中华人民共和国国家标准混凝土结构设计规范GB 50010-2002 16
10.1.2 分析结果表明,四边支承板长短边长度比大于等于3.0时,板可按沿短边方向受力的单向板计算;此时,沿长边方向配置本规范第 10.1.8 条规定的分布钢筋已经足够。当长短边长度比在 2~3 之间时,板虽仍可按沿短边方向受力的单向板计算,但沿长边方向按分布钢筋配筋尚不足以承担该方向弯矩,应适度增大配筋量。当长短边长度比小于等于 2 时,应按双向板计算和配筋。
10.1.3 单向板和双向板可采用分离式配筋或弯起式配筋。分离式配筋因施工方便,已成为工程中主要采用的配筋方式。本条给出了分离式配筋的构造原则。
10.1.4 本条根据工程经验规定了在一般情况下板中受力钢筋的间距。
10.1.5 本条规定了支座处钢筋的锚固长度。条文强调了当连续板内温度、收缩应力较大时,宜适当加长板下部纵向钢筋伸入支座的长度。
10.1.6 本条根据工程经验规定了梁板交界处构造钢筋的配置方法。
10.1.7 本条规定了当现浇板周边支承在钢筋混凝土梁上、墙上或嵌固在承重砌体墙内时,板边构造钢筋的配置方法。当有截面较大的柱或墙的阳角突出到板内时,亦应沿突出在板内的柱周边和阳角墙边按同样规定设置板边构造钢筋,否则板可能沿柱边或阳角墙边开裂。本条目的是为了控制沿板周边或角部的负弯矩裂缝。
10.1.8 考虑到现浇板中存在温度、收缩应力,根据工程经验将分布钢筋与受力钢筋截面面积之比由原规范的10%提高到 15%,增加了分布钢筋截面面积不小于板截面面积 0.15%的规定,将分布钢筋的最大间距由 300mm 减为 250mm ,增加了分布钢筋直径不宜小于 6mm 的要求。同时提请设计者注意,对集中荷载较大的情况,应适当增加分布钢筋用量。
10.1.9 近年来,现浇板的裂缝问题比较严重。重要原因是混凝土收缩和温度变化在现浇楼板内引起的约束拉应力。设置温度收缩钢筋有助于减少这类裂缝。鉴于受力钢筋和分布钢筋也可以起到一定的抵抗温度、收缩应力的作用,故主要应在未配钢筋的部位或配筋数量不足的部位沿两个正交方向(特别是温度、收缩应力的主要作用方向)布置温度收缩钢筋。板中温度、收缩应力目前尚不易准确计算。本条根据工程经验给出了配置温度收缩钢筋的原则和最低数量规定。如有计算温度、收缩应力的可靠经验,计算结果亦可作为确定附加钢筋用量的参考。
本规范第 10.1.5 条、第 10.1.7 条、第 10.1.8 条和本条的规定所形成的板的综合构造措施,目的都是为了减少现浇混凝土板因温度、收缩而开裂的可能性。
10.1.10 国内外试验研究结果表明,在与板的冲切破坏面相交的部位配置弯起钢筋或箍筋,能提高板的抗冲切承载力。本条构造规定的目的是为了保证弯起钢筋和箍筋能充分发挥强度。
10.1.11 在混凝土厚板中沿厚度方向以一定间隔配置平行于板面的钢筋网片,不仅可减少大体积混凝土温度收缩的影响,而且有利于提高构件的抗剪承载力。
10.1.12 本次修订规范未列入有关焊接骨架和焊接网的规定。当使用焊接网时,应符合《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ/T 114 的有关规定。
10.2 梁
10.2.1 绑扎骨架梁的配筋构造规定基本同原规范,工程实践证明是有效的。
10.2.2 对混合结构房屋中支承在砖墙、砖柱混凝土垫块上的钢筋混凝土梁简支支座或预制钢筋混凝土梁的简支支座,给出了在支座处锚固长度的要求及在支座范围内配置箍筋的规定。
10.2.3 在连续梁和框架梁的跨内,支座负弯矩受拉钢筋在向跨内延伸时,可根据弯矩图在适当部位截断。当梁端作用剪力较大时,在支座负弯矩钢筋的延伸区段范围内将形成由负弯矩引起的垂直裂缝和斜裂缝,并可能在斜裂缝区前端沿该钢筋形成劈裂裂缝,使纵筋拉应力由于斜弯作用和粘结退化而增大,并使钢筋受拉范围相应向跨中扩展。国内外试验研究结果表明,为了使负弯矩钢筋的截断不影响它在各截面中发挥所需的抗弯能力,应通过两个条件控制负弯矩钢筋的截断点。第一个控制条件(即从不需要该批钢筋的截面伸出的长度)是使该批钢筋截断后,继续前伸的钢筋能保证过截断点的斜截面具有足够的受弯承载力;第二个控制条件(即从充分利用截面向前伸出的长度)是使负弯矩钢筋在梁顶部的特定锚固条件下具有必要的锚固长度。根据近期对分批截断负弯矩纵向钢筋情况下钢筋延伸区段受力状态的实测结果,对原规范规定作了局部调整。
当梁端作用剪力较小 (V≤ 0.7/ftbh0) 时,控制钢筋截断点位置的两个条件仍按原规范取用。
当梁端作用剪力较大 ( V>0.7/ftbh0) ,且负弯矩区相对长度不大时,原规范给出的第二控制条件可继续使用;第一控制条件在原规范从不需要该钢筋截面伸出长度不小于 20d 的基础上,增加了同时不小于h0的要求。
若负弯矩区相对长度较大,按以上二条件确定的截断点仍位于与支座最大负弯矩对应的负弯矩受拉区内时,延伸长度应进一步增大。增大后的延伸长度分别为从充分利用截面伸出的长度及从不需要该批钢筋的截面伸出的长度两者中的较大值。
10.2.4 试验表明,在作用剪力较大的悬臂梁内,因梁全长受负弯矩作用,临界斜裂缝的倾角明显偏小,因此不宜截断负弯矩钢筋。此时,负弯矩钢筋可以按弯矩图分批向下弯折,但必须有不少于两根钢筋伸至梁端,并向下弯折锚固。
10.2.5 受扭纵筋最小配筋率的规定是以纯扭构件受扭承载力计算公式 (7.6.4-1) 和剪扭条件下不需进行承载力计算而仅按构造配筋的控制条件为基础拟合给出的。本条还给出了受扭纵向钢筋沿截面周边的布置原则和在支座处的锚固要求。对箱形截面构件,偏安全地采用了与实心截面构件相同的构造要求。
10.2.6 本条根据工程经验给出了在按简支计算,但实际受有部分约束的梁端上部配置纵向钢筋的构造规定。
10.2.7~10.2.8 原规范中有关弯起钢筋弯起点或弯终点位置、角度、锚固长度等构造要求是有效的,故维持不变。
10.2.9 对按计算不需要配置箍筋的梁的构造配箍要求作出了规定。本条维持原规范的规定不变。
10.2.10 与本规范第 7.5 节对斜截面受剪承载力计算公式的调整(适度调高抗剪箍筋用量)相适应,梁中受剪箍筋的最小配筋率亦较原规范适度增大。
10.2.11 本条规定了梁中箍筋直径的要求。
10.2.12 与本规范第 10.2.10 条对受剪箍筋最小配筋率的适度提高相呼应,剪扭箍筋的最小配筋率也适度调高。对箱形截面构件,偏安全地采用了与实心截面构件相同的构造要求。
10.2.13 当集中荷载在梁高范围内或梁下部传人时,为防止集中荷载影响区下部混凝土拉脱并弥补间接加载导致的梁斜截面受剪承载力的降低,应在集中荷载影响区s范围内加设附加横向钢筋。在设计中,不允许用布置在集中荷载影响区内的受剪箍筋代替附加横向钢筋。此外,当传入集中力的次梁宽度 b 过大时,宜适当减小由 3b+2h1 所确定的附加横向钢筋布置宽度。当次梁与主梁高度差h1过小时,宜适当增大附加横向钢筋的布置宽度。当主梁、次梁均承担有由上部墙、柱传来的竖向荷载时,附加横向钢筋宜在本条规定的基础上适当增大。
当梁下部作用有均布荷载时,可参照本规范第 10.7.12 条确定深梁悬吊钢筋的方法确定附加悬吊钢筋的数量。
当有两个沿梁长度方向相互距离较小的集中荷载作用于梁高范围内时,可能形成一个总的拉脱效应和一个总的拉脱破坏面。偏安全的做法是,在不减少两个集中荷载之间应配附加钢筋数量的同时,分别适当增大两个集中荷载作用点以外的附加横向钢筋数量。
本次修订还对原规范规定作了以下补充:
1 当采用弯起钢筋作附加钢筋时,明确规定公式中的 Asv应为左右弯起段截面面积之和。
2 弯起式附加钢筋的弯起段应伸至梁上边缘,且其尾部应按本规范第 10.2.7 条的规定设置水平锚固段。
10.2.14 对受拉区有内折角的梁的构造规定作了局部调整,将原规范"未伸入受压区的纵向受拉钢筋"改为"未在受压区锚固的纵向受拉钢筋"。这里所指的"在受压区锚固"应是根据钢筋在受压区的锚固方式 ( 直线锚固或带弯折锚固 ) 分别按本规范第9.3.1 条或 10.4.1 条确定其锚固长度。受压区高度则可取为按计算确定的实际受压区高度。
10.2.15 对梁架立筋的直径作出了规定,这是由工程经验确定的,与原规范相同。
10.2.16 当梁的截面尺寸较大时,有可能在梁侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂缝。为此,应在梁两侧沿梁长度方向布置纵向构造钢筋。此次修订规范针对工程中使用大截面尺寸现浇混凝土梁日益增多的情况,根据工程经验对纵向构造钢筋的最大间距和最小配筋率给出了较原规范更为严格的规定。纵向构造钢筋的最小配筋率按扣除了受压及受拉翼缘的梁腹板截面面积确定。
10.2.17 本条对薄腹梁及需作疲劳验算的梁规定了加强下部纵向钢筋的构造措施,与原规范相同。
10.3 柱
10.3.1 本条增加了圆柱纵向钢筋最低根数和圆柱纵向钢筋宜沿截面周边均匀布置的规定。
10.3.2 当柱全部纵向钢筋的配筋率大于 3%时,箍筋建议采用与抗震柱中箍筋末端相同的做法 (135°弯钩,弯钩末端平直段长度不小于1Od) 或采用焊接封闭环式箍筋;但对焊接封闭环式箍筋,应避免在施工现场焊接而伤及受力钢筋,宜采用闪光接触对焊等可靠的焊接方法,以确保焊接质量。
10.3.3 当采用螺旋箍时,考虑其间接作用,对相应的构造措施作出了规定。具体规定同原规范。
10.3.4 增大了 I 形截面柱翼缘和腹板的最小厚度。当腹板开孔时,对孔边附加钢筋最小截面面积作了规定。
10.3.5 对腹板开孔的 I 型截面柱根据开孔大小给出了不同的设计计算原则,与原规范相同。
10.4 梁柱节点
10.4.1 在框架中间层端节点处,根据柱截面高度和钢筋直径,梁上部纵向钢筋可采用直线锚固或端部带 90°弯折段的锚固方式。当柱截面不足以设置直线锚固段,而采用带 90°弯折段的锚固方式时,强调梁筋应伸到柱对边再向下弯折。试验研究表明,这种锚固端的锚固能力由水平段的粘结能力和弯弧与垂直段的弯折锚固作用所组成。在承受静力荷载为主的情况下,水平段的粘结能力起主导作用。国内外试验结果表明,当水平段投影长度不小于 0.4ιa,垂直段投影长度为 15d 时,已能可靠保证梁筋的锚固强度和刚度,故取消了要满足总锚长不小于受拉锚固长度的要求。
原规范的 1992 年局部修订内容中,曾允许当在 90°弯弧内侧设置横向短钢筋时,可将水平投影长度减小 15%。但近期试验表明,该横向短钢筋在弯弧段钢筋未明显变形的一般受力情况下并不起作用,故本规范不再采用这种在 90°弯弧内侧设置横向短钢筋以减小水平锚固段长度的做法。
框架中间层端节点有悬臂梁外伸,且悬臂顶面与框架梁顶面处在同一标高时,可将需要用作悬臂梁负弯矩钢筋使用的部分框架梁钢筋直接伸入悬臂梁,其余框架梁钢筋仍按 10.4.1 条的规定锚固在端节点内。当在其他标高处有悬臂梁或短悬臂 ( 牛腿 ) 自框架柱伸出时,悬臂梁或短悬臂 ( 牛腿 ) 的负弯矩钢筋亦应按框架梁上部钢筋在中间层端节点处的锚固规定锚人框架柱内,即水平段投影长度不小于 0.4ιa,弯后竖直段投影长度取15d 。
0.4.2 中间层中间节点和中间层端节点处的下部梁筋,以及顶层中间节点和顶层端节点处的下部梁筋,其在相应节点中的锚固要求仍基本沿用原规范有关梁纵向钢筋在不同受力情况下的规定。当梁下部钢筋根数较多,且分别从两侧锚人中间节点时,将造成节点下部钢筋拥挤,故增加了中间节点下部梁筋贯穿节点,并在节点以外梁弯矩较小处搭接的做法。当中间层中间节点左、右跨梁的上表面不在同一标高时,左、右跨梁的上部钢筋可分别按第 10.4.1 条的规定锚固在节点内。
中间层中间节点左、右梁端上部钢筋用量相差较大时,除左、右数量相同的部分贯穿节点外,多余的梁筋亦可按第10.4.1 条的规定锚固在节点内。
10.4.3 伸入顶层中间节点的全部柱筋及伸人顶层端节点的内侧柱筋应可靠锚固在节点内。同时强调柱筋应伸至柱顶。当顶层节点高度不足以容下柱筋直线锚固长度时,柱筋可在柱顶向节点内弯折,或在有现浇板时向节点外弯折。当充分利用柱筋的受拉强度时,试验表明,其锚固条件不如水平钢筋,因此弯折前柱筋锚固段的竖向投影长度不应小于 0.5ιa,弯折后的水平投影长度不宜小于 12d ,以保证可靠受力。
10.4.4 在承受以静力荷载为主的框架中,顶层端节点处的梁、柱端均主要受负弯矩作用,相当于一段 90°的折梁。当梁上部钢筋和柱外侧钢筋数量匹配时,可将柱外侧处于梁截面宽度内的纵向钢筋直接弯入梁上部,作梁负弯矩钢筋使用。亦可使梁上部钢筋与柱外侧钢筋在顶层端节点附近搭接。规范推荐了两种搭接方案。其中设在节点外侧和梁端顶面的带 90°弯折搭接做法(规范图 10.4.4a)适用于梁上部钢筋和柱外侧钢筋数量不致过多的民用或公共建筑框架,其优点是梁上部钢筋不伸入柱内,有利于在梁底标高设置柱混凝土施工缝。但当梁上部和柱外侧钢筋数量过多时,该方案将造成节点顶部钢筋拥挤,不利于自上而下浇注混凝土。此时,宜改用梁、柱筋直线搭接,接头位于柱顶部外侧的搭接做法(规范图 10.4.b)。
在顶层端节点处不允许采用将柱筋伸至柱顶,将梁上部钢筋按本规范第 10.4.1 条的规定锚人节点的做法,因这种做法无法保证梁、柱筋在节点区的搭接传力,使梁、柱端无法发挥出所需的正截面受弯承载力。
10.4.5 试验表明,当梁上部和柱外侧钢筋配筋率过高时,将引起顶层端节点核心区混凝土的斜压破坏,故应通过本条规定对相应的配筋率作出限制。
试验表明,当梁上部钢筋和柱外侧钢筋在顶层端节点外上角的弯弧半径过小时,弯弧下的混凝土可能发生局部受压破坏,故对钢筋的弯弧半径最小值做了相应规定。
10.4.6 非抗震框架梁柱节点配置水平箍筋的构造规定是根据我国工程经验并参考国外有关规范给出的。当节点四边有梁时,由于除四角以外的节点周边柱纵向钢筋不存在过早压屈的危险,故可不设复合箍筋。
10.5 墙
10.5.1 本条规定截面长度大于其厚度 4 倍的构件方按"墙"进行截面设计和考虑配筋构造;否则应按柱进行截面设计和考虑配筋构造。本条规定是根据工程经验并参照国外有关规范给出的。
10.5.2~10.5.7 原规范的这部分规定,其中包括剪力墙最小厚度、剪力墙截面设计规定和剪力墙洞口连梁的截面设计规定都是参照《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》 JGJ 3-79 根据试验结果作出的规定,并吸取国内设计经验制订的,本次修订未作变动。因仍缺乏足够的跨高比不大于 2.5 的洞口连梁的试验研究结果,其受剪承载力计算公式、受剪截面限制条件及配筋构造等均只能继续空缺,在注中作了说明。
10.5.8 本条规定了墙两端纵向钢筋及沿该纵向钢筋设置拉筋的构造要求,还给出了洞口上、下纵向钢筋的最低配置数量和锚固要求。