“10版新规范研讨会暨10版PKPM发布会”听课笔记

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“10版新规范研讨暨10版PKPM发布会”听课笔记
 2011年1月19日至1月20日，由中国建筑科学研究院举办的“10版新规范研讨会暨10版PKPM发布会”在广州召开。1月19日，主办方邀请了10版新规范的各位主编介绍新规范的变化之处，分别是《建筑结构抗震设计规范》主编黄世敏、《混凝土结构设计规范》主编徐有邻、《高层建筑混凝土结构技术规程》主编黄小坤、《建筑结构荷载规范》主编金新阳。1月20日，PKPM核心开发人员分别介绍了SATWE、PMSAP、钢结构、JCCAD根据新规范进行的改进以及10版PKPM的最新功能。
 笔者有幸参加了这次会议，现将听课笔记整理出来。笔记分三部分：第一部分“《混凝土结构设计规范》的变化之处”，第二部分“《建筑抗震结构设计规范》的变化之处”，第三部分“《高层建筑混凝土结构技术规程》的变化之处”。
 第一部分《混凝土结构设计规范》的变化之处
 一、增加并强调有关“结构设计”的要求
 条文3.1.1条，“混凝土结构设计应包括下列内容”。
 
 二、增加“防倒塌设计”的相关要求
条文3.1.3条，“混凝土结构的极限状态设计应包括……或结构的连续倒塌”。
条文3.6.1条，“混凝土结构的防连续倒塌设计宜符合下列要求”。
条文3. 6.2条，“重要结构的防连续倒塌设计可采用下列方法”。
 
 三、增加“楼盖舒适度”的相关要求
 条文3.4.6条，“对混凝土楼盖结构应进行竖向自振频率验算，其自振频率宜符合下列要求”。
 
 四、对“环境类别”进行更为详尽的分类
 条文3.5.2条，“混凝土结构的环境类别划分应符合表3.5.2的要求”。
 
 五、增加“既有结构设计”的相关要求
条文3.7.1条，“为既有结构延长使用年限、安全复核、改变用途、改建、扩建或加固修复等，应对其进行评定、验算或重新设计”。
条文3.7.2条，“既有结构的设计应符合下列原则”。
条文3.7.3条，“既有结构的设计尚应符合下列规定”。
 
 六、调整钢筋材料的要求
 增加500MPa级钢筋；推广400MPa、500MPa级高强钢筋作为受力的主导钢筋；限制并准备淘汰335MPa级钢筋；立即淘汰低强的235MPa级钢筋，代之以300MPa级光圆钢筋。在规范的过渡期及对既有结构设计时，235MPa级钢筋的设计值按02规范取值。
 
 七、增加“塑性极限分析”的相关要求
 条文5.6.1条，“对不承受多次重复荷载作用的混凝土结构，当有足够的塑性变形能力时，可采用塑性极限理论的分析方法进行结构的承载力计算，同时应满足正常使用的要求”。
 
 
 八、增加“间接作用分析”的相关要求
 条文5.7.1条，“当混凝土的收缩、徐变以及温度变化等间接作用在结构中产生的作用效应可能危及结构的安全或正常使用时，宜进行间接作用分析，并应采取相应的构造措施和施工措施”。
 
 九、关于“柱计算长度”的修改
 取消02版规范条文7.3.11-3条“当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上时……”。
 
 十、修改“斜截面受剪承载力”的计算公式
 条文6.3.4条，“当仅配置箍筋时，矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力应符合下列规定”。将箍筋的抗力系数由1.25改为1.0，增大安全储备。
 
 十一、修改“受冲切承载力”的计算公式
 条文6.5.1条，“在局部荷载或集中反力作用下，不配置箍筋或弯起钢筋的板的受冲切承载力应符合下列规定”。将双向预应力的抗力系数由0.15改为0.25，降低安全度。
 
 十二、修改“正常使用极限状态”的相关要求
补充了“有舒适度要求的楼盖结构，应进行竖向自振频率验算”的内容。
对裂缝控制等级为三级的钢筋混凝土构件，选荷载的准永久组合进行裂缝宽度和挠度验算；预应力混凝土构件未变。
裂缝宽度计算公式进行了调整。
 
 十三、修改“保护层厚度”的概念
 条文8.2.1-2条，“设计使用年限为50 年的混凝土结构，最外层钢筋的保护层厚度应符合表8.2.1 的规定”。原保护层厚度从纵向受力钢筋外皮算起，现改为从最外层钢筋算起。
 
 十四、调整“钢筋锚固”的相关要求
锚固长度计算式中“当混凝土强度等级高于C60时，按C60取值”，原为C40。
新增“当锚固钢筋保护层厚度不大于5d 时，锚固长度范围内应配置横向构造筋”。
“在任何情况下，锚固长度不应小于0.6lab以及200mm” ，原为0.7la以及250mm。
 
 十五、调整“钢筋连接”的相关要求
绑扎搭接的限制直径变严，“绑扎搭接宜用于受拉钢筋直径不大于25mm 以及受压钢筋直径不大于28mm的连接；轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不应采用绑扎搭接”，原为28mm（受拉）和32mm（受压）。
计算搭接接头百分率时，“当直径不同的钢筋搭接时，按直径较小的钢筋计算”，由条文说明移至正文。
条文8.4.6条，“在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内的构造钢筋应符合本规范第8.3.1 条的要求”，受拉受压钢筋要求统一，原规范“受压箍筋间距是受拉的2倍”。
条文8.4.7条，“纵向受力钢筋的机械连接接头宜相互错开。钢筋机械连接区段的长度为35d，d为连接钢筋的较小直径”，原为较大直径。
 
 十六、调整“最小配筋率”的相关要求
受压构件中全部纵向钢筋最小配筋率按钢筋强度进行分类。
表8.5.1注2，“板类受弯构件的受拉钢筋，当采用强度级别400MPa、500 MPa的钢筋时，其最小配筋百分率应允许采用0.15和45ft/fy的较大值”。
条文8.5.3条，“对结构中次要的钢筋混凝土受弯构件，当构造所需截面高度远大于承载的需求时，其纵向受拉钢筋的最小配筋率按下式计算”，意即可以根据需求折减。
 
 十七、调整“板的构造要求”
增加板的跨厚比要求。
增加现浇空心楼盖的构造要求。
增加板柱楼盖的构造要求。
 
 十八、调整“梁的构造要求”
条文9.2.1-1条，“伸入梁支座范围内的钢筋不应少于两根”。
条文9.2.1-4条，“在梁的配筋密集区域可采用并筋的配筋形式”。
条文9.2.13条，“梁的腹板高度hw不小于450mm 时……腹板截面面积的0.1%，但当梁宽较大时可以适当放松”。
条文9.2.15条，“当梁的混凝土保护层厚度不小于50mm 时，可配置表层钢筋网片，表层钢筋网片的配置应符合下列规定”，新增条文。
 
 十九、调整“柱的构造要求”
条文9.3.1-2条，“柱中纵向钢筋的净间距不应小于50mm，且不宜大于300mm”。
条文9.3.2-5条，“柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时，……且弯钩末端平直段长度不应小于10d，d 为纵向受力钢筋的最小直径”。原规范此处d为箍筋直径。
 
 二十、调整“梁柱节点的构造要求”
条文9.3.4-1条，“当柱截面尺寸不足时，梁上部纵向钢筋可采用本规范第8.3.3条钢筋端部加机械锚头的锚固方式”。
条文9.3.4-2条“框架梁下部纵向钢筋在端节点处的锚固：1) 当计算中充分利用该钢筋的抗拉强度时，钢筋的锚固方式及长度应与上部钢筋的规定相同”。
下部纵筋不提倡弯折锚固的做法。
增加顶层当梁截面高度较大时，梁柱钢筋的搭接要求。
 
 二十一、调整“剪力墙的构造要求”
条文9.4.1条，“墙的厚度不宜小于140mm”，原为不应。
条文说明9.4.1条，“长短边比例大于4的垂直构件定义为墙，比例不大于4的则应按柱进行设计”。
条文9.4.4条，“剪力墙水平及竖向分布钢筋直径不宜小于8mm，间距不宜大于300mm。可利用焊接钢筋网片进行墙内配筋”。
条文9.4.5条，“对于高度不大于10m 且不超过3 层房屋的墙，其厚度不应小于120mm，配筋率不宜小于0.15％”。

第二部分《建筑抗震设计规范》的变化之处
 一、“场地、地基和基础”的变化之处
条文4.1.1条，增加“一般地段”的地段类别。
表4.1.3，中软土和软弱土的分界点由140改为150。
条文4.1.6条，场地类别Ⅰ类分为Ⅰ0和Ⅰ1两个亚类。
条文4.1.7条，减少发震断裂的最小避让距离；避让范围以内的建筑，应提高一度采取抗震措施。
条文4.3.4条，调整液化判别的公式。
 
 二、“地震作用和结构抗震验算”的变化之处
条文5.1.5条，调整地震影响系数曲线计算公式，阻尼比为0.05时，与原规范相同；阻尼比小于0.05时，影响系数减小；阻尼比为0.06~0.10时，影响系数略微增加，阻尼比为0.20~0.30时，影响系数减小。
关于安评报告所给的地震参数。部分安评报告给出的αmax虽然比规范要大，但是其长周期阶段影响系数下降过快，可能低于规范数值，总体与规范相比偏于不安全。
表5.1.4-2，Ⅰ0类场地的特征周期相比Ⅰ1类减小0.05s。
条文5.1.4条，“计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s”，原只限于8、9度。
增加6度地区的地震参数，明确并提高了抗震等级为四级的抗震构造措施。
条文5.3.4条，“大跨度空间结构的竖向地震作用，尚可按竖向阵型分解反应谱方法计算”。
表5.4.1，增加竖向地震为主的组合。
表5.4.2，钢结构的承载力抗震调整系数γre有较大调整，原根据构件类别分类，现根据受力状况分类，强度计算时取0.75，稳定计算时取0.80。
表5.5.1，多、高层钢结构的弹性层间位移角限值由1/300改为1/250。
 三、“多层和高层钢筋混凝土房屋”的变化之处
条文6.1.15条，新增楼梯布置的要求。
条文6.2.3条，“一、二、三、四框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.7、1.5、1.3和1.2”，注意，仅“框架结构”需要调整。
其他关于“强柱弱梁”、“强剪弱弯”的调整，见第三部分“《高层建筑混凝土结构技术规程》的变化之处”。
 
 四、 “多层和高层钢结构房屋”的变化之处
条文8.1.1条，增加7.5度和8.5度区域的钢结构房屋适用的最大高度要求。
条文8.1.3条，新增“抗震等级”的分类。
条文8.2.2条，调整阻尼比的取值，原根据层数区分，现根据高度区分。
表5.5.1，多、高层钢结构的弹性层间位移角限值由1/300改为1/250。

第三部分《高层建筑混凝土结构技术规程》的变化之处
 一、“高层”的界定
 条文1.0.2条，“本规程适用于10层及10层以上的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他民用高层建筑结构”，原规程中为28m。
 
 二、新增“性能设计”的要求
条文1.0.3条，“抗震设计的高层建筑混凝土结构，当其房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等有特殊要求时，可采用结构抗震性能设计方法进行分析和论证。”
性能设计时，地震作用标准值不需乘以与抗震等级有关的增大系数。
 
 三、新增一节“材料”
 新增3.2节“材料”，将原规程有关章节中关于材料的规定统一移至本节，并增加了对钢筋的要求，强调了高强钢筋、高强高性能混凝土的应用。
 
 四、调整“房屋适用高度”和“高宽比”要求
表3.3.2，8度0.2g和0.3g的适用高度进行区分；框架结构的适用高度有所降低；板柱结构的适用高度大幅增加。
表3.3.3，将A级高度与B级高度的适用高宽比限值进行了合并处理。
 
 五、关于“扭转位移比”
条文3.4.5条，楼层扭转位移比计算时，楼层的位移不再采用各振型位移的CQC 组合值计算，改为按“规定的水平地震力”计算，该水平力一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平地震作用力，并考虑偶然偏心。
当楼层的最大层间位移角不大于本规程要求的限值的0.4倍时，该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松，但不应大于1.6。
 
 六、关于“竖向不规则”
对框架结构，楼层侧向刚度可取楼层剪力与楼层层间位移之比，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%；
对其他类结构，楼层侧向刚度可取楼层剪力与楼层层间位移角之比，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的90％，楼层层高大于相邻上部楼层层高1.5倍时，该楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的1.1倍，底层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的1.5倍。
条文3.5.6条，限制采用同一部位刚度和承载力变化均不规则的高层建筑结构，新增条文。
条文3.5.7条，薄弱层地震剪力增大系数由1.15调整为1.25。
 
 七、关于“弹性层间位移角限值”
表3.7.3，将“框支层”改为“除框架结构外的转换层 ”。
原规程要求是“组合位移”，但一直没有执行，现放宽要求为“单工况位移”。
 
 八、关于“罕遇地震薄弱层弹塑性变形验算”
 条文3.7.4-1条，房屋高度大于150m 的结构应进行弹塑性变形验算。
 九、关于“舒适度”要求
条文3.7.6条，风舒适度计算时，阻尼比取值，对混凝土结构取0.02，对混合结构根据房屋高度和结构类型取0.01～0.02。
条文3.7.7条，新增楼板舒适度的要求。
 
 十、关于“结构重要性系数”
 条文3.8.1条，结构重要性系数仅与安全等级有关，与设计年限无关。
 
 十一、关于“裙楼的相关范围”
 条文3.9.6条，“抗震设计时，与主楼连为整体的裙房的抗震等级，除应按裙房本身确定外，相关范围不应低于主楼的抗震等级”，“相关范围”一般指主楼周边外扩不少于三跨的裙房结构。
 
 十二、新增“特一级结构设计”、“结构抗震性能设计”、“抗连续倒塌设计基本要求”
新增3.10节“特一级结构设计”，保留了原规程特一级的有关要求（不限于构造要求），并按梁、柱、墙分条规定。
新增3.11节“结构抗震性能设计”。
新增3.12节“抗连续倒塌设计基本要求”。
 
 十三、关于“风荷载”
条文4.2.2条，“对风荷载比较敏感的高层建筑承载力计算时风荷载取为其基本分压的1.1倍” ，取消“特别重要的高层建筑”要求，取消采用100年重现期风荷载的规定，位移计算时不强调增大。
条文4.2.8条，“高层建筑风荷载应考虑横风向风振的影响”，新增条文。
 
 十四、关于“竖向地震作用”
条文4.3.1-4条，“高层建筑中的大跨度、长悬臂结构，7 度（0.15g）、8 度抗震设计时应考虑竖向地震作用”，7 度（0.15g）也要求。
条文4.3.14条，“跨度较大的楼盖结构、转换结构、连体结构和悬挑长度较大的悬挑结构，结构竖向地震作用标准值宜采用动力时程分析方法或反应谱方法进行计算”。
条文4.3.15条，规定了竖向地震作用的最小值。
 
 十五、关于“框架结构”计算要求的调整
条文6.1.2条，“抗震设计的框架结构不应采用单跨框架”，原为不宜。
条文6.2.1条，强柱弱梁调整，计算Mbua时，“计入受压钢筋和梁有效翼缘宽度范围内的楼板钢筋”；柱端弯矩增大系数，对框架结构，二、三级分别取1.5 和1.3；对其他结构类型中的框架，维持不变。
条文6.2.2条，“抗震设计时，一、二、三级框架结构的底层柱底截面的弯矩设计值，应分别采用考虑地震作用组合的弯矩值与增大系数1.7、1.5、1.3 的乘积”，注意，仅限于框架结构。
条文6.2.3条，柱强剪弱弯调整，柱端剪力增大系数，对框架结构，二、三、四级分别取1.3、1.2 和1.1；对其他结构类型中的框架，维持不变。
 
 十六、关于框架梁构造要求的调整
条文6.3.3条，抗震设计时，梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%，不应大于2.75%，原为强条。
表6.3.2-2附注2，“一、二级抗震等级框架梁，当箍筋直径大于12mm 且肢数大于4 肢时，箍筋加密区最大间距应允许适当放松，但不应大于 150mm” 。
条文6.3.7条，框架梁上开洞的构造要求，新增条文。
 
 十七、关于框架柱构造要求的调整
条文6.4.1条，一、二、三级抗震设计时，矩形截面柱最小截面尺寸由300mm 改为400mm，圆柱最小直径由350mm 改为450mm。
条文6.4.2条，柱轴压比限值，框架结构中的柱降低0.05。
表6.4.3-1，柱纵筋最小配筋率，表中数值对应于500MPa级别的钢筋，要求比02规程提高。
条文6.4.7条，柱体积配箍率计算，重叠部分的箍筋，《高规》和《抗规》计算，《混规》不计算。箍筋或拉筋的抗拉强度设计值，取消360MPa的限制。
 
 十八、关于“剪力墙底部加强部位”的调整
条文7.1.4-1条，“底部加强部位的高度，应从地下室顶板算起”。
条文7.1.4-2条，“部分框支剪力墙结构的剪力墙，其底部加强部位的高度，可取框支层加框支层以上两层的高度及落地剪力墙总高度的1/10二者的较大值；其他结构的剪力墙，底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值”，原规程为1/8。
条文7.1.4-3条，“当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时，底部加强部位宜延伸到计算嵌固端”。
 
 十九、关于“短肢剪力墙结构”的规定
条文7.1.7条，“短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比均大于4但不大于8的剪力墙”。
条文7.1.7条，在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%定义为短肢剪力墙结构。
条文7.2.2-1条，底部加强区的短肢剪力墙的轴压比限值比原规程减小0.05。
条文7.2.2-3条，底部加强区的短肢剪力墙的全部纵筋配筋率比原规程减小0.2%。
条文7.2.2-4条，除底部加强区外，短肢剪力墙的最小厚度减小为180mm。
短肢剪力墙不再要求提高抗震等级。
条文7.2.1条，剪力墙厚度不再与层高或无支长度相关。
 
 二十、关于“边缘构件”的规定
条文7.2.14-2条，墙肢底截面的轴压比不大于规定值时，可仅设置构造边缘构件，意思是，底层轴压比不大于规定值，即使上面层轴压比大于规定值，仍然可以仅设置构造边缘构件。
条文7.2.14-3条，“B级高度高层建筑的剪力墙，宜在约束边缘构件层与构造边缘构件层之间设置1～2层过渡层，过渡层边缘构件的箍筋配置要求可低于约束边缘构件的要求，但应高于构造边缘构件的要求”。
条文7.2.15条，“箍筋体积配箍率，可计入箍筋、拉筋以及伸入约束边缘构件且符合下述条件的水平分布钢筋”。
条文7.2.16-4条，构造边缘构件最小纵筋配筋率，三级比原规程增加0.001。
 
 二十一、关于“连梁”的规定
条文7.2.24条，规定了连梁的最小配筋率要求，跨高比越小，最小配筋率越小。
条文7.2.25条，规定了连梁的最大配筋率要求，如不满足，则应按实配钢筋进行连梁强剪弱弯的验算。
 
 二十二、关于“框架-剪力墙结构”的分类
条文8.1.3条，根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值，进行分类，分别是少框架（≤10%）、正常（＞10%，≤50%）、墙偏少（＞50%，≤80%）、少墙(0%~80%的最大配筋率要求，比约比原规程增长边缘构件的要求。