劉文勝

中國建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》管理組組織全國有關(guān)高等院校、科研、設(shè)計、施工單位，針對當(dāng)時規(guī)范存在的問題和工程建設(shè)中存在的帶有普遍意義的新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)問題，有計劃地開展了三批鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范課題的研究。對研究成果進(jìn)行了分級鑒定和審議，出版了《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)研究報告選集》，一些研究成果同時發(fā)表在國內(nèi)的相關(guān)刊物上。通過這三批課題的研究，獲得了大量的試驗數(shù)據(jù)和理論成果，為規(guī)范的修訂提供了依據(jù)?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ10一89）于1989年頒布。修訂主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

1.結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計體系

美國、加拿大、英國、德國、澳大利亞等國家在這方面做了很多工作，經(jīng)過大量的荷載調(diào)查、材料性能實測和理論研究，我國于1984年頒布了《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ68—84）。所以，修訂組在《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式的基礎(chǔ)上，在荷載分項系數(shù)、荷載組合系數(shù)已由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定的前提下，根據(jù)《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對各類構(gòu)件可靠指標(biāo)的要求，首先對軸心受拉構(gòu)件進(jìn)行可靠度分析，確定鋼材強(qiáng)度分項系數(shù)，然后對軸心受壓構(gòu)件按已知作可靠度分析，再確定混凝土強(qiáng)度分項系數(shù)。最后，在鋼材強(qiáng)度分項系數(shù)和混凝土強(qiáng)度分項系數(shù)都確定的情況下，分析計算公式的不定性，確定構(gòu)件承載力計算公式中的系數(shù)，從而建立了GBJ10一89規(guī)范的可靠度設(shè)計體系。

2.正截面承載力計算

TJ10一74規(guī)范的受彎和受壓（包括大小偏心受壓）承載力計算公式基本是根據(jù)對試驗結(jié)果的分析建立的。對于復(fù)雜的情況（如腹部配筋、雙向受彎、雙向受壓及任意截面），則不能外推。GBJ10一89規(guī)范通過引入平截面假定，并給出理想化的鋼筋和混凝土的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，對常遇的截面形狀和配筋形式給出了簡化的實用計算公式，給出了按平截面假定確定的受彎構(gòu)件超筋界限和大、小偏心受壓界限條件。引入平截面假定使鋼筋混凝土構(gòu)件正截面承載力的計算建立在科學(xué)的體系之上。

此外，GBJ10一89規(guī)范以截面極限曲率為基礎(chǔ)修改了TJ10一74規(guī)范中長柱偏心距增大系數(shù)的計算方法；增加了考慮配置高強(qiáng)鋼絲類的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件中，鋼絲應(yīng)力進(jìn)入強(qiáng)化段后對正截面承載力提高作用的計算公式，從而可以節(jié)約鋼材。

3.受剪承載力計算

TJ10一74規(guī)范的受剪承載力計算只適用于無軸向力的情況，對于工程中實際存在的大量偏心受壓、偏心受拉構(gòu)件的受剪承載力則無法計算，而預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力對受剪承載力的有利作用也不能考慮。GBJ10一89規(guī)范包括了軸向壓力、軸向拉力、預(yù)應(yīng)力作用下的受剪承載力計算，填補(bǔ)了這方面的空白。

4.受扭及彎剪扭承載力計算

GBJ10一89規(guī)范以變角空間桁架的概念為基礎(chǔ)，適當(dāng)考慮混凝土的抗扭作用，建立了受扭承載力計算公式。TJ10一74規(guī)范的受扭承載力計算只適用于鋼筋混凝土矩形截面構(gòu)件，GBJ10—89規(guī)范擴(kuò)展到預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件、I形、T形截面構(gòu)件，提出了I形、T形截面分塊計算的原則和方法。

TJ10一74規(guī)范只有純扭構(gòu)件承載力的計算方法，沒有復(fù)雜受力情況下構(gòu)件承載力的計算方法。對工程上經(jīng)常遇到的受彎剪扭共同作用的構(gòu)件，GBJ10一89規(guī)范給出了考慮剪扭之間相關(guān)關(guān)系的計算方法。對剪扭構(gòu)件的受剪承載力及受扭承載力分別引入承載力降低系數(shù)，以考慮扭矩使混凝土受剪承載力的降低，以及剪力使混凝土受扭承載力的降低。

5.沖切和局部受壓

TJ10一74規(guī)范沖切承載力的計算過于保守，GBJ10—89規(guī)范將沖切計算的系數(shù)調(diào)低約10%。增加了配置箍筋或彎起鋼筋板的沖切承載力的計算方法。

對于局部受壓，修改了混凝土底面積的計算方法。GBJ10一89規(guī)范采用“同心對稱”的原則，要求計算底面積與局壓面積具有相同的重心位置且對稱，因此，當(dāng)構(gòu)件處于邊部或角部局部受壓時，局部受壓處的混凝土強(qiáng)度不再提高。

6.預(yù)應(yīng)力混凝土

建立了預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點處混凝土法向應(yīng)力為零時預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力及相應(yīng)合力 的概念，從而使預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算協(xié)調(diào)起來。將預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的計算放在同一個公式中，增加了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受扭計算和裂縫寬度眼神的內(nèi)容，改進(jìn)了受剪計算和剛度驗算方法。調(diào)整了預(yù)應(yīng)力損失值，提高了高強(qiáng)鋼絲的張拉控制應(yīng)力允許值。在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的疲勞計算方面也作了較大修改。

7.正常使用極限狀態(tài)

對于嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，給出了在荷載短期效應(yīng)組合下不出現(xiàn)拉應(yīng)力的驗算公式；對一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，給出了在荷載長期效應(yīng)組合下不出現(xiàn)拉應(yīng)力、在短期效應(yīng)組合下出現(xiàn)拉應(yīng)力但不超過允許值的驗算公式。

對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受拉鋼筋建立了“等效應(yīng)力”的概念，等效應(yīng)力與計算鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度時受拉鋼筋的應(yīng)力等效，即將預(yù)應(yīng)力鋼筋的等效應(yīng)力代人鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度的計算公式，即可計算預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫寬度。

8.構(gòu)件

對于柱的計算長度，除單層廠房外，TJ10—74規(guī)范實際上僅對無側(cè)移框架作出了規(guī)定。GBJ10-89規(guī)范分無側(cè)移、有側(cè)移但有較少約束、有側(cè)移且基本上無側(cè)向約束三種情況分別規(guī)定了柱的計算長度。

TJ10—74規(guī)范對疊合構(gòu)件的規(guī)定過于簡單，不能滿足設(shè)計需要，GBJ10一89規(guī)范作了修訂。在受彎承載力方面，根據(jù)疊合構(gòu)件受拉鋼筋應(yīng)力超前現(xiàn)象，規(guī)定了控制條件，以防止受拉鋼筋在使用階段達(dá)到屈服強(qiáng)度；在受剪承載力方面，給出了疊合面受剪承載力公式，當(dāng)配箍率低時，斜截面受剪控制箍筋用量，當(dāng)配箍率高時，疊合面受剪控制箍筋用量；在正常使用極限狀態(tài)方面，根據(jù)疊合構(gòu)件分兩個階段受力的特點，給出了剛度和裂縫寬度計算公式。

TJ10一74規(guī)范沒有深梁設(shè)計的條文，而鑒于工業(yè)建筑、高層、地下建筑等結(jié)構(gòu)中深梁的應(yīng)用越來越廣泛，GBJ10一89規(guī)范根據(jù)大量的試驗研究，提出了承載力的計算公式和構(gòu)造措施。

GBJ10—89規(guī)范從預(yù)埋件純剪、純彎、純拉時的承載力出發(fā)，認(rèn)為剪拉線性相關(guān)，彎拉線性相關(guān)，剪彎半線性相關(guān)，給出剪彎拉復(fù)合作用下的計算公式，考慮到壓力的有利作用，相應(yīng)給出剪彎壓的計算公式。

9.結(jié)構(gòu)分析

增加了“結(jié)構(gòu)分析”基本原則的內(nèi)容，包括對荷載效應(yīng)最不利組合的要求；結(jié)構(gòu)整體效應(yīng)分析及特殊受力部位局部分析的要求；計算簡圖的確定原則；結(jié)構(gòu)分析基本條件（力學(xué)平衡、變形協(xié)調(diào)及材料本構(gòu)關(guān)系）的要求等。提出了線彈性分析方法、考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法、塑性極限分析方法、非線性分析方法及試驗分析方法等混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析方法，并對各種方法的應(yīng)用條件及計算原則作出了規(guī)定。同時，對結(jié)構(gòu)分析的電算程序提出了要求。給出了混凝土在多軸（二軸、三軸）應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則及混凝土在受拉、受壓狀態(tài)下的本構(gòu)（應(yīng)力一應(yīng)變）關(guān)系。

對于混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的二階效應(yīng)，規(guī)范只考慮有側(cè)移的情況，美國和歐洲規(guī)范按無側(cè)移和有側(cè)移兩種情況考慮。美國和歐洲規(guī)范規(guī)定可直接通過考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性效應(yīng)的分析方法計算，也可在一階分析的基礎(chǔ)上，考慮彎矩增大系數(shù)近似計算。在彎矩增大系數(shù)法中，我過規(guī)范的計算方法比較簡便，美國和歐洲規(guī)范的計算方法比較復(fù)雜，計算中與鋼筋的面積有關(guān)。所以按美國和歐洲規(guī)范計算偏心受壓構(gòu)件的配筋時，要先鑒定鋼筋面積，再驗算承載力。