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    關于《混凝土結構通用規范》應用執行中的12個問答
    來源: | 作者:鵬泰 | 發布時間: 2023-02-03 | 359 次瀏覽 | 分享到:

    住房和城鄉建設部關于發布國家標準《混凝土結構通用規范》的公告

    《混凝土結構通用規范》主編、中國建筑科學研究院有限公司建研科技股份有限公司總工程師黃小坤研究員,根據用戶在執行應用《混凝土結構通用規范》過程中提出的問題進行答疑。針對設計師最關心的構件最小截面尺寸、最小配筋率問題、舒適度分析以及鋼筋錨固等12個問題作出解釋。

    Q1:《規范》第4.4.4條:框架柱最小截面邊長300mm,是否必須嚴格執行?可否按照面積等效處理?對樓梯柱,是不是需要執行?出屋面小柱是不是需要執行?框架梁的梁寬不應小于200mm,是否也適應剪力墻結構或框架-剪力墻結構中跨高比大于等于5的連梁?(跨高比大于等于5的連梁宜按框架梁進行設計)?


    答:關于框架柱的最小截面尺寸,主要指矩形截面的短邊,最細最小的那個邊不應小于300mm,不能等效的。即使按面積等效或其它什么等效,這個最小的邊長也不能小于300mm。


    最小截面邊長的規定要嚴格執行,但不意味著執行了最小截面邊長不小于300mm就安全,這只是很多條件里面的一個。

    判斷樓梯柱、出屋面小柱或其它柱要不要執行這一條的一個條件是它屬不屬于抗側力構件,或者說它破壞以后的影響程度,也就是與設計目標和預期有關系。如果它破壞后影響很大,那么肯定要執行這一條。如果它破壞后無所謂,對什么都沒有影響,那么可以認為是次要的小柱子,不一定要執行這一條。

    樓梯間里面的平臺短柱,如果與結構其它抗側力構件共同工作,承擔水平荷載,那么受力比較復雜,而且破壞后對逃生通道影響非常大,要嚴格執行。

    連梁一般來講是指的剪力墻平面內的兩個墻支之間的,在平面內的一個梁。那么連梁一個特點就是跨高比較小,也就是跨度較小,截面高度較大。那么它的受力形態和框架梁不一樣。那么反過來看,跨高比大于5的梁不能算。

    按高規7.1.3條規定不小于5的連梁宜按框架梁去設計,指的是連梁根據受力及性能,按照框架來設計。

    框架梁和連梁設計方法不一樣。比如縱筋的設計,連梁縱筋設計基本上項底是一樣對稱配筋的,箍筋的設計也是和框架梁不一樣,基本上是均勻配筋,不太區分加密不加密區。連粱更多的是在水平荷載作用下的受力形態,框架梁如果跨度大,在很多的時候還是樓面荷載傳過來豎向荷載作用下的受力形態,所以它們的受力形態、破壞形態不一樣。因此高規第7.1.3 條實際上更多的是講它的設計方法,而不是界定連梁就是框架梁的意思。?


    Q2:混凝土通規第3章講的都是材料,還有后面章節中涉及施工相關,使用,維護的相關事項,特別是混凝土內容是否需要都寫進結構設計說明?哪些內容要寫進總說明?


    答:設計說明文件的深度應該寫什么,應該包括哪些圖,總說明上應該寫到什么程度,住建部都有規定。另外,具體工程如有特殊要求,例如一些非常重要的材料要著重標注,就要在說明中提出要求,比如某個項目嚴禁用海砂,就要寫明,光引用標準不行。


    通常情況下引標準也可以,一般混凝土結構設計,通用規范屬于工程規范的一種,說明文件的規范列表中列上《混凝土結構通用規范》是否就能達到設計說明文件的深度,需要各設計師自己判斷。


    Q3:《混凝土結構通用規范》第4.4.6條:“除懸臂板、柱支承板之外的板類受彎構件,當縱向受拉鋼筋采用強度等級500MPa的鋼筋時,其最小配筋率應允許采用0.15%和0.45ft/fy中的較大值”,本條僅對受拉鋼筋采用50OMPa鋼筋時的放松要求,對于60OMPa鋼筋如何執行未做要求,如何執行﹖若采用CRB600H鋼筋,最小配筋率是否允許采用0.15%和0.45ft/fy的較大值?”


    答:條文寫的是500MPa,實際是500MPa以上,包括600MPa的鋼筋,都允許采用0.15%和0.45ft/fy中的較大值。


    規范第2.0.3條、2.0.4條、 3.2.1條, 3.2.2條,分別對鋼筋的性能、強度取值、材料分項系數、延伸率都有規定。使用的鋼筋一定要滿足規范的要求,比如第3.2.2條,鋼筋的延伸率要大于5%,材料的分項系數不能小于1.25等等,這是最基本的。不是說隨便一個冷加工鋼筋,只要強度高就可以用到混凝土結構里。

    如果板按照彈塑性設計,考慮塑性內力重分布,希望出塑性鉸,那么對鋼筋的性能,包括CRB600H鋼筋,則可能有更高要求,在大變形下鋼筋拉不斷,延伸率可能就要大于5%。而一般的設計,在地震狀態下,樓板不破壞,按照規范規定就可以。樓板的設計與設計方法、目標、受力形態有關系,總之除懸臂板、柱支承板之外的板類受彎構件,當縱向受拉鋼筋采用強度等級不小于500MPa的鋼筋時,其最小配筋率應允許采用0.15%和0.45ft/fy中的較大值,是可以的。


    Q4:《砼規》GB50010第4.2.3條要求,箍筋用于受剪、受扭、受沖切,當強度大于360N/mm2時取360;《砼通規》未提到此條。請問黃總是否取消此限制?是否給推廣CRB600H等高強鋼筋鋪墊?


    答:《混凝土通用規范》第2.0.4條,關于鋼筋強度取值做了規定。鋼筋強度標準值有不小于95%的保證率要求,而設計值是標準值除以材料分項系數確定,但沒有對受力性能的具體規定,而分項系數的取值,實際上與鋼筋的性能、工程可靠度等有關。這些是間接規定,只是沒有直接說明是否受剪、受扭、受沖切的鋼筋強度要求。


    《混凝土結構設計規范》GB50010第4.2.3條是強制性條文,新的通用規范執行以后,原來條文的強制性取消了,從表面上看是可以不執行,但實際上對受剪、受扭、受沖切的鋼筋強度要求是世界上主要標準規定的,對強度都有限制。比如受剪,柱子的箍筋,在承受水平地震作用時,如果設計強度取得高,但在破壞狀態下達不到設計強度,卻配置了更少的鋼筋,如果設計強度取得低,就意味著要配置更多的鋼筋。在某種受力狀態下,在規定的破壞模式下,需要衡量鋼筋強度是否達到設計值。目前有一些研究表明,在一定的條件、一定的破壞狀態下, 受剪箍筋的強度可以超過360MPa,但現階段不能列入通用規范條文,還需要繼續研究。

    盡管現在通用規范沒有列“箍筋用于受剪、受扭、受沖切,當強度大于360N / mm2時取360MPa"這條,但還是要暫且按混凝土結構設計規范的規定區分受力形態、受力狀態、受力的需求來決定鋼筋設計強度的取值。比如箍筋如果不是來做承載力計算的,不是受剪計算的,僅僅是約束混凝土作用,那么其鋼筋強度可以提高,不應該受360MPa的限制。


    Q5:混凝土通用規范中對梁配筋率大于2%箍筋增加2mm未提,是否設計中梁縱筋配筋率>2%,箍筋最小直徑不需要加大2mm?同時對四類場地的較高建筑,配筋率是否也不用按照現行混凝土規范要求增加0.1%?


    答:《混凝 土結構通用規范》第4.4.8條、4.4.9條分別對梁、柱的配筋做了規定,較《混凝土結構設計規范》第11.3.6條、11.4.12條少了 “當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時,箍筋最小直徑應增大2mm”、“ 對IV類場地上較高的高層建筑,最小配筋百分率應增加0.1"。


    從通用規范本身的角度,原來混凝土規范中的這兩個補充規定可以不執行。在通用規范編制過程中,很多的專家,包括編制組專家、審查專家一致決定,這兩個要求必要性不大,而且在本次編制過程中,對三、四級要求也有所提升,因此就取消了這兩個補充要求。但并不意味著用了這兩條就不行,根據工程的需要,比如很高的高層建筑,原來規定較高建筑指的是60米,實際上60米并不高,如果是100+米、200+米、 300+米, 加0.1%也不算多,要根據實際情況考慮。


    Q6:通用規范第4.2.3條規定樓蓋進行豎向振動舒適度要求。是否所有建筑都需要進行樓蓋豎向振動舒適度分析?《混凝土高規》150m以上的建筑計算水平荷載作用振動舒適度要求,是否《混凝土通規》這條要求所有高層建筑都需要進行水平風荷載作用的振動舒適度分析?


    答:《混凝土結構通用規范》第4.2.3條,房屋建筑的混凝土樓蓋應該滿足豎向振動舒適度要求,混凝土結構高層建筑應滿足10年重現期水平風荷載的作用的振動舒適度要求。規范的要求一定要滿足,至于要不要計算,要根據具體的情況判斷,比如樓板很厚,跨度很小,根本不存在豎向震動舒適度的問題,可以確定符合規范要求,就不需要計算。


    現行《混凝土結構設計規范》、《高層建筑混凝 土結構技術規程》、《 建筑樓蓋結構振動舒適度技術標準》對樓蓋的豎向振動舒適度都有要求,但是不強制?;炷粮咭幍?.7 .6條也有高層建筑樓蓋應滿足10年重現期水平風荷載的作用的振動舒適度的要求。通用規范的規定也基本來自這條,滿足要求,原則.上就是要計算。但本條顯然是比混凝土高規更嚴格,高規有150m以上的要求,一般混凝土結構,只要滿足承載力里的變形要求,如果結構比較矮、高寬比較大,風振舒適度基本能滿足,不是問題。但通用規范中這條規定就是什么情況下都要滿足風振舒適度的要求,至于什么時候計算、要不要計算,要根據工程實際情況判斷,如果不用計算也能判斷出滿足舒適度要求,也可以。另外,本條規定的混凝土高層建筑還是要計算,判斷是否滿足樓蓋舒適度的要求。


    Q7:通用規范第4.4.5條中錨固長度要求,如果按照《混規》要求及圖集的要求,梁梁剛接錨固長度很難滿足要求,設計中是否主次梁只能鉸接﹖另外次梁的錨固長度0.35Lab是必須執行嗎?次梁剛接錨固長度0.6Lab必須執行嗎?次梁剛接時,水平錨固長度不小于0.6Lab,而框架梁端部水平直錨長度只需滿足0.4Lab即可,要求反而還低些,這是否可能是編寫錯誤呢?次梁剛接滿足0.6Lab太高了,框架梁經常都需要做很寬?;蛘哌€有一種理解,0.6Lab是否是包括水平段+彎錨段的長度呢?作為審查人員,現在要完全滿足《通規》對錨固的要求嗎?


    答:這個問題涉及到通用規范的兩個條文: 一是第4.4.5條,鋼筋要有可靠的錨固措施以及普通鋼筋錨固長度的一些基本要求,比如鋼筋的直徑、強度、外形、錨固端的形式等,這是最低要求。二是第2.0.6條,鋼筋和預應力筋一定要采取措施保證鋼筋和混凝土的協同工作,其中一個要求就是鋼筋的錨固長度。所以通用規范中關于鋼筋錨固長度有關規定肯定要執行,至于圖集上的規定,由設計師根據實際情況決定是否要執行,但通用規范肯定要強制執行。


    次梁剛接時,水平段的最小錨固長度要滿足0.6Lab,就是考慮折扣之后,錨固長度不能小于基本長度的60%,而框架梁端部水平直錨長度要滿足0.4Lab,盡管通用規范沒有寫,但這是《混凝土結構設計規范》的規定。這些規定沒有錯,節點核心區之所以為0.4Lab,其它情況下為0.6Lab,是因為混凝土結構中鋼筋的錨固長度除了與上述因素有關外,還與混凝土的約束情況有關。如果是一個三面約束的混凝土,即三面受壓,那么它的約束情況就非常好,鋼筋的錨固長度就比較短。梁柱節點核心區有上下柱約束,有前后左右的樓板和梁約束,因此核心區的混凝土約束條件好,相對于其它區域長度可以簡單,經過我們研究,原來取0.4Lab,最早取0.45Lab,到2010版混凝土結構設計規范就取了0.4Lb。所以不是規定錯了,而是約束條件不同。有很多設計師反饋達不到錨固長度,該怎么辦。那就要采取措施,比如機械措施、或者加寬梁截面?;炷粮咭幧弦灿邢嚓P條文,除了梁梁連接,還有梁墻連接,在墻面外做一個端頭。新西蘭多地震、高烈度,這種做法在新西蘭的很多結構中都有,就是為了保證水平段的錨固長度。


    Q8:如果采用滑動支座,連體結構是否需要遵守《混凝土通用規范》第4.4.14條?


    答:關于連體結構,通用規范第4.4.14條基本上是混凝土高規10.5.6條的規定,改了個別字,但條文中沒有區分是滑動支座還是固結連接。


    關于固結還是鉸接對連體結構本身在關鍵部位的重要性程度,對連接體的風險性、地震的風險性都沒有降低,如果連接體破壞,依然很嚴重。通用規范這條還講了支撐與連接體、豎向結構等都要加強,要提高一級,這些都是基本規定,不論是鉸接還是固接都要執行。另外這一條規定房屋建筑連接體,沒有明確高層建筑,比混凝土高規更嚴。


    Q9:《砼通規》第4.3.5條結構要進行整體穩定分析要求,但并沒有提出具體要求,實際設計中是否要按照《混凝土高規》進行結構剛重比的計算及控制該限值,該條是否要作為強條進行控制?剛重比計算時重力荷載設計值分項系數,通規沒有明確要用1.3和1.5。實際執行呢?


    答:結構的穩定性——整體穩定性和抗傾覆的能力,對所有混凝土結構都有要求,各行各業的各類混凝土結構都有要求?,F在有很多公路橋梁、鐵路橋梁,經常會有傾翻的、翻倒的、破壞的,很嚴重,它們的整體穩定或者抗傾覆的能力都要進行計算,要符合要求。至于是不是按照混凝土高規計算,首先高規的計算方法是按照一個,上下均勻、層高均勻,側向剛度均勻的一個高層建筑推導出的近似的公式。因此高規的計算方法不適合納入通用規范,作為通用性的技術規定,但一定要符合工程安全性要求。結構整體穩定性的要求在不同的行業規范里都有,比如混凝土高規、混凝土空間結構規范、橋梁規范等,也都有計算方法和判斷的控制要求?;炷两Y構設計按現行標準執行就可以,必須考慮結構整體穩定性,必須保證安全。?


    Q10:《混凝土通規》執行后,原《混凝土設計規范》第8.5.3對次要鋼筋混凝土受彎構件最小配筋率的調整規定還可以繼續執行嗎?主要用在鋼筋混凝土女兒墻及凸窗窗臺之類的地方。


    答:《混凝土結構設計規范》第8.5.3條是10版規范新加的,可以有條件的減小某一些混凝土構件的最小配筋率,也就是少配筋混凝土結構或素混凝土結構,國外把少配筋混凝土結構(即低于最低配筋率)都叫素混凝土結構。執行混凝土規范第8.5.3條理論上是可以的,但通用規范中沒有列入,原因是目前對這條還有不同的看法,不適合強制執行。


    國外的標準,比如歐洲規范(EN1992)、美國規范(ACI318) 都有這樣的規定,EN1992中梁的最小配筋率比我們國家的規范還低,0.13%,但次要構件(secondary elements)如果有發生脆性破壞的風險,經過風險評估以后能夠接受,那么最小配筋率可以取的更低,按照承載力計算值的1.2倍就可以,比如算下來只需要0.004%,那么只要取0.0048%。ACI318中對普通梁和深梁都有最小配筋率的規定,深梁就類似女兒墻,最小配筋率為0.25%,但也有個特別的規定,第9.6.13條,假定梁構件的所有截面的計算配筋比最小配筋率的1/3還小,那么最小配筋率是可以不被滿足的,不一定要執行0.25%。

    《混凝土結構設計規范》第8.5.3條規定次要構件的最小配筋率要求也有一定道理,女兒墻、凸窗這樣的構件破壞風險也非常大,汶川地震中很多女兒墻都破壞后掉落,砸傷人,所以這些次要構件配置一些鋼筋是值得的, 況且配筋率要求并不高。


    Q11:《混凝土通規》第4.4.13對錯層結構的要求,樓梯柱與半層處休息平臺連接,另一邊樓層梁連接,算不算錯層柱,是否需要抗震等級提高,以及其他通用規范構造要求?關于《混通規》中錯層結構框架柱提高一級,原《混凝土高規》中有規定,現《混通規》提出來,多層是否要執行,局部個別板塊降板是否需要執行,框架柱抗震等級提高后,剪壓比不易算過去,導致局部框架柱截面增加較多,如正常柱子600mm或者700mm就可以,但因為錯層處柱需要加到1000mm才能滿足剪壓比計算。


    答:《混凝土結構通用規范》第4.4.13條有兩款規定,第一款對應混凝土高規第10.4.4條,關于錯層柱混凝土等級不小于C30的要求。而將錯層柱最小截面高度不小于600的要求可能不合理、不合適,有的地方截面可能偏大,比如樓梯柱截面如果做到600mm可能就比較大,但某些重要的錯層柱又可能偏小,所以本次通用規范就不做規定。錯層柱的抗震等級提高一級依然保留。第二款關于錯層剪力墻的最小墻厚、最低混凝土等級、最小配筋率的要求,對應混凝土高規第10.4.6條,但原來第10.4.6條并不是強條,因此通用規范的實際上提高要求。另外,通用規范中規定房屋建筑錯層,而不是高層建筑,即使多層結構,也依然要執行本條。


    判斷是不是錯層,是否需要執行此條,需要設計師自己判斷。比如梁只差了一塊板的高度算不算錯層,一般不算。錯層一定是錯開以后有短柱,層間形成了兩個短柱,左右兩邊的計算長度不一樣,肯定屬于錯層,肯定要執行此條。


    Q12:《混凝土結構通用規范》第2.0.10條第3款,普通鋼筋的混凝土保護層厚度“不應小于普通鋼筋的公稱直徑,且不應小于15mm”。這里指的是否是縱筋或箍筋的保護層厚度不應小于相對應鋼筋(縱筋或箍筋)的公稱直徑,且不應小于15mm。


    答:《混凝土結構通用規范》第2.0.10條對鋼筋的保護層厚度要求有三款,其中最重要的就是第一款:鋼筋與混凝土共同工作性能的要求,因此,鋼筋保護層厚度首先要滿足第一款。共同工作性能的要求其中一個就是保護層厚度不能小于普通縱向受力鋼筋的公稱直徑,這也是第三款的前半句要求。普通鋼筋含有單根鋼筋和并筋兩種情況,混凝土結構規范里有并筋的規定、等效直徑,那么保護層厚度也不能小于并筋的等效直徑。后半句不能小于15mm,混凝土規范也是此要求,但不是強條,而通用規范中是強條。不小于15mm的規定更多是從混凝土耐久性,從保護鋼筋和鋼筋的耐久性來考慮。


    通用規范中此條指的是鋼筋混凝結構里用的普通鋼筋或者預應力混凝結構用的普通鋼筋,而不是預應力筋。對于有粘結預應力混凝土結構中的預應力束,如果沒有其它的保護措施,也應該滿足本條規定。如果是無粘結預應力筋,有孔道和其它的保護措施,要求不一樣。


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