安全度并使安全度的選擇成為業(yè)主的行為而不是政府行為；等等

15、。F (2) 適當提高結構設計安全度適當提高結構設計安全度 主要理由是：十余年的工程建設（自89規(guī)范以來，或者說自74規(guī)范以來）說明原設計規(guī)范的安全度基本滿足國家經(jīng)濟建設和人民生活的要求；工程質量事故主要反映在施工驗收規(guī)范和監(jiān)理規(guī)范等方面，設計規(guī)范沒有明顯的漏洞；荷載取值偏低可調(diào)整荷載規(guī)范，加大荷載取值、增加荷載組合，這是適當提高安全度的一個方面；原規(guī)范本身的不足可以修訂，這是適當提高安全度的另一方面； 可靠度理論是結構設計的發(fā)展方向，這也是國際化趨勢，不能退回到安全系數(shù)的概念；提高結構設計安全度乃至結構壽命全周期的安全度的一個重要措施是強化管理，規(guī)范的強制性條文也是其中之一，例如，新規(guī)范關于

16、結構用途改變的規(guī)定就是強制性條文；等等。v陳肇元院士的觀點：1）規(guī)范中的可靠指標與實際失效概率是虛擬的關系；2）規(guī)范可靠度方法缺乏對設計人員的友好性；3）規(guī)范的可靠度方法在理論與實踐上脫節(jié)；4）規(guī)范可靠度方法在運用統(tǒng)計方法和處理統(tǒng)計數(shù)據(jù)中存在問題；5）三個正常的提法與安全性和可靠度概念之間存在矛盾。（見建筑結構第32卷第4期） v新規(guī)范最后是在“適當提高適當提高”的原則下修訂的。具體表現(xiàn)在以下方面：（1）降低混凝土的材料強度取值；（2）降低鋼筋強度取值，例如，II級鋼筋；（3）取消混凝土彎曲抗壓強度指標；（4）修改計算公式中的系數(shù)，如抗剪計算；（5）增加構造鋼筋，明確構造措施；（6）進一步協(xié)調(diào)

17、與施工驗收規(guī)范的關系。 總的可靠度提高總的可靠度提高510左右。左右。v應當指出，今后的設計規(guī)范將會以“性能為基礎”為主要發(fā)展方向。“以性能為基礎”的設計可概括為：1）按房屋建筑的用途和業(yè)主的要求確定性能要求，即建立目標性能；2）選用合適的設計方法以滿足目標性能；3）對每項性能進行評定，以判斷所設計的房屋建筑是否滿足目標性能。v我們在工程實踐中常常遇到一個因規(guī)范調(diào)整而產(chǎn)生的安全度問題，由于房屋建筑用途的改變或使用年代較長需要對其進行結構可靠性鑒定，顯然可靠性鑒定必須依據(jù)結構設計規(guī)范，問題是依據(jù)哪個版本的規(guī)范，因為規(guī)范的可靠度在不斷提高，按新規(guī)范，90年代建造的房屋結構的可靠指標只有3.23.7

18、，而2002年以后的房屋結構達到3.54.0。v那么，以前建設的工程是否都需要加固或都偏于不安全呢？有一種觀點認為，從理論上講，可以認為舊有房屋不安全，因為你是站在現(xiàn)在的立場（新規(guī)范的立場），經(jīng)濟的發(fā)展、生活水平的提高、認識的深化，使你對安全度有更高的要求（規(guī)范代表了國家利益和公民的利益，或者說，政府對安全度有更高的要求）。v按現(xiàn)在的立場和觀點，舊有房屋應該是偏于不安全。實際上，這里存在一個目標可靠度問題和失效概率的客觀性問題。原規(guī)范認為可靠指標等于3.2結構就是安全的，而新規(guī)范認為等于3.5才安全。那么等于3.2究竟安全還是不安全，這需要實踐來檢驗，用概率論的觀點看，就是這個事件實際發(fā)生的概

19、率有多大。不幸的是，我們無法獲取足夠多的數(shù)據(jù)形成統(tǒng)計樣本空間來評估結構的失效概率，這使得規(guī)范規(guī)定的失效概率包含了太多的主觀概率成分。v已建房屋大多無需加固，因為你和業(yè)主都可以認為等于3.2的結構在目標使用年限內(nèi)是安全的，這就是所謂主觀概率。（主觀概率的標準理解：概率代表了一種相信程度相信程度或者可信度，即基于手中對某一事件的證據(jù)，人們以多大程度認為該事件將會發(fā)生。持這種觀點的先驅者們包括Bernoulli, Bayes，Laplace等?？陀^概率認為事件發(fā)生的頻率服從大數(shù)定律，即隨著統(tǒng)計樣本的增加，頻率趨近于概率，這個概率是隨機事件的客觀規(guī)律，不以人們的意志為轉移。v新規(guī)范引人注目的增加了關于

20、混凝土結構耐久性的規(guī)定。迄今為止的研究表明，影響混凝土結構耐久性的主要因素包括： （1）混凝土碳化引起的鋼筋腐蝕混凝土碳化引起的鋼筋腐蝕；這是影響耐久性的最主要的因素之一。 混凝土的碳化又稱為混凝土的中性化，它使混凝土逐漸喪失對鋼筋的保護作用，水的侵入和暴露在空氣中的條件使鋼筋銹蝕。鋼筋腐蝕又包括因混凝土碳化引起的腐蝕，其他侵蝕性介質腐蝕，高強鋼筋的應力腐蝕，等等。 （2）堿集合料反應堿集合料反應；水泥混凝土中集料與堿反應，生成堿硅酸鹽凝膠等反應產(chǎn)物，吸水后體積加大，造成混凝土的膨脹破壞?？刂苹炷恋膲A含量是抑制堿集料反應的重要手段，常規(guī)的辦法是采用低堿水泥和非堿活性集料。如果只能采用堿活性集

21、料，則必須控制混凝土中的堿含量。 （3） 氯離子腐蝕氯離子腐蝕；氯化物是鋼筋電化學腐蝕的一種活性劑，具有較高的吸附性，當混凝土中的氯離子達到一定含量時，即使混凝土未碳化（例如，混凝土的ph值達到11.5），鋼筋也會被腐蝕。之所以稱為氯離子腐蝕，就是區(qū)別于因混凝土碳化后的鋼筋電化學腐蝕。混凝土本身一般不含氯離子，但外加劑，特別是寒冷地區(qū)冬季施加在混凝土橋面的除冰鹽會使混凝土中包含氯離子（美國這一問題非常突出）。新規(guī)范控制混凝土中的氯離子含量，主要是控制外加劑中的氯離子。 （4） 混凝土的凍融反復破壞混凝土的凍融反復破壞；引起混凝土凍融剝蝕的主要原因是混凝土微孔隙中的水，在溫度正負交替作用下，形成

22、冰脹壓力和滲透壓力聯(lián)合作用的疲勞應力，在這種應力作用下，混凝土產(chǎn)生由表及里的剝蝕破壞。新規(guī)范未對混凝土的抗凍性做出具體規(guī)定，但原則是很明確的。 （5）沖刷和磨耗沖刷和磨耗；新規(guī)范未做規(guī)定，建筑工程通常很少經(jīng)受沖刷和磨耗作用 （6）環(huán)氧樹脂涂層鋼筋環(huán)氧樹脂涂層鋼筋；國外自80年代開始在混凝土結構中采用，新規(guī)范對第三類環(huán)境（海洋及寒冷地區(qū)環(huán)境）的混凝土結構明確規(guī)定要求采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋。環(huán)氧涂層鋼筋是采用靜電噴涂環(huán)氧粉末工藝，在鋼筋表面形成一定厚度的環(huán)氧防腐涂層，這種涂層可將鋼筋與周圍混凝土隔開，使侵蝕性介質如氯離子等無法接觸鋼筋表面，從而避免鋼筋受到腐蝕。建設部已頒布行業(yè)標準環(huán)氧樹脂涂層鋼筋（

23、JG3042-1997）, 并在國內(nèi)建成環(huán)氧涂層鋼筋加工廠，應用方面積累了一些經(jīng)驗。但相關的工程應用研究還不多見。 （7）其他原因導致的混凝土的腐蝕其他原因導致的混凝土的腐蝕；新規(guī)范也未做具體規(guī)定，對于海水環(huán)境和受人為或自然的侵蝕性物質影響的環(huán)境，混凝土結構的耐久性要求應符合有關標準的規(guī)定。v結構設計的基本原則：在概率意義上，結構抗力不小于作用效應。以上的關于耐久性的考慮主要是針對結構抗力，也就是說，隨著時間的推移，混凝土和鋼筋的腐蝕使結構抗力逐漸退化，在設計中應考慮影響抗力退化的種種因素。另一方面的考慮則是作用效應的考慮。顯然，按50年統(tǒng)計的荷載和按100年統(tǒng)計的荷載不一樣，這是原規(guī)范設計基

24、準期的概念（我們曾一再強調(diào)，設計基準期不等于結構壽命，不知不覺間，似乎兩者又可相等了）。 v在堤壩防洪設計中，我們有100年一遇遇或200年一遇的區(qū)別，100年一遇和200年一遇的洪水水位不一樣，其代表值來源于統(tǒng)計分析。但在房屋建筑設計中，我們的統(tǒng)計數(shù)據(jù)并不充分，因此，只能靠0籠統(tǒng)的加以調(diào)整。（1）正截面承載力正截面承載力 在混凝土受彎或受壓構件的正截面承載力計算中，取消取消了原規(guī)范的彎曲抗壓強度指標fcm，統(tǒng)一改用軸心抗壓強度fc，由于在原規(guī)范中fcm1.1fc，這使得受彎和受壓構件的可靠度提高。從公式的形式看，由于新規(guī)范要覆蓋到高強混凝土結構，混凝土受壓應力應變曲線的形式變得復雜，從而使統(tǒng)

25、一的正截面計算公式也變得復雜。對于C50及C50以下的混凝土，計算公式和原規(guī)范公式相同，只是將原規(guī)范公式中的fcm 換為fc。 v原規(guī)范在受壓構件的計算中，引入附加偏心距，目的之一是協(xié)調(diào)偏心受壓和軸心受壓的關系。因為在小偏心受壓計算中采用fcm而在軸心受壓中采用fc，兩者之間不協(xié)調(diào)，附加偏心距使偏心距很小的偏心受壓構件的承載力降低，從而與軸心受壓大體保持一致。新規(guī)范改用軸心抗壓強度指標后，本可順理成章的使軸心受壓與小偏心受壓聯(lián)系起來，但對于偏心受壓構件，fcm改為fc后，其可靠指標提高了，與之銜接的軸心受壓構件的可靠度也應提高。v新規(guī)范的解決方案是對軸心受壓的承載力進行折減，因此，公式中增加了

26、0.9這一系數(shù)。v原規(guī)范公式 N ( fc Ac+ fyAs）v新規(guī)范公式 N 0.9 ( fc Ac+ fyAs） 顯然，這對初學者是很難理解的，因為規(guī)范無法對0.9這個系數(shù)給出物理意義的說明。v偏心受壓構件計算中，還有一點變化較大，這就是規(guī)范關于短柱的定義。新規(guī)范規(guī)定當柱的長細比（lo/h）大于5時要考慮偏心距增大系數(shù)，也就是短柱的規(guī)定從原來lo/h8改為lo/h5，這進一步降低了偏心受壓柱的承載力。值得注意的是，新規(guī)范對于軸心受壓柱穩(wěn)定系數(shù)的規(guī)定保持不變，軸心受壓短柱的長細比的界限為lo/b8，在概念上這顯然是有矛盾的，因為理想的軸心受壓并不存在，使得偏心受壓柱產(chǎn)生二階效應的因素同樣使軸

27、心受壓柱產(chǎn)生二階效應。v新規(guī)范保留了附加偏心距的規(guī)定，但附加偏心距與荷載偏心距e0無關。v新規(guī)范的送審稿中，考慮柱端彎矩不等曾對偏心距增大系數(shù)做出重大調(diào)整，但正式版本中，還是采用原規(guī)范的計算方法，只是補充了考慮二階效應的彈性分析方法。（2）斜截面承載力斜截面承載力 新規(guī)范條文說明較為詳細的解釋了抗剪計算的有關規(guī)定?，F(xiàn)將新規(guī)范的主要修改之處列舉如下： 箍筋強度設計值提高到360N/mm2； 混凝土承擔的剪力由混凝土的抗拉強度表示；增加無腹筋受彎構件的抗剪計算公式，主要用于無腹筋板的支座抗剪計算，在計算公式中考慮了尺寸效應（縱筋的銷栓作用）； 41008007 . 0hbhfVhth降低箍筋的抗剪

28、作用，不考慮剪跨比時其系數(shù)由原來的1.5降低為1.25，考慮剪跨比時由1.25降低為1.0。 00cs25. 17 . 0hsAfbhfVsvyvt由1.5降為1.2500cs175. 1hsAfbhfVsvyvt由1.25降為1.0改為ft0.07fc改為0.7ft 在抗剪的計算及鋼材的選用方面，影響較大的是箍筋強度的提高、混凝土承擔的剪力由混凝土的抗拉強度表示以及箍筋抗剪承載力的降低。v當由計算決定箍筋用量時，因計算公式中的箍筋抗剪系數(shù)調(diào)低約20，混凝土承擔的剪力也一定幅度減少，與原規(guī)范比較，如果不提高箍筋強度，意味著箍筋的用量會增加，在有些情況下，可能導致施工的困難。提高箍筋的強度與提高

29、抗剪承載力可靠度是配套的措施相比較，提高的總體水平應在20左右。設計人員的習慣要相應調(diào)整。將混凝土的抗剪承載力用混凝土的抗拉強度表示后，C20級混凝土和C80級混凝土比較，對于C20，如果Vc0.07fcbh0，對于C80，Vc=0.035fcbh0，兩者相差近50。v教科書中將梁的抗剪承載力分為兩部分，一部分由混凝土承擔，另一部分由鋼筋承擔，并引用桁架理論對梁的抗剪機理進行描述。國際上，自80年代以來，軟化桁架理論被認為是混凝土結構基本理論的一個重大突破，國內(nèi)的資深專家也曾多次發(fā)表文章予以推介。按軟化桁架理論，梁中混凝土承擔的剪力應與混凝土的抗壓強度相關，只是混凝土的抗壓性能受到與受壓方向垂

30、直的方向上的拉應力影響而軟化。v但很顯然，由于高強混凝土梁的抗剪試驗結果不支持軟化桁架理論，新規(guī)范不再采用桁架理論作為抗剪基本模型，而采用了更接近試驗結果的統(tǒng)計結論。近三十年來，從74規(guī)范、89規(guī)范到2002規(guī)范，鋼筋混凝土梁的抗剪計算方法經(jīng)歷了“極限平衡法”“桁架模型”“試驗統(tǒng)計”這樣一個過程。我們注意到，新規(guī)范一方面再追求規(guī)范體系的理論完備，另一方面，又用務實的觀點接受試驗事實。v有一點讓初學者不大好理解：在正截面承載力計算中，我們忽略混凝土的抗拉強度，而在斜截面抗剪計算中，混凝土發(fā)揮的作用卻由抗壓改為抗拉。國際上，也有的規(guī)范中抗剪計算公式采用的混凝土強度指標為開根號的fc ，這使得斜截面

31、抗剪承載力與混凝土抗壓強度不成線性關系變化。v在教科書中，我們一直講剪壓破壞是混凝土在正（壓）應力和剪應力共同作用下的破壞。v我不太清楚，究竟是學院派的教授在機理上的確沒有搞清楚抗剪問題，還是有些學術官員為了“國際接軌”而施加的壓力。據(jù)我所知，抗剪的試驗結果大多是滿天星斗，高強混凝土也好不到哪里去。原規(guī)范出于不得已，同時考慮到安全度與74規(guī)范的一致性，采用偏下限解釋0.07fcbh0以及箍筋的抗剪作用，新規(guī)范的條文說明中似乎不再強調(diào)偏下限（改稱為偏下值），0.7ftbh0應該仍然保留了偏下限的含義。但既然有偏下限的含義，0.7ftbh0就無準確性可言。v在新規(guī)范的條文中，我們看到，混凝土的抗壓

32、強度仍然起著非常重要的作用，斜壓破壞就是由混凝土的抗壓強度所控制，而斜拉破壞由最小配箍用鋼量控制，處于兩種破壞形態(tài)之間的剪壓破壞的機理到底怎樣描述呢？我們還能稱剪壓破壞為剪壓破壞嗎？因為計算模型中剪壓破壞已改為由混凝土的抗拉強度所控制。v當然，應該承認，抗剪機理是一個十分復雜的問題，混凝土到底是壓壞還是拉壞，學者們也有不同的看法（過鎮(zhèn)海李宏、劉西拉的爭論，已去世的蔣大驊教授用八面體剪應力解釋剪壓破壞，Kotsovos的壓力路徑觀點，等等）。我談這些看法無非是覺得既然大家都說不清楚，高強混凝土梁的試驗結果也未見得是一邊倒，我們完全可以堅持30年已有的觀點，保持基本形式不變，因為調(diào)整計算公式和可靠

33、度的辦法有很多。v新規(guī)范增加了不配箍筋和彎起鋼筋的板類構件的抗剪承載力計算公式，與梁比較，混凝土承擔的剪力在板中受尺寸效應的影響。這個規(guī)定很有意思，按條文說明，一般板類構件是指承受均布荷載的單向板。但在實際工程中，板厚大于800mm的板只可能是基礎底板（厚的基礎底板大多由抗沖切控制）。樓蓋結構中的單向板不會受尺寸效應的影響。配置箍筋的梁的受剪尺寸效應不顯著，有試驗數(shù)據(jù)支持這個觀點。v因此，在常規(guī)設計中，尺寸效應幾乎不會起控制作用。應該指出，單向板的抗剪計算公式中混凝土的作用與板的抗沖切計算公式中的作用是相同的，公式的差別只在于破壞截面的計算，單向板計算支座截面抗剪，而無梁樓蓋或柱下基礎則計算柱

34、周邊截面。v新規(guī)范的抗剪計算公式更加全面，例如，增加了雙向受剪計算公式等，在此不再一一列舉。v還有一點頗為費解之處，這就是新規(guī)范條文和條文說明的關系。例如，規(guī)范正文中，只規(guī)定了集中荷載產(chǎn)生的剪力值占支座總剪力75以上時，獨立梁的抗剪計算要考慮剪跨比的影響，沒有對集中荷載做規(guī)定。而在條文說明中指出，“當框架結構承受水平荷載時，由其產(chǎn)生的框架獨立梁剪力值也歸屬于集中荷載作用產(chǎn)生的剪力值”。工程師也許不太明白，這是否也應視為與規(guī)范條文具有同等效力的設計規(guī)定。v至于風荷載在框架梁中產(chǎn)生的剪力為什么應歸屬于集中荷載產(chǎn)生的剪力，就更不得而知了，因為直接相關的試驗研究太少了。與國外規(guī)范相比較，我國規(guī)范條文及

35、說明中不給出參考文獻，習慣上是舉辦培訓班，聘請一些專家宣講新規(guī)范。這樣，有一些拍腦袋定出來的條文就通過專家來解釋而不留下文字把柄。 （3）抗扭承載力）抗扭承載力 抗扭計算在工程設計中用得不多，但按桁架模型，抗扭計算與抗剪計算有很多相通之處，作為對規(guī)范條文和鋼筋混凝土結構機理的理解，關注抗扭計算的規(guī)定還是有必要的。 新規(guī)范的抗扭計算在基本原理方面沒有重大的變化。按原規(guī)范的思想，其力學模型應為空間變角桁架模型（不能反映混凝土的作用）。結合試驗結果，考慮混凝土對抗扭的貢獻，抗扭承載力由混凝土承擔的扭矩和抗扭鋼筋承擔的扭矩組成。其中混凝土承擔的扭矩用混凝土的抗拉強度表示。 總結幾種計算模式，壓及偏壓、

36、局部受壓、受彎等受力條件，混凝土的作用由混凝土的軸心抗壓強度表示，而剪、扭、沖切等受力條件，混凝土的作用由混凝土的軸心抗拉強度表示。由此看來，新規(guī)范對抗剪的修改也還是有所考慮的?？古び嬎阍黾恿艘韵聝?nèi)容： 箱形截面的抗扭計算； 考慮預應力作用對抗扭的有利影響； 壓彎剪扭構件的計算； 協(xié)調(diào)扭轉。v在常規(guī)工程設計中，最有意義的是新規(guī)范引入?yún)f(xié)調(diào)扭轉的概念（箱形截面構件、預應力受扭構件、壓彎剪扭構件在常規(guī)的工業(yè)與民用建筑中應用較少）。此處會有不同看法的可能是關于內(nèi)力重分布的規(guī)定。新規(guī)范的第7.6.16條規(guī)定：“對屬于協(xié)調(diào)扭轉的鋼筋混凝土結構構件，受相鄰構件約束的支承梁的扭轉宜考慮內(nèi)力重分布”。v對這條規(guī)

37、定的兩處深入討論對理解規(guī)范有好處，第一，條文中的內(nèi)力重分布實際上是指塑性內(nèi)力重分布；規(guī)范在討論連續(xù)梁、框架和雙向板時，并不回避“塑性”二字，而約束受扭構件的內(nèi)力重分布也屬于塑性內(nèi)力重分布；受扭構件開裂、受扭鋼筋屈服都應歸于“塑性”因素。v第二，規(guī)范規(guī)定“宜”考慮內(nèi)力重分布，并用注解說明，“當有充分依據(jù)時，也可采用其他方法”；按規(guī)范用詞說明，在條件允許時，首先要用考慮內(nèi)力重分布的計算方法；但現(xiàn)在的計算機程序都是采用線彈性分析方法，空間分析已得到了構件的扭矩，不考慮內(nèi)力重分布就可直接根據(jù)程序計算的扭矩進行抗扭設計。這是否屬于條件允許或有充分依據(jù)呢？v顯然，按線彈性分析方法得到的結果進行結構設計是符

38、合規(guī)范原則的，無須再考慮其他條件或依據(jù)。因此，條文中的“宜”改為“可”就好多了，考慮內(nèi)力重分布的計算方法本就不宜作為優(yōu)先采用的方法，如果要說優(yōu)先，還是優(yōu)先采用線彈性方法比較合理。 （4）抗沖切承載力）抗沖切承載力 抗沖切研究是近年來國際上研究的一個熱點問題。美國ACI, ASCE的刊物上不時有關于混凝土板、特別是高強混凝土板抗沖切的文章。v沖切破壞是一種較為特殊的破壞。擱置在地基上的基礎板和無梁樓蓋的板柱節(jié)點可能發(fā)生沖切破壞。嚴格意義上沖切破壞也應該屬于剪切破壞。與常規(guī)的簡支梁板比較，沖切破壞不是發(fā)生在支座而是發(fā)生在荷載作用區(qū)域周邊。因此，抗沖切承載力計算的主要內(nèi)容之一就是計算破壞臨界截面的周

39、長。與抗剪計算不同，抗沖切計算一直沿用混凝土的軸心抗拉強度。v新規(guī)范的主要調(diào)整之處是提高了計算公式中的系數(shù)?？箾_切承載力由原來0.6ftumh0的提高到0.7ftumh0，調(diào)整后的抗沖切承載力可靠度較原規(guī)范有所下降，但原規(guī)范的抗沖切可靠度偏高，調(diào)整后其可靠度應與抗剪持平或略高于抗剪。v新規(guī)范的抗沖切計算考慮了更多的影響因素，如預應力的作用，板柱節(jié)點鄰近孔洞，柱的類型（邊柱、中柱或角柱），尺寸效應等。 （5）裂縫寬度驗算）裂縫寬度驗算 裂縫寬度驗算在原規(guī)范的基礎上稍稍作了調(diào)整。圓括號中本應為（1.9c+0.07deq/te）但規(guī)范公式為（1.9c+0.08deq/te），使計算得到的裂縫寬度較原

40、規(guī)范的計算結果要大一點。這使裂縫寬度極限狀態(tài)的可靠度稍許提高。此外，鋼筋應力不均勻系數(shù)的下限值從原規(guī)范的0.4改為新規(guī)范的0.2，使之更適合于配筋率較低的情況。v原規(guī)范把截面抵抗矩塑性系數(shù)寫入附錄，新規(guī)范正式寫入正文，增加“影響”二字，名為“截面抵抗矩塑性影響系數(shù)”。新規(guī)范將截面抵抗矩塑性影響系數(shù)基本值m較大幅度降低。例如，矩形截面,原規(guī)范m1.75，新規(guī)范m1.55。條文說明中解釋，降低的原因是原規(guī)范假設受拉區(qū)應力分布為矩形，而新規(guī)范假設受拉區(qū)應力分布為梯形（受壓區(qū)均為三角形應力分布）。從理論上看，梯形更為合理。v變形驗算沒有大的修改。 構造設計是混凝土結構設計的核心之一。初學者很快學會配筋

41、計算，但很長時間內(nèi)對構造措施的理解十分膚淺，常常導致工程事故。 新規(guī)范在構造措施方面做出了重大修改。總的趨勢是全面增加構造鋼筋用鋼量。擇其要點簡述如下。 (1) 明確了后澆帶、預應力等技術措施可增大伸縮縫的間距。 (2) 混凝土保護層厚度與環(huán)境類別相聯(lián)系。 (3)鋼筋錨固長度由計算確定，例如，C20混凝土，級鋼筋，直徑20mm，原規(guī)范錨固長度為40d800mm，按新規(guī)范，錨固長度為765mm，其他條件不變，鋼筋改為級，原規(guī)范為45d900mm，新規(guī)范為915mm；再取混凝土為C40，對于級鋼筋和級鋼筋，原規(guī)范錨固長度分別為600mm和700mm，新規(guī)范分別為490mm和600mm。 對于粗鋼筋

42、（鋼筋直徑為28mm及28mm以上），如果混凝土強度等級較高，按新規(guī)范計算的錨固長度也不會超過原規(guī)范的規(guī)定長度。新的規(guī)范計算方法顯然更加合理，但計算工作量加大。在有新的設計圖表可供利用之前，按原規(guī)范的規(guī)定進行設計一般是可行的。 (4) 對同一連接區(qū)段內(nèi)的縱向受拉鋼筋綁扎搭接接頭面積百分率和搭接長度做出了規(guī)定，定義了“同一連接區(qū)段內(nèi)的縱向受拉鋼筋搭接接頭”，還對鋼筋連接的其他方面做出了規(guī)定。比原規(guī)范要細。設計人員通常不大關心這一部分，鋼筋連接設計大多由施工單位完成。 (5) 縱向受力鋼筋的最小配筋率較原規(guī)范提高，受壓構件的全部受壓鋼筋的最小配筋率由原規(guī)范的0.4%提高到0.6%，一側受壓鋼筋仍保

43、持為0.2%；受拉鋼筋取消了0.15%一檔，按C20混凝土計，對于I，II，和III級鋼筋，45 ft / fy 對分別為0.24%，0.165%和0.138%，按C40混凝土計，這三個數(shù)字分別為0.366%，0.257，0.214。對C30混凝土，II級鋼筋，45 ft / fy 等于0.215%?？梢?，一般情況下，提高后的最小配筋率略高于0.2%。但對于高強度混凝土，最小配筋率可能較大幅度提高。 注意新規(guī)范的第9.5.3條的規(guī)定，對預應力混凝土受彎構件：MuMcr，其中Mu為構件預應力混凝土受彎構件正截面承載力設計值設計值，而Mcr為該構件開裂彎矩標準值標準值，不知這兩者之差是否出于新規(guī)范

44、對預應力混凝土受彎構件少筋破壞概率的考慮，規(guī)范未對此作出解釋。 （1）增加了板中的構造鋼筋。分布鋼筋對照如下： 原規(guī)范：受力鋼筋面積的10%，0.10配筋率，300mm間距； 新規(guī)范：受力鋼筋面積的15%，0.15配筋率，250mm間距。 在現(xiàn)澆板中，采用雙層配筋（未配筋表面布置溫度收縮鋼筋），間距150200mm（比分布鋼筋要求還要高），配筋率不宜小于0.1%。 （2）明確提出鋼筋混凝土梁優(yōu)先采用箍筋抗剪。加大縱向架立鋼筋直徑。梁側縱向構造鋼筋的配置起點由原規(guī)范的700mm梁高改為450mm梁高，間距由原規(guī)范的300400mm改為200mm。 （3）原規(guī)范規(guī)定600mm邊長及以上的柱設置復合

45、箍筋，新規(guī)范改為400mm邊長。這意味著工程中的大多數(shù)柱可能都要設置復合箍筋。 （4）剪力墻的水平分布鋼筋：最小直徑由6mm改為8mm；豎向分布鋼筋：最大間距由400mm改為300mm。 （5）提高深梁縱向受拉鋼筋、水平分布鋼筋及豎向分布鋼筋的最小配筋率。 （1）一般規(guī)定）一般規(guī)定 混凝土結構在進行抗震設計時，要采用不同的抗震等級?？拐鸬燃壟c結構類型、房屋高度、設防烈度等因素有關?？拐鸬燃壐拍钍卿摻罨炷两Y構特有的（新的砌體結構設計規(guī)范也增加了抗震等級的規(guī)定）。它的作用主要是把結構性能和構件性能區(qū)別開，某種意義上講，抗震規(guī)范應該主要著眼于解決結構的地震作用計算及相關的規(guī)定，而混凝土規(guī)范主要著眼

46、于構件設計的有關規(guī)定。 對同一類型的結構，不同高度和不同地震設防烈度下，對具體的某一構件的性能的要求可能是相同的，為了用一個統(tǒng)一的尺度衡量構件的抗震性能，混凝土結構設計規(guī)范引入了抗震等級這一概念。新規(guī)范在抗震等級方面做了如下調(diào)整：v對于框架結構，6度區(qū)放寬，7、8度區(qū)加嚴；v對于剪力墻和框架剪力墻結構，基本上都放寬，個別情況與原規(guī)范相同；v對框支剪力墻的規(guī)定加嚴；v單層廠房排架柱的抗震等級規(guī)定與原規(guī)范相同；v增加筒體結構的抗震等級規(guī)定。v原規(guī)范中就已采用承載力抗震調(diào)整系數(shù)RE，新規(guī)范保留了這一系數(shù)。這個系數(shù)是為了調(diào)整抗震設計的可靠度而設置的。也就是說，根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范規(guī)定的地震作用和相應的

47、地震作用分項系數(shù)來計算混凝土結構的可靠度，如果不采用RE調(diào)整構件承載力，則結構安全度水平將偏高。這個系數(shù)較為典型的反映了兩本規(guī)范的不協(xié)調(diào)，很顯然，彎、剪、壓等受壓狀態(tài)的調(diào)整系數(shù)不同，在結構機理上很難解釋。v原規(guī)范僅適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，新規(guī)范取消了這一限制，從新規(guī)范條文字面理解，“混凝土結構的抗震設計”中的混凝土結構的含義，就是這本規(guī)范所覆蓋的混凝土結構，包括了現(xiàn)澆鋼筋混凝土、預應力混凝土、裝配式鋼筋混凝土等混凝土結構。盡管新規(guī)范的有關條文中并未完全包括（例如，裝配式鋼筋混凝土框架節(jié)點）相關內(nèi)容，新規(guī)范的指導思想還是很明確的。v在一般要求中，新規(guī)范對鋼筋的錨固、連接等做出了規(guī)定。 （2）材料）材料 在這一小節(jié)中，不大好理解的是關于鋼筋強屈比性能的規(guī)定（第11.2.3條）。原規(guī)范也對鋼筋強屈比做了規(guī)定。新規(guī)范條文說明中，明確指出要求鋼筋強屈比的“目的是使結構某個部位出現(xiàn)塑性鉸以后有足夠的轉動能力”，但是我們知道，塑性鉸的轉動能力并不是由鋼筋的強