新老結(jié)構(gòu)規(guī)范技術(shù)規(guī)定變化及對結(jié)構(gòu)含鋼量的影響分析

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一、鋼筋砼規(guī)范(GB50010-2002)技術(shù)規(guī)定變化： 
    新規(guī)范全面提高了結(jié)構(gòu)安全儲備,包括材料、構(gòu)造及計算等結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)容的大幅度調(diào)整： 
    1、砼的材料分項系數(shù)由原規(guī)范的1.35提高至1.40，砼強度設(shè)計值降低4.0%;(砼規(guī)范4.1.4條) 
    2、結(jié)構(gòu)鋼材中應(yīng)用最為廣泛的二級鋼的強度設(shè)計值由原規(guī)范的310N/mm2降低至300N/mm2，下降幅度達3.30%;(砼規(guī)范4.2.3條) 
    3、受彎構(gòu)件計算中，取消原規(guī)范中的砼彎曲抗壓系數(shù)fcm，新規(guī)范以砼軸心受壓強度fc，砼抗彎承載力計算公式不變，因此，砼構(gòu)件計算抗彎承載力下降了14%(砼規(guī)范7.2.1條)； 
    4、最小配筋率的提高： 
    a）受拉縱筋，原規(guī)范小于等于C35砼構(gòu)件 最小配筋率為0.15%大于C35砼構(gòu)件 最小配筋率為0.20%；新規(guī)范最小配筋率為45ft/fy，且不小于0.20%；經(jīng)比較，小于等于C35砼構(gòu)件的受拉鋼筋最小配筋率提高了33%以上，大于C35砼構(gòu)件的受拉鋼筋最小配筋率對應(yīng)不同鋼筋提高程度不同：一級鋼提高了50%以上，二級鋼提高了30%以上，三級鋼提高了10%以上(砼規(guī)范9.5.1條)； 
    b）縱向受壓鋼筋，原規(guī)范中砼構(gòu)件全截面最小配筋率為0.40%,新規(guī)范中砼構(gòu)件全截面最小配筋率為0.60%，縱向受壓鋼筋全截面最小配筋率提高了50%(砼規(guī)范9.5.1條)； 
    c)受彎構(gòu)件箍筋的最小配箍率，新規(guī)范為0.24ft/fyv，老規(guī)范為0.02fc/fyv，最小配箍率提高了20%以上；(砼規(guī)范10.2.10條) 
    5、剪力墻、框架柱等偏心受壓構(gòu)件及梁等受彎構(gòu)件的抗剪承載力計算公式里，有關(guān)箍筋計算項的系數(shù)由原規(guī)范的1.5降至1.25，相應(yīng)的構(gòu)件箍筋計算量增加了20%;(砼規(guī)范7.5.4-2條) 
    二、荷載規(guī)范(GB50009-2001)技術(shù)規(guī)定變化： 
    使用荷載有了不同程度的提高： 
    1、住宅使用荷載由原規(guī)范1.50KN/m2提高至2.00 KN/m2,廚衛(wèi)使用荷載由原規(guī)范2.00KN/m2提高至2.50 KN/m2,門廳消防樓梯使用荷載由原規(guī)范1.50KN/m2提高至3.50 KN/m2等(荷載規(guī)范4.1.1條) 
    2、風荷載取值按50年一遇風壓來采用，較原規(guī)范30年一遇風壓值增大10%左右，對于超過60米以上高層建筑的基本風壓取100年一遇，增大了1.17倍；(荷載規(guī)范7.12條) (高層規(guī)范3.2.2條) 
    3、荷載組合中增加一種組合：有永久荷載控制組合，其恒荷載的系數(shù)為1.35,對于多層或不受風載控制的小高層結(jié)構(gòu)而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計可能會由此條荷載組合控制，因而，組合后荷載效應(yīng)會增大約1.10倍；(荷載規(guī)范3.2.2~3.2.5條) 
    三、抗震規(guī)范(GB50011-2001)及高層結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JGJ3-2002)技術(shù)規(guī)定變化：
    1、新的抗震規(guī)范及高規(guī)都強調(diào)概念設(shè)計，對建筑規(guī)則性要求嚴格，和老規(guī)范比較，增加了更多的剪力墻來滿足規(guī)范要求： 
    a）計算地震力時增加了5%的偶然偏心，加大了結(jié)構(gòu)地震作用 (高規(guī)3.3.3條) ； 
    b）對結(jié)構(gòu)地震作用產(chǎn)生的水平剪力有了最低限制，必須滿足最小剪重比，此條規(guī)定要求建筑結(jié)構(gòu)剪力墻肢數(shù)量有所增加或增大水平地震剪力 (抗震規(guī)范3.3.13條) ； 
    c）豎向剛度必須保證均勻性，上下剛度比有嚴格的規(guī)定，在滿足建筑下部大空間的功能前提下，需要增加更多的剪力墻來滿足規(guī)范要求或增大水平地震剪力(高規(guī)5.1.14條) ； 
    d）結(jié)構(gòu)抗扭要求提高，對剪力墻布置及墻肢的數(shù)量都有了較高的要求(高規(guī)4.3.5條)。 
    e）新規(guī)范對結(jié)構(gòu)薄弱層的地震剪力增大1.15(高規(guī)10.2.6條)，老規(guī)范無要求；新規(guī)范對不同抗震等級的框支層的計算內(nèi)力須乘大于1的不同系數(shù)，老規(guī)范無要求；轉(zhuǎn)換層以上兩層的剪力墻為加強部位，抗震等級提高一級，增加B級高層結(jié)構(gòu)，抗震抗震等級提高，高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)抗震等級提高(高規(guī)10.2.5條)等等提高措施均為老規(guī)范沒有的。 
    2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震要求有所提高： 
    a）剪力墻 墻肢厚度有明確規(guī)定，厚度增加最大達60%以上，（(高規(guī)7.2.2條)，墻厚增加得多，以同樣的配筋率，構(gòu)件含鋼量將增加得許多； 
    b）新規(guī)范增加了邊緣約束構(gòu)件的新概念，其長度及箍筋配置量都需要通過計算確定，該構(gòu)件核心區(qū)（相當于過去的墻肢暗柱，但面積計算有所不同，增大了）的最小縱筋配筋率：特一級：1.40%，一級：1.20%，二級：1.00%，相比老規(guī)范墻肢暗柱構(gòu)造配筋（0.50%左右縱筋配筋率）而言，鋼筋用量大得很多(高規(guī)7.2.16條)； 
    c）新規(guī)范對墻肢軸壓比最大值有限制，迫使設(shè)計時必須增大墻肢面積來滿足規(guī)范要求； 
    d）墻肢分布鋼筋最小配筋率的提高：三、四級及非抗震的配筋率有原來的0.15%提高至0.20%,一、二級的配筋率有原來的0.20%提高至0.25%,特一級的規(guī)定至少為0.35%，老規(guī)范無此級規(guī)定(高規(guī)7.2.18條)。此外，新規(guī)范還對一些受溫度影響較大部位的墻肢規(guī)定分布鋼筋最小配筋率大于0.25%(高規(guī)7.2.20條)。 
    四、規(guī)范組按新規(guī)范試設(shè)計  
    規(guī)范組于1999年按新規(guī)范征求意見稿試設(shè)計了八項工程，進行新老規(guī)范對設(shè)計經(jīng)濟性影響對比，結(jié)論如下：1，由于荷載的增加，板的配筋增加了約8%,梁配筋增加約7%，對墻柱也有影響，綜合考慮，荷載規(guī)范的修訂引起的總的用鋼量增加約6%；2，按新的砼規(guī)范和荷載規(guī)范設(shè)計，總的用鋼量增加超過10%；由于規(guī)范組試設(shè)計時未計入控制溫度-收縮裂縫而增加的構(gòu)造配筋，因而實際用鋼量還會增加，規(guī)范組提出如下結(jié)論：根據(jù)最終的規(guī)范報批稿估計，總用鋼量可能增加10%~15%。  
    注意的是，此八項試設(shè)計均未考慮抗震規(guī)范及高規(guī)的修訂，基于以上對這兩種新規(guī)范對含鋼量影響的分析，可以得出以下結(jié)論：按新規(guī)范設(shè)計，總的結(jié)構(gòu)用鋼量至少增加15%。