2.1 基本設(shè)計規(guī)定
2.1.1 一般規(guī)定
1.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)包括下列內(nèi)容:
(1)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計,包括結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件布置及傳力途徑。
(2)作用及作用效應(yīng)分析。
(3)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計。
(4)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的構(gòu)造、連接措施。
(5)耐久性及施工的要求。
(6)滿足特殊要求結(jié)構(gòu)的專門性能設(shè)計。
2.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法,以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度,采用分項系數(shù)的設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。
3.混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)
(1)承載能力極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞、發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形或因結(jié)構(gòu)局部破壞而引發(fā)的連續(xù)倒塌。
(2)正常使用極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用的某項規(guī)定限制或耐久性能的某種規(guī)定狀態(tài)。
4.結(jié)構(gòu)上的作用
結(jié)構(gòu)上的直接作用(荷載)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009—2012)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定;地震作用應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2010)確定。
間接作用和偶然作用應(yīng)根據(jù)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或具體情況確定。
直接承受吊車荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)考慮吊車荷載的動力系數(shù)。預(yù)制構(gòu)件制作、運輸及安裝時應(yīng)考慮相應(yīng)的動力系數(shù)。對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),必要時應(yīng)考慮施工階段的荷載。
5.安全等級和設(shè)計使用年限
混凝土結(jié)構(gòu)的安全等級和設(shè)計使用年限應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50153的規(guī)定。
混凝土結(jié)構(gòu)中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級,宜與整個結(jié)構(gòu)的安全等級相同。對其中部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級,可根據(jù)其重要程度適當(dāng)調(diào)整。對于結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位,宜適當(dāng)提高其安全等級。
6.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮施工技術(shù)水平以及實際工程條件的可行性。有特殊要求的混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)提出相應(yīng)的施工要求。
7.設(shè)計應(yīng)明確結(jié)構(gòu)的用途,在設(shè)計使用年限內(nèi)未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計許可,不得改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。
2.1.2 結(jié)構(gòu)方案
1.混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案要求
混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案應(yīng)符合下列要求:
(1)選用合理的結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件形式和布置。
(2)結(jié)構(gòu)的平、立面布置宜規(guī)則,各部分的質(zhì)量和剛度宜均勻、連續(xù)。
(3)結(jié)構(gòu)傳力途徑應(yīng)簡捷、明確,豎向構(gòu)件宜連續(xù)貫通、對齊。
(4)宜采用超靜定結(jié)構(gòu),重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位應(yīng)增加冗余約束或有多條傳力途徑。
(5)宜采取減小偶然作用影響的措施。
2.結(jié)構(gòu)縫設(shè)計要求
混凝土結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)縫的設(shè)計應(yīng)符合下列要求:
(1)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點及建筑尺度、形狀、使用功能要求,合理確定結(jié)構(gòu)縫的位置和構(gòu)造形式。
(2)宜控制結(jié)構(gòu)縫的數(shù)量,并應(yīng)采取有效措施減少設(shè)縫對使用功能的不利影響。
(3)可根據(jù)需要設(shè)置施工階段的臨時性結(jié)構(gòu)縫。
3.結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接
結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接應(yīng)符合下列要求:
(1)連接部位的承載力應(yīng)保證被連接構(gòu)件之間的傳力性能。
(2)當(dāng)混凝土構(gòu)件與其他材料構(gòu)件連接時,應(yīng)采取可靠的措施。
(3)應(yīng)考慮構(gòu)件變形對連接節(jié)點及相鄰結(jié)構(gòu)或構(gòu)件造成的影響。
4.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合節(jié)省材料、方便施工、降低能耗與保護(hù)環(huán)境的要求。
2.1.3 承載能力極限狀態(tài)計算
1.混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)計算應(yīng)包括下列內(nèi)容:
(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承載力(包括失穩(wěn))計算。
(2)直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞驗算。
(3)有抗震設(shè)防要求時,應(yīng)進(jìn)行抗震承載力計算。
(4)必要時尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移、漂浮驗算。
(5)對于可能遭受偶然作用,且倒塌可能引起嚴(yán)重后果的重要結(jié)構(gòu),宜進(jìn)行防連續(xù)倒塌設(shè)計。
2.對持久設(shè)計狀況、暫短設(shè)計狀況和地震設(shè)計狀況,當(dāng)用內(nèi)力的形式表達(dá)時,結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用下列承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式:
γ0S≤R (2.1-1)
R=R(fc,fs,ak,…)/γRd (2.1-2)
式中 γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):在持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況下,對安全等級為一級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.1,對安全等級為二級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.0,對安全等級為三級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于0.9;對地震設(shè)計狀況下應(yīng)取1.0;
S——承載能力極限狀態(tài)下作用組合的效應(yīng)設(shè)計值:對持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況應(yīng)按作用的基本組合計算,對地震設(shè)計狀況應(yīng)按作用的地震組合計算;
R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力設(shè)計值;
R(·)——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力函數(shù);
γRd——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力模型不定性系數(shù):靜力設(shè)計取1.0,對不確定性較大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)具體情況取大于1.0的數(shù)值;抗震設(shè)計應(yīng)用承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE代替γRd;
fc、fs——混凝土、鋼筋的強度設(shè)計值;
ak——幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)幾何參數(shù)的變異性對結(jié)構(gòu)性能有明顯的不利影響時,應(yīng)增減一個附加值。
式(2.1-1)中的γ0S為內(nèi)力值時,用N、M、V、T等表達(dá)。
3.采用應(yīng)力設(shè)計時的計算
對二維、三維混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,當(dāng)按彈性或彈塑性方法分析并以應(yīng)力形式表達(dá)時,可將混凝土應(yīng)力按區(qū)域等代成內(nèi)力設(shè)計值,根據(jù)式(2.1-1)和式(2.1-2)進(jìn)行計算;也可直接采用多軸強度準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計驗算。
4.偶然作用下承載力的計算
對偶然作用下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時,式(2.1-1)中的作用效應(yīng)設(shè)計值S按偶然組合計算,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0取不小于1.0的數(shù)值;當(dāng)計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力函數(shù)時,式(2.1-2)中混凝土、鋼筋的強度設(shè)計值fc、fs改用強度標(biāo)準(zhǔn)值fck、fyk(或fpyk)。
當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌驗算時,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力函數(shù)應(yīng)按2.1.6節(jié)的原則確定。
5.既有結(jié)構(gòu)承載力的計算
對既有結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計,應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行:
(1)對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全復(fù)核、改變用途或延長使用年限而需驗算承載能力極限狀態(tài)時,宜符合式(2.1-1)的要求。
(2)對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改建、擴建或加固改造而重新設(shè)計時,承載能力極限狀態(tài)的計算應(yīng)符合2.1.7節(jié)的規(guī)定。
2.1.4 正常使用極限狀態(tài)驗算
1.混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)其使用功能及外觀要求,按下列規(guī)定進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗算:
(1)對需要控制變形的構(gòu)件,應(yīng)進(jìn)行變形驗算。
(2)對不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,應(yīng)進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗算。
(3)對允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,應(yīng)進(jìn)行受力裂縫寬度驗算。
(4)對舒適度有要求的樓蓋結(jié)構(gòu),應(yīng)進(jìn)行豎向自振頻率驗算。
2.對于正常使用極限狀態(tài),鋼筋混凝土構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件應(yīng)分別按荷載的準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用的影響或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用的影響,采用下列極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行驗算:
S≤C (2.1-3)
式中 S——正常使用極限狀態(tài)荷載組合的效應(yīng)設(shè)計值;
C——結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形、應(yīng)力、裂縫寬度和自振頻率等的限值。
3.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的最大撓度應(yīng)按荷載的準(zhǔn)永久組合,預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的最大撓度應(yīng)按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合,并均應(yīng)考慮荷載長期作用的影響進(jìn)行計算,其計算值不應(yīng)超過表2.1-1規(guī)定的撓度限值。
表2.1-1 受彎構(gòu)件的撓度限值
注:1.表中l0為構(gòu)件的計算跨度:計算懸臂構(gòu)件的撓度限值時,其計算跨度l0按實際懸臂長度的2倍取用。
2.表中括號內(nèi)的數(shù)值適用于使用上對撓度有較高要求的構(gòu)件。
3.如果構(gòu)件制作時預(yù)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(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,尚可減去預(yù)加力所產(chǎn)生的反拱值。
4.構(gòu)件制作時的起拱值和預(yù)加力所產(chǎn)生的反拱值,不宜超過構(gòu)件在相應(yīng)荷載組合作用下的計算撓度值。
4.結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面的受力裂縫控制等級分為三級,等級劃分及要求應(yīng)符合下列規(guī)定:
一級——嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算時,構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。
二級——一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算時,構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強度的標(biāo)準(zhǔn)值。
三級——允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件:對鋼筋混凝土構(gòu)件,按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響計算時,構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過表2.1-2規(guī)定的最大裂縫寬度限值。對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用的影響計算時,構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過表2.1-2規(guī)定的最大裂縫寬度限值;對二a類環(huán)境的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,尚應(yīng)按荷載準(zhǔn)永久組合計算,且構(gòu)件受拉邊緣混凝土的拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。
表2.1-2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度的限值(mm)
注:1.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(gòu)件,其最大裂縫寬度限值可采用括號內(nèi)的數(shù)值。
2.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(yīng)取為0.20mm;對鋼筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為0.30mm。
3.在一類環(huán)境下,對預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、托架及雙向板體系,應(yīng)按二級裂縫控制等級進(jìn)行驗算;對一類環(huán)境下的預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁、托梁、單向板,按表中二a類環(huán)境的要求進(jìn)行驗算;在一類和二a類環(huán)境下的需作疲勞驗算的預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁,應(yīng)按裂縫控制等級不低于二級的構(gòu)件進(jìn)行驗算。
4.表中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級和最大裂縫寬度限值僅適用于正截面的驗算;預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的斜截面裂縫控制驗算應(yīng)符合第2.11節(jié)的要求。
5.對于煙囪、筒倉和處于液體壓力下的結(jié)構(gòu),其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。
6.對于處于四、五類環(huán)境下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。
7.表中的最大裂縫寬度限值為用于驗算荷載作用引起的最大裂縫寬度。
5.對混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)使用功能的要求進(jìn)行豎向自振頻率驗算,并宜符合下列要求:
(1)住宅和公寓不宜低于5Hz。
(2)辦公樓和旅館不宜低于4Hz。
(3)大跨度公共建筑不宜低于3Hz。
2.1.5 耐久性設(shè)計
1.混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)設(shè)計使用年限和環(huán)境類別進(jìn)行耐久性設(shè)計,耐久性設(shè)計包括下列內(nèi)容:
(1)確定結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別。
(2)提出對混凝土材料的耐久性基本要求。
(3)確定構(gòu)件中鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度。
(4)不同環(huán)境條件下的耐久性技術(shù)措施。
(5)提出結(jié)構(gòu)使用階段的檢測與維護(hù)要求。
對臨時性的混凝土結(jié)構(gòu),可不考慮混凝土的耐久性要求。
2.混凝土結(jié)構(gòu)暴露的環(huán)境類別應(yīng)按表2.1-3的要求劃分。
表2.1-3 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別
注:1.室內(nèi)潮濕環(huán)境是指構(gòu)件表面經(jīng)常處于結(jié)露或濕潤狀態(tài)的環(huán)境。
2.嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的劃分應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》GB 50176的有關(guān)規(guī)定。
3.海岸環(huán)境和海風(fēng)環(huán)境宜根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r,考慮主導(dǎo)風(fēng)向及結(jié)構(gòu)所處迎風(fēng)、背風(fēng)部位等因素的影響,由調(diào)查研究和工程經(jīng)驗確定。
4.受除冰鹽影響環(huán)境為受到除冰鹽鹽霧影響的環(huán)境;受除冰鹽作用環(huán)境指被除冰鹽溶液濺射的環(huán)境以及使用除冰鹽地區(qū)的洗車房、停車樓等建筑。
5.暴露的環(huán)境是指混凝土結(jié)構(gòu)表面所處的環(huán)境。
3.設(shè)計使用年限為50年的混凝土結(jié)構(gòu),其混凝土材料宜符合表2.1-4的規(guī)定。
表2.1-4 結(jié)構(gòu)混凝土材料的耐久性基本要求
注:1.氯離子含量系指其占膠凝材料總量的百分比。
2.預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土中的最大氯離子含量為0.06%;其最低混凝土強度等級宜按表中的規(guī)定提高兩個等級。
3.素混凝土構(gòu)件的水膠比及最低強度等級的要求可適當(dāng)放松。
4.有可靠工程經(jīng)驗時,二類環(huán)境中的最低混凝土強度等級可降低一個等級。
5.處于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)二b、三a類環(huán)境中的混凝土應(yīng)使用引氣劑,并可采用括號中的有關(guān)參數(shù)。
6.當(dāng)使用非堿活性骨料時,對混凝土中的堿含量可不作限制。
4.混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件尚應(yīng)采取下列耐久性技術(shù)措施:
(1)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)根據(jù)具體情況采取表面防護(hù)、孔道灌漿、加大混凝土保護(hù)層厚度等措施,外露的錨固端應(yīng)采取封錨和混凝土表面處理等有效措施。
(2)有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu),混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(3)嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)的潮濕環(huán)境中,結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)滿足抗凍要求,混凝土抗凍等級應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(4)處于二、三類環(huán)境中的懸臂構(gòu)件宜采用懸臂梁-板的結(jié)構(gòu)形式,或在其上表面增設(shè)防護(hù)層。
(5)處于二、三類環(huán)境中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其表面的預(yù)埋件、吊鉤、連接件等金屬部件應(yīng)采取可靠的防銹措施,對于后張預(yù)應(yīng)力混凝土外露金屬錨具,其防護(hù)要求見相應(yīng)規(guī)定。
(6)處于三類環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可采用阻銹劑、環(huán)氧樹脂涂層鋼筋或其他具有耐腐蝕性能的鋼筋、采取陰極保護(hù)措施或采用可更換的構(gòu)件等措施。
5.一類環(huán)境中,設(shè)計使用年限為100年的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最低強度等級為C30;預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的最低強度等級為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(dāng)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(hù)層厚度應(yīng)符合第2.12.2節(jié)的規(guī)定;當(dāng)采取有效的表面防護(hù)措施時,混凝土保護(hù)層厚度可適當(dāng)減小。
6.二、三類環(huán)境中,設(shè)計使用年限100年的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)采取專門的有效措施。
7.耐久性環(huán)境類別為四類和五類的混凝土結(jié)構(gòu),其耐久性要求應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
8.混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)尚應(yīng)遵守下列規(guī)定:
(1)建立定期檢測、維修制度。
(2)設(shè)計中可更換的混凝土構(gòu)件應(yīng)按規(guī)定更換。
(3)構(gòu)件表面的防護(hù)層,應(yīng)按規(guī)定維護(hù)或更換。
(4)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可見的耐久性缺陷時,應(yīng)及時進(jìn)行處理。
2.1.6 防連續(xù)倒塌設(shè)計原則
1.混凝土結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計宜符合下列要求:
(1)采取減小偶然作用效應(yīng)的措施。
(2)采取使重要構(gòu)件及關(guān)鍵傳力部位避免直接遭受偶然作用的措施。
(3)在結(jié)構(gòu)容易遭受偶然作用影響的區(qū)域增加冗余約束,布置備用的傳力途徑。
(4)增強疏散通道、避難空間等重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件及關(guān)鍵傳力部位的承載力和變形性能。
(5)配置貫通水平、豎向構(gòu)件的鋼筋,并與周邊構(gòu)件可靠地錨固。
(6)設(shè)置結(jié)構(gòu)縫,控制可能發(fā)生連續(xù)倒塌的范圍。
2.重要結(jié)構(gòu)的防連續(xù)倒塌設(shè)計可采用下列方法:
(1)局部加強法:提高可能遭受偶然作用而發(fā)生局部破壞的豎向重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位的安全儲備,也可直接考慮偶然作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(2)拉結(jié)構(gòu)件法:在結(jié)構(gòu)局部豎向構(gòu)件失效的條件下,可根據(jù)具體情況分別按梁-拉結(jié)模型、懸索-拉結(jié)模型和懸臂-拉結(jié)模型進(jìn)行承載力驗算,維持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性。
(3)拆除構(gòu)件法:按一定規(guī)則拆除結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件,驗算剩余結(jié)構(gòu)體系的極限承載力;也可采用倒塌全過程分析進(jìn)行設(shè)計。
3.當(dāng)進(jìn)行偶然作用下結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌的驗算時,作用宜考慮結(jié)構(gòu)相應(yīng)部位倒塌沖擊引起的動力系數(shù)。在抗力函數(shù)的計算中,混凝土強度取強度標(biāo)準(zhǔn)值fck;普通鋼筋強度取極限強度標(biāo)準(zhǔn)值fstk,預(yù)應(yīng)力筋強度取極限強度標(biāo)準(zhǔn)值fptk并考慮錨具的影響。宜考慮偶然作用下結(jié)構(gòu)倒塌對結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的影響。必要時尚應(yīng)考慮材料性能在動力作用下的強化和脆性,并取相應(yīng)的強度特征值。
2.1.7 既有結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
1.既有結(jié)構(gòu)延長使用年限、安全復(fù)核、改變用途、改建、擴建或加固修復(fù)等,應(yīng)對其進(jìn)行評定、驗算或重新設(shè)計。
2.對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性、適用性、耐久性及抗災(zāi)害能力進(jìn)行評定時,應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50153的原則要求,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)應(yīng)根據(jù)評定結(jié)果、使用要求和后續(xù)使用年限確定既有結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。
(2)對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全復(fù)核、改變用途或延長使用年限而進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的驗算時,宜符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。
(3)對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改建、擴建或加固改造而重新設(shè)計時,承載能力極限狀態(tài)的計算應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
(4)既有結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)驗算及構(gòu)造要求宜符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。
(5)必要時可對使用功能作相應(yīng)的調(diào)整,提出限制使用的要求。
3.既有結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)應(yīng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案,保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性。
(2)荷載可按現(xiàn)行荷載規(guī)范的規(guī)定確定,也可根據(jù)使用功能作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
(3)結(jié)構(gòu)既有部分混凝土、鋼筋的強度設(shè)計值應(yīng)根據(jù)強度的實測值確定;當(dāng)材料的性能符合原設(shè)計的要求時,可按原設(shè)計的規(guī)定取值。
(4)設(shè)計時應(yīng)考慮既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件實際的幾何尺寸、截面配筋、連接構(gòu)造和已有缺陷的影響;當(dāng)符合原設(shè)計的要求時,可按原設(shè)計的規(guī)定取值。
結(jié)構(gòu)后加部分的材料性能應(yīng)按第2.2節(jié)的規(guī)定確定。
(5)應(yīng)考慮既有結(jié)構(gòu)的承載歷史及施工狀態(tài)的影響;對二階段成形的疊合構(gòu)件,可按第2.13.6節(jié)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。
【例2.1-1】 當(dāng)進(jìn)行偶然作用下結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌的驗算時,在抗力函數(shù)的計算中普通鋼筋強度取值應(yīng)按( )確定。
(A)極限強度標(biāo)準(zhǔn)值 (B)屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值
(C)屈服強度設(shè)計值 (D)極限強度平均值
答案:(A)
解答:第2.1.6節(jié)3(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)第3.6.3條)規(guī)定“普通鋼筋強度取極限強度標(biāo)準(zhǔn)值?!?/p>
【例2.1-2】 下面關(guān)于重要結(jié)構(gòu)的防連續(xù)倒塌設(shè)計方法哪項是錯的( )
(A)局部加強法 (B)拉結(jié)構(gòu)件法
(C)拆除構(gòu)件法 (D)按材料設(shè)計強度的設(shè)計法
答案:(D)
解答:第2.1.6節(jié)2(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)第3.6.2條)規(guī)定:“重要結(jié)構(gòu)的防連續(xù)倒塌設(shè)計可采用局部加強法、拉結(jié)構(gòu)件法和拆除構(gòu)件法”。如進(jìn)行設(shè)計應(yīng)按材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值(混凝土)和極限強度標(biāo)準(zhǔn)值(普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋)。
【例2.1-3】 下列關(guān)于對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行評定時,應(yīng)符合的規(guī)定哪項是錯的( )
(A)既有結(jié)構(gòu)改變用途或延長使用年限時,承載能力極限狀態(tài)驗算宜符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定
(B)對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改建、擴建或加固改造而重新設(shè)計時,承載能力極限狀態(tài)的計算宜符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定
(C)既有結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)驗算和構(gòu)造要求宜符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定
(D)必要時可對使用功能作相應(yīng)的調(diào)整,提出限制使用的要求
答案:(B)
解答:第2.1.7條2(4)(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)第3.7.2條3)“對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改建、擴建或加固改造而重新設(shè)計時,承載能力極限狀態(tài)計算應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定?!弊⒁馐恰皯?yīng)”而不是“宜”。
【例2.1-4】 結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面的受力裂縫控制等級分為三級,下列規(guī)定哪項是錯的( )
(A)一級按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算
(B)二級按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算
(C)三級對鋼筋混凝土構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響計算
(D)三級,對二a類環(huán)境的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,尚應(yīng)按荷載準(zhǔn)永久組合計算,且構(gòu)件受拉邊緣混凝土的拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值
答案:(C)
解答:第2.1.4節(jié)3(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)第3.4.4條)“三級,對鋼筋混凝土構(gòu)件按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響計算?!?/p>