GB_50010-2010(2015版)_混凝土结构设计规范.pdf

e 中华人民共和国国家标准 UDC GB 50010 - 2010 混凝土结构设计规范 p Code for design of concrete structures 2015年版） 飞－ ew＠筒嚼，“毛主 w民俨ZFHJphyj 缸， F －vh－KI－－－－zhv 实施2011-07 -01 发布2010-08-18 联合发布 中华人民共和国住房和城乡建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准 混凝土结构设计规范 Code for design of concrete structures GB 50010 - 2010 2015年版） 主编部门中华人民共和国住房和城乡建设部 批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期20 1 1 年7 月1 日 中国建筑工业出版社 2015北京 中华人民共和国住房和城乡建设部 公告 第919号 住房城乡建设部关于发布国家标准 混凝土结构设计规范局部修订的公告 现批准棍凝土结构设计规范GB50010 2010局部修订的 条文，自发布之日起实施。经此次修改的原条文同时废止。 局部修订的条文及具体内容，将刊登在我部有关网站和近期 出版的工程建设标准化刊物上。 中华人民共和国住房和城乡建设部 2015年9月22日 3 修订说明 本次局部修订系根据住房和城乡建设部关于同意国家标准 〈混凝土结构设计规范）GB 50010 -2010局部修订的函（建标标 函［2013]29号）要求，由中国建筑科学研究院会同有关单位对 混凝土结构设计规范GB50010 -2010局部修订而成。 本次修订对混凝土结构用钢筋的品种和规格进行了调整。修 订过程中广泛征求了各方面的意见，对具体修订内容进行了反复 的讨论和修改，与相关标准进行协调，最后经审查定稿。 此次局部修订，共涉及9个条文的修改，分别为第4.2. 1 条、第4.2. 2条、第4.2. 3条、第4.2.4条、第4.2. 5条、第 9. 3. 2条、第9.7. 6条、第11.7. 11条和第G.0.12条。 本规范条文下划线部分为修改的内容；用黑体字表示的条文 为强制性条文，必须严格执行。 4 本次局部修订的主编单位中国建筑科学研究院 本次局部修订的参编单位重庆大学 郑州大学 北京市建筑设计研究院 华东建筑设计研究院有限公司 南京市建筑设计研究院有限公司 中国建筑西南设计研究院 本规范主要起草人员赵基达徐有邻黄小坤 朱爱萍王晓锋傅剑平 刘立新柯长华张凤新 左江吴小宾刘刚 本规范主要审查人员徐建任庆英委宇 白生翔钱稼茹李霆 王丽敏耿树江张同亿 中华人民共和国住房和城乡建设部 公 E七 lI 第743号 关于发布国家标准 混凝土结构设计规范的公告 现批准混凝土结构设计规范为国家标准，编号为 GB 50010 2010，自2011年7月1日起实施。其中，第3.l. 7、 3. 3.2、4.l. 3、4.l. 4、4.2. 2、4.2. 3、8.5. 1、10.l. 1、 11. l. 3、11.2. 3、11.3. 1、11.3. 6、11.4. 12、11.7. 14条为强 制性条文，必须严格执行。原泪凝土结构设计规范GB50010 2002同时废止。 本规范由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版 发行。 中华人民共和国住房和城乡建设部 2010年8月18日 5 前言 根据原建设部关于印发（2006年工程建设标准规范制订、 修订计划（第一批）〉的通知（建标［2006]77号文）要求， 本规范由中国建筑科学研究院会同有关单位经调查研究，认真总 结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求 意见的基础上修订完成。 本规范的主要内容是总则、术语和符号、基本设计规定、 材料、结构分析、承载能力极限状态计算、正常使用极限状态验 算、构造规定、结构构件的基本规定、预应力混凝土结构构件、 混凝土结构构件抗震设计以及有关的附录。 本规范修订的主要技术内容是1.补充了结构方案、结构 防连续倒塌、既有结构设计和无粘结预应力设计的原则规定；2. 修改了正常使用极限状态验算的有关规定；3.增加了500MPa 级带肋钢筋，以300MPa级光圆钢筋取代了235MPa级钢筋；4. 补充了复合受力构件设计的相关规定，修改了受剪、受冲切承载 力计算公式；5.调整了钢筋的保护层厚度、钢筋锚固长度和纵 向受力钢筋最小配筋率的有关规定；6.补充、修改了柱双向受 剪、连梁和剪力墙边缘构件的抗震设计相关规定；7.补充、修 改了预应力混凝土构件及板柱节点抗震设计的相关要求。 本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格 执行。 本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解 释，由中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。执行本规 范过程中如有意见或建议，请寄送中国建筑科学研究院国家标准 混凝土结构设计规范管理组（地址北京市北三环东路30 号，邮编100013）。 6 本规范主编单位中国建筑科学研究院 本规范参编单位清华大学 同济大学 重庆大学 天津大学 东南大学 郑州大学 大连理工大学 哈尔滨工业大学 浙江大学 湖南大学 西安建筑科技大学 河海大学 国家建筑工程质量监督检验中心 中国建筑设计研究院 北京市建筑设计研究院 华东建筑设计研究院有限公司 中国建筑西南设计研究院 南京市建筑设计研究院有限公司 中国航空工业规划设计研究院 国家建筑钢材质量监督检验中心 中建国际建设公司 北京榆构有限公司 本规范主要起草人员赵基达徐有邻黄小坤陶学康 李云贵李东彬叶列平李杰 傅剑平王铁成刘立新邱洪兴 邸小坛王晓锋朱爱萍宋玉普 郑文忠金伟良梁兴文易伟建 吴胜兴范重柯长华张风新 左江贾沽吴小宾朱建国 蒋勤俭邓明胜刘刚 本规范主要审查人员吴学敏徐永基白生翔｜李明顺｜ 汪大绥程雄主雪康谷贻莫庸 王振华胡家顺孙慧中陈国义 耿树江赵君黎刘琼祥委宇 章一萍李霆吴一红 8 目次 1 总则........ 2 术语和符号......................................................2 2. 1 术语...............................................................2 2. 2 符号........4 3 基本设计规定7 3. 1 一般规定..................7 3. 2 结构方案.................8 3. 3 承载能力极限状态计算.........9 3.4 正常使用极限状态验算........................10 3. 5 耐久性设计..................13 3. 6 防连续倒塌设计原则........16 3. 7 既有结构设计原则..................17 4 材料四 4. 1 混凝土..........................................19 4. 2 钢筋................................21 5 结构分析m 5. 1 基本原则.......................................... 28 5. 2 分析模型........................... 29 5. 3 弹性分析................... 30 5.4 塑性内力重分布分析..................31 5. 5 弹塑性分析..........................................32 5. 6 塑性极限分析..........................33 5. 7 间接作用分析...................................................33 6 承载能力极限状态计算.............................................34 6. 1 →般规定.................................... 34 9 6.2 正截面承载力计算.............................................34 6.3 斜截面承载力计算...................................54 6.4 扭曲截面承载力计算.......................................64 6.5 受冲切承载力计算.............................................73 6.6 局部受压承载力计算.............................................77 6. 7疲劳验算............................................. 80 7 正常使用极限状态验算.......................................88 7. 1 裂缝控制验算.............................................88 7. 2 受弯构件挠度验算...................................97 8 构造规定101 8. 1 伸缩缝...................................................101 8.2 温凝土保护层.............................................102 8. 3 钢筋的锚固...................................................103 8.4钢筋的连接...................................................106 8. 5 纵向受力钢筋的最小配筋率.................................109 9 结构构件的基本规定.......................................111 9. 1板...................................................111 9. 2梁...................................................115 9. 3 柱、梁柱节点及牛腿.......................................123 9.4墙...............................................................131 9. 5 叠合构件.............................................133 9. 6装配式结构..........................................135 9. 7 预埋件及连接件....................................... 137 10 预应力混凝土结构构件..............................141 10. 1 一般规定.......................................... 141 10.2 预应力损失值计算..........................................150 10.3 预应力提凝土构造规定................................. 155 11 混凝土结构构件抗震设计.......................................162 11. 1 一般规定............................................. 162 11. 2材料................................................166 10 11. 3 框架梁................................................... 167 11. 4 框架柱及框支柱.............................................170 11. 5 饺接排架柱...................................................179 11. 6 框架梁柱节点..........................................181 11. 7 剪力墙及连梁.............................................186 11. 8 预应力泪凝土结构构件........................... 198 11. 9 板柱节点.......................................... 200 附录A钢筋的公称直径、公称截面面积及理论重量...... 202 附录B近似计算偏压构件侧移二阶效应的增大系数法......204 附录C钢筋、混凝土本构关系与混凝土多轴强度准则......207 附录D素棍凝土结构构件设计..............................221 附录E任意截面、圆形及环形构件正截面承载力计算226 附录F板柱节点计算用等效集中反力设计值...............232 附录G深受弯构件.........................................237 附录H元支撑叠合梁板.................................244 附录J后张曲线预应力筋由锚具变形和预应力筋内缩 引起的预应力损失....................................251 附录K与时间相关的预应力损失...........................257 本规范用词说明......................................................260 引用标准名录......................................................261 附条文说明......................................................263 11 Contents 1 General Provisions 1 2 Terms and Symbols .................. 2 2. 1 Terms 2 2. 2 Symbols 4 3 General Requirements .................. 7 3. 1 General 7 3. 2 Structural Scheme8 3. 3 Ultimate Limit States9 3. 4 Serviceability Limit States10 3. 5 Durability Requirements.. 13 3. 6 Principles for Design of Preventing Progressive Collapse 16 3. 7 Principles for Design of Existing Structures17 4 Materials.................. 19 4. 1 Concrete19 4. 2 Steel Reinforcement21 5 Structural Analysis .......... 28 5. 1 General 28 5. 2 Analysis Model 29 5. 3 Elastic Analysis30 5. 4 Analysis o丑PlasticRe-distributio日ofInternal Forces31 5. 5 Elastic Plastic Analysis32 5. 6 Plastic Limit Analysis33 5 7 Indirect Action Effect Analysis 33 6 Ultimate Limit States Design 34 6. 1 General34 12 6. 2 Calculation of Flexual and Axial Capacity 34 6. 3 Calculation of Shear Capacity 54 6. 4 Calculation of Torsional Capacity ...... 64 6. 5 Calculation of Punching Shear Capacity 73 6. 6 Calculation of Local Compression Capacity ... 77 6. 7 Checking of Fatigue 80 7 Checking of Serviceability Limit States ......... 88 7. 1 Checking of Cracks 88 7. 2 Checking of Deflection of Flexural Members 97 8 Detailing Requirements ......................... 101 8. 1 Expansion Joint ...... 101 8. 2 Concrete Cover 102 8. 3 Anchorage of Steel Reinforcement 103 8. 4 Splices of Reinforcement 106 8. 5 Minimum Ratio of Reinforcement for Flexual and Axial Loading Members...... 109 9 Fundamental Requirements for Structural Members 111 9. 1 Slabs 111 9. 2 Beams 115 9. 3 Columns, Joints and Brackets 123 9. 4 Walls 131 9. 5 Composite Members 133 9. 6 Precast Concrete Structures 135 9. 7 Embeded Parts and Connecting Pieces137 10 Pres tressed Concrete Structural Members . 141 10. 1 General 141 10. 2 Loss of Prestress 150 10. 3 Detailing of Prestr臼sedConcrete Members 155 11 Seismic Design of Reinforced Concrete Structural Members .......... 162 13 11. 1 General 162 11. 2 Materials166 11. 3 Frame Beams . 167 11. 4 Frame Columns and Columns Supporting Structural Transfer Member 170 11. 5 Column of Hinged Bent179 11. 6 Jomts of Frame181 11. 7 Shear Walls and cuplmg Beams 186 11. 8 Prestressed Concrete Structural Members198 11. 9 Slab-Column Joints200 Appendix A Nominal Diameter, Sectional Areas and Theoretical Weight of Steel Reinforcement......... 202 Appendix B Approximate Coefficient for Second Order Effect of Sway Structure 204 Appendix C Constitutive Relations for Steel Reinforc巳ment and Concrete and the Rule of Multi axial Strength for Concrete ......... 207 Appendix D Design of Plain Concrete Structural Members . 221 Appendix E Calculation for Flexual and Axial Capacity of Circular, Annular and Arbitrary Cross Sections ......... 226 Appendix F Design Value of Equivalent Concentrated Reaction Used for Calculation of Slab Column Joints......... 232 Appendix G Deep Flexural Members 237 Appendix H Composite Beam and Slab Without Shores.................. 244 Appendix J Loss of Prestress of Curved Post-tensioned- 14 Tendons Due to Anchorage Seating and Tendon Shortening . 251 Appendix K Time dependent Loss of Prestress ......... 257 Explanation of Wording in This Code..................... 260 List of Quoted Standards .................................261 Addition Explanation of Provisions.................. 263 15 1总则 1. 0.1 为了在棍凝土结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策， 做到安全、适用、经济，保证质量，制定本规范。 1. o. 2本规范适用于房屋和一般构筑物的钢筋混凝土、预应力 混凝土以及素混凝土结构的设计。本规范不适用于轻骨料混凝土 及特种混凝土结构的设计。 1. 0. 3 本规范依据现行国家标准工程结构可靠性设计统一标 准GB50153及建筑结构可靠度设计统一标准GB50068的 原则制定。本规范是对混凝土结构设计的基本要求。 1. o. 4混凝土结构的设计除应符合本规范外，尚应符合国家现 行有关标准的规定。 1 2 术语和符号 2.1术语 2.1.1 混凝土结构concrete structure 以混凝土为主制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土 结构和预应力混凝土结构等。 2.1. 2 素混凝土结构plain concrete structure 元筋或不配置受力钢筋的混凝土结构。 2.1. 3 普通钢筋steel bar 用于混凝土结构构件中的各种非预应力筋的总称。 2.1.4 预应力筋prestressing tendon and/ or bar 用于混凝土结构构件中施加预应力的钢丝、钢绞线和预应力 螺纹钢筋等的总称。 2.1. 5 钢筋混凝土结构reinforced concrete structure 配置受力普通钢筋的混凝土结构。 2.1. 6 预应力混凝土结构prestressed concrete structure 配置受力的预应力筋，通过张拉或其他方法建立预加应力的 混凝土结构。 2.1. 7 现浇混凝土结构cast-in-situ concrete structure 在现场原位支模并整体浇筑而成的混凝土结构。 2.1. 8 装配式混凝土结构precast concrete structure 由预制混凝土构件或部件装配、连接而成的混凝土结构。 2.1. 9装配整体式混凝土结构assembledmonolithic concrete structure 由预制混凝土构件或部件通过钢筋、连接件或施加预应力加 以连接，并在连接部位浇筑混凝土而形成整体受力的混凝土 结构。 2 2.1.10 叠合构件composite member 由预制混凝土构件（或既有混凝土结构构件）和后浇混凝土 组成，以两阶段成型的整体受力结构构件。 2. 1.11 深受弯构件deep flexural member 跨高比小于5的受弯构件。 2. 1. 12 深梁deep beam 跨高比小于2的简支单跨梁或跨高比小于2.5的多E牵连 续梁。 2. 1. 13 先张法预应力泪凝土结构pretensioned prestressed concrete structure 在台座上张拉预应力筋后浇筑了昆凝土，并通过放张预应力筋 由粘结传递而建立预应力的混凝士结构。 2. 1. 14后张法预应力混凝土结构post-tensioned prestressed concrete structure 浇筑混凝土并达到规定强度后，通过张拉预应力筋并在结构 上锚固而建立预应力的混凝土结构。 2. 1. 15元粘结预应力混凝土结构u日bondedprestressed con crete structure 配置与混凝土之间可保持相对滑动的无粘结预应力筋的后张 法预应力混凝土结构。 2. 1. 16 有粘结预应力昆凝土结构bonded prestressed concrete structure 通过灌浆或与1昆凝土直接接触使预应力筋与1昆凝土之间相互 粘结而建立预应力的混凝土结构。 2. 1. 17 结构缝struct盯aljoint 根据结构设计需求而采取的分割泪凝土结构间隔的总称。 2. 1. 18 混凝土保护层concrete cover 结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝 土，简称保护层。 2. 1. 19 锚固长度anchorage length 3 受力钢筋依靠其表面与混凝土的粘结作用或端部构造的挤压 作用而达到设计承受应力所需的长度。 2.1. 20 钢筋连接splice of reinforcement 通过绑扎搭接、机械连接、焊接等方法实现钢筋之间内力传 递的构造形式。 2.1.21 配筋率ratio of reinforcement 混凝土构件中配置的钢筋面积（或体积）与规定的泪凝土截 面面积（或体积）的比值。 2.1. 22剪跨比ratio of shear span to effective depth 截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值。 2.1. 23 横向钢筋transverse reinforcement 垂直于纵向受力钢筋的箍筋或间接钢筋。 2.2符 号 2.2.1 材料性能 Ee一一混凝土的弹性模量； Es 钢筋的弹性模量； C30一一立方体抗压强度标准值为30N/m旷的1昆凝土强 度等级； HRB500－强度级别为500MPa的普通热轧带肋钢筋； HRBF400一二强度级别为400MPa的细晶粒热轧带肋钢筋； RRB400 强度级别为400MPa的余热处理带肋钢筋； HPB300－强度级别为300MPa的热轧光圆钢筋； HRB400E－强度级别为400MPa旦有较高抗震性能的普通热 轧带肋钢筋； fck、Jc一混凝土轴心抗压强度标准值、设计值； f,k、f厂一混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值； fyk JP休普通钢筋、预应力筋屈服强度标准值； fstk、fptk一一普通钢筋、预应力筋极限强度标准值； f y、f 普通钢筋抗拉、抗压强度设计值； 4 儿、五y预应力筋抗拉、抗压强度设计值； f yv－一一横向钢筋的抗拉强度设计值； ;g，－钢筋最大力下的总伸长率，也称均匀伸长率。 2.2.2 作用和作用效应 N 轴向力设计值； Nk、Nq按荷载标准组合、准永久组合计算的轴向力值； Nuo一一构件的截面轴心受压或轴心受拉承载力设计值； N圳一→预应力构件昆凝土法向预应力等于零时的预 加力； M 弯矩设计值； Mk, Mq 按荷载标准组合、准永久组合计算的弯矩值； Mu一一构件的正截面受弯承载力设计值； M,r 受弯构件的正截面开裂弯矩值； T 扭矩设计值； v 剪力设计值； F1一－局部荷载设计值或集中反力设计值； σs、σp一－－正截面承载力计算中纵向钢筋、预应力筋的 应力； σ防预应力筋的有效预应力； 町、σ一一受拉区、受压区预应力筋在相应阶段的预应力损 失值； τ 混凝土的剪应力； Wmax 按荷载准永久组合或标准组合，并考虑长期作用 影响的计算最大裂缝宽度。 2.2.3 几何参数 b 矩形截面宽度，T形、I形截面的腹板宽度； L一一混凝土保护层厚度； d 钢筋的公称直径（简称直径）或圆形截面的 直径； h 截面高度； 5 ho－一截面有效高度； lab、la纵向受拉钢筋的基本锚固长度、锚固长度； lo 计算跨度或计算长度； s 沿构件轴线方向上横向钢筋的间距、螺旋筋的间 距或箍筋的间距； 工混凝土受压区高度； A-一一构件截面面积； As、A;受拉区、受压区纵向普通钢筋的截面面积； AP、A受拉区、受压区纵向预应力筋的截面面积； A1 混凝土局部受压面积； Acor 箍筋、螺旋筋或钢筋网所围的混凝土核心截面 面积； B 受弯构件的截面刚度； I 截面惯性矩； w 截面受拉边缘的弹性抵抗矩； wt 截面受扭塑性抵抗矩。 2.2.4 计算系数及其他 6 αE 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值； γ一一混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数； A 计算截面的剪跨比，即M/CVho; F一一一纵向受力钢筋的配筋率； ρv 间接钢筋或箍筋的体积配筋率； 户一一表示钢筋直径的符号，20表示直径为20mm的 钢筋。 3 基本设计规定 3.1一般规定 3.1. 1 混凝土结构设计应包括下列内容 1 结构方案设计，包括结构选型、构件布置及传力途径； 2 作用及作用效应分析； 3 结构的极限状态设计； 4 结构及构件的构造、连接措施； 5 耐久d性及施工的要求； 6 满足特殊要求结构的专门性能设计。 3.1. 2本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以 可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进 行设计。 3.1. 3 混凝土结构的极限状态设计应包括 1 承载能力极限状态结构或结构构件达到最大承载力、 出现疲劳破坏、发生不适于继续承载的变形或因结构局部破坏而 引发的连续倒塌； 2 正常使用极限状态结构或结构构件达到正常使用的某 项规定限值或耐久性能的某种规定状态。 3.1. 4结构上的直接作用（荷载）应根据现行国家标准建筑 结构荷载规范GB50009及相关标准确定；地震作用应根据现 行国家标准建筑抗震设计规范GB500ll确定。 间接作用和偶然作用应根据有关的标准或具体情况确定。 直接承受吊车荷载的结构构件应考虑吊车荷载的动力系数。 预制构件制作、运输及安装时应考虑相应的动力系数。对现浇结 构，必要时应考虑施工阶段的荷载。 3.1. 5 混凝土结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家 7 标准工程结构可靠性设计统一标准GB50153的规定。 混凝土结构中各类结构构件的安全等级，宜与整