摘要：本文通過對新編的《混凝土結構設計規范》的學習，總結了以下一些心得。

　　關鍵詞： 2010版《混凝土結構設計規范》新規范

　　1 前言

　　混凝土結構一直是我們最常用的結構，因此每次新規范的出版對于我們設計人員來說都是一次沖擊，是技術上的沖擊，也是一次設計理念上的沖擊。學習規范有一個過程，本文記錄了本人剛接觸新規范，新規范給我所帶來的一些沖擊、感受和體會。

　　2 關于新《混凝土結構設計規范》2010年版

　　通過一段時間的學習，整體感覺這次《混凝土結構設計規范》2010年版體現了先進性，許多重要的概念得到了強化和進一步的具體實施，從各方面看來對我們設計人員的要求更高，設計成品需要達到的性能指標也越多了。以下介紹一下我的一些體會：

　　(1)新《混凝土結構設計規范》2010年版對取消HPB235，取而代之的是HPB300，相對HPB235提高大概20%，另外增加了HRB500的鋼筋，并對抗震構件的鋼筋提出了鋼筋延性的要求。鼓勵使用高強混凝土，高強鋼筋的指導性意圖充分的表現出來。一直以來我們的住宅設計都是采用C25+HRB335為主要的組合，看來隨著政策的導向的進一步深化，淘汰低強度的鋼筋，提高鋼筋的延性，我們現在C25+HRB335的主要組合有朝一日也會被另外的組合取代。因為一些細節的條文的改變，例混如凝土強度不大于C25時，表中保護層厚度數值應增加5mm，樓板受彎構件的受拉鋼筋采用HRB400、HRB500的鋼筋時，最小配筋率允許采用0.15和45ft/fy的較大值，所以由此可見，C30和HRB400的組合似乎更具有經濟性。而鋼筋型號HRB335、HRB400和HRB500為主打鋼筋。

　　(2)保護層的修改，按照規范的理解，保護層的厚度主要是滿足建筑耐久性的需要，在水空氣交替作用下，混凝土會碳化，鋼筋會氧化。而我們的建筑大部分構件均為室內環境，相對碼頭、橋梁的使用環境都要好，因此新規范只是針對環境惡劣的構件的保護層提高了要求，一般環境的還是維持不變。另外還把保護層厚度的計算方法改了，之前的計算方法是混凝土表面到受拉鋼筋外邊緣的距離，新規范的表述是混凝土表面到受力鋼筋外邊緣的距離，這樣對于梁來說就相差了一個箍筋的距離，其實改變不大。另外值得注意的是對混凝土強度為C25的構件的保護層提出更高的要求，雖然可能對配筋計算結果影響不大，但是規范的指引性非常明確，C25以上的混凝土更值得提倡。

　　(3)最小配筋率的修改，眾所周知，最小配筋率的設定是為了保證不出現“少筋”失效方式的概率。圖(2)摘錄自徐有鄰教授的“鋼筋混凝土構件縱向鋼筋最小配筋率的功能與取值———《混凝土結構設計規范》(GB50010—2002)修訂背景介紹”一文，為2002版混凝土規范的修改前后的比較。從圖中可以看到，比較各國的最小配筋率的取值水平，我們發現加拿大最高，美國、新西蘭其次，我們比德國稍低一些，這次2010版規范依然維持2002版規范按配筋特征值(45ft/fy)及絕對值(0.2%)雙控縱向鋼筋的最小配筋率，但由于主力鋼筋由335N/mm2提高到400N/mm2~500N/mm2，修改后我們與德國規范的水準應該是差不多的，整體來說，2010版規范的最小配筋率基本不變，只是在原基礎上完善，例如增加了對于截面厚度很大而內里相對較少的非主要受彎構件提出了少筋混凝土配筋的概念，在保證構件安全的條件下可以大大減少配筋量，具有明顯的經濟效益。

　　(4)裂縫計算的修改，按徐有鄰教授的說法，現行規范有兩個問題：第一，現在的規范中，鋼筋應力與裂縫成正比，鋼筋應力越大，裂縫寬度越大，裂縫的寬度與鋼筋的強度無關，這就限制了高強度鋼筋在正常使用極限狀態下的發揮，不利于高強鋼筋的推廣，而且裂縫和鋼筋應力的關系突破一定范圍后它就是非線性的。第二個問題是保護層厚度和限制裂縫寬度，本質上都是鋼筋混凝土結構的耐久性問題，按現行規范計算，保護層厚度越大本來是好事，但是保護層越厚，按裂縫控制的計算出來需要的鋼筋越多，當混凝土保護層厚度大于50，裂縫按0.2mm控制的話，鋼筋量比承載力極限狀態下的鋼筋量多了一倍。應該說，鋼筋表面處的裂縫和混凝土外表面處的裂縫是兩回事。因此2010版新規范對裂縫的計算進行了調整，目的是為了不讓裂縫控制的計算約束了高強鋼筋推廣，從這個方向去考慮，新規范采用荷載準永久組合代替之前的標注組合，一下把裂縫寬度減少了20%，因為裂縫是長期形成的，像住宅2KN/M2的活荷載不是一直都滿荷的，不可能每家每戶都2KN/M2，所以住宅的準永久組合值是0.5，書庫因為荷載比較穩定，所以是0.7。2010版新規范再通過修改規范公式中的αcr，再減少10%，一般混凝土總共大概減少了30%。用徐教授的說法，這樣就比較合適了。另外，據徐教授介紹，加密箍筋對控制裂縫有貢獻，但由于試驗的數據還沒進一步完善，所以還沒寫進新規范，但向這個方向的考慮是有的。估計會在下一版規范里體現吧。(αcr為反映裂縫間混凝土伸長對裂縫寬度影響的系數，此參數與鋼筋的強度有關)

　　3關于新《建筑抗震設計規范》及《高層民用建筑混凝土結構設計規程》2010年版

　　(1)強化了強剪弱彎，強柱弱梁的概念。具體通過以下措施進行：a)框架結構的柱地震組合的設計內力增大20%，b)四級抗震柱的抗震組合設計內力增大10%，c)增加了3級抗震墻的約束邊緣構件的要求，d)提高了框架結構的柱最小配筋率0.1%，e)梁所有箍筋公式中取消1.25的系數，f)考慮梁壓筋的貢獻，減少梁配筋10%~20%左右，g)考慮板對梁承載力的貢獻，減少10%左右，h)新的裂縫和撓度計算減少配筋10%左右,i)剪力墻和框架柱的軸壓比均下降。規范的導向是非常明顯的，我們的豎向構件是無一幸免的增大了配筋，梁的抗彎鋼筋將降低，抗剪鋼筋將增多。如果我們想達到一個比較好的經濟指標，采用高強鋼筋及高強混凝土是必須的，所以規范的指引性還是很強的。

　　(2)提高了板柱結構的適用性，對框架結構從適用高度到設計細部參數等各方面指標均從嚴要求，提高框架結構的安全性。由于板柱結構有很好的空間效果，在商場，倉庫、停車場都有很好的使用價值，舊規范對板柱結構的抗震要求比較高，所以使用的成本比較高，一定程度約束的它的使用，它也一直以來都沒有作為首選的結構選型。2010版新規范把板柱剪力墻結構的適用高度及抗震等級放寬幅度加大還增加了板柱節點抗震設計的相關規定，以后我們對商場，倉庫、停車場的設計可以多考慮板柱結構的結構形式。而框架結構在適用高度及抗震等級均從嚴，說明我們這么多種結構體系來說，框架結構按舊規范的設計成品的安全系數較低，從汶川地震的經驗來說，框架結構出的問題也較多，所以不光是適用高度及抗震等級，對于框架結構柱子的最小配筋率在2010版新規范里也被提高了。對于剪力墻結構，2010版新規范主要提高了三級抗震時的剪力墻和短肢剪力墻要求，其他條文的修改影響較小。

　　(3)增加了結構抗震性能設計及抗連續倒塌設計的原則規定，并補充完善了房屋舒適度設計規定。近幾年，結構抗震性能設計在我國“超限高層建筑結構”抗震設計中廣泛采用，已形成一種發展趨勢，正確使用性能設計方法有利于判斷高層建筑結構的抗震性能，有針對的加強結構的關鍵部位和薄弱部位，為發展安全、使用、經濟的結構方案提供了創造性的空間。因此我們2010版新規范，提出對房屋高度、規則性、結構類型、場地條件或抗震設防標準等有特殊要求的高層建筑混凝土結構提出采用性能設計的方法進行設計，而且提出對性能設計的具體要求。 通過彈性和彈塑性計算分析(靜力分析及時程分析)判斷計算結果的合理性，找出結構有可能出現的薄弱部位以及需要加強的關鍵部位，提出有針對性的抗震加強措施，以論證結構能滿足所選用的抗震性能目標的要求。

　　2010新規范提出了結構抗連續倒塌設計的概念，要求高層建筑結構應具有在偶然作用發生時適宜的抗連續倒塌能力。允許主要承重構件局部破壞，但其剩余部分具有在一段時間內不發生連續倒塌的可靠度。這樣的要求對于我們設計人員來說相當于多完成了一個建筑功能，從設計的靈活性來說是大打折扣了，首先周邊及邊跨框架的柱距不宜過大，因為要抵抗像911的那種沖擊的話，邊跨梁跨度越小，安全性越好，另外我們必須驗算逐個拆除結構周邊柱、底層內部柱以及轉換桁架腹桿等重要構件，采用彈性靜力分析方法分析剩余結構的內力和變形，當拆除結構不能滿足結構抗連續倒塌要求時，在該構件表面附加側向偶然荷載，驗算其承載力是否要求。

　　以前的規范在樓蓋舒適性方面沒有提出什么要求，現在2010版新規范對樓蓋結構應具有的剛度、質量及阻尼，其豎向振動舒適度應符合的要求做出了規定。可以感覺得到，我們的設計是先進了，我們設計人員的工作量也大了，每塊樓板除了需要驗算承載力極限狀態和正常使用極限狀態外，還要根據每塊樓板的剛度，自振周期，質量，阻尼，作用力的大小去驗算我們樓板的舒適性，應該說，我們的建筑物的用戶是幸福的。

　　5 結語

　　通過一段時間對2010版新規范的學習，有一個很強烈的感覺，我們的很多設計的資源需要更新，從設計總說明到平法說明，從大的體系計算軟件到小的構件計算軟件都需要更新。通用圖紙的更新和設計計算軟件的更新量很大，需要群策群力，適應這次規范的修改。總的來說，這次規范的修改給人一種煥然一新的感覺，從最基本的混凝土強度到一些細節的改變，新增的一些分析方法更加人性化，更關注了建筑物的舒適性，這些都體現了我們行業的先進性，而且這種進步是無止境的，還在不停步的發展。我們作為設計的第一線，希望能跟上這種腳步，也把這種先進性轉換成設計理念實施到新建的建筑物中，執行我們作為結構設計師的職責，回饋一個好的設計作品給社會。

　　參考文獻：[1] 白紹良1　徐有鄰2　傅劍平1，鋼筋混凝土構件縱向鋼筋最小配筋率的功能與取值—

　　——《混凝土結構設計規范》(GB50010—2002)修訂背景介紹