新旧设计规范构件配筋差别较大的几个因素

新旧设计规范构件配筋差别较大的几个因素

焦 柯1 吴文勇2
（1、广东省建筑设计研究院 广州510010；2、深圳市广厦软件有限公司 深圳518028）

摘 要：本文根据工程实践讨论了按国标新规范进行结构设计比旧规范设计构件配筋大的几个因素，同时提出在规范范围内降低用钢量的建议，供结构设计参考。
关键词：规范；配筋；构造

1 前言
2002年的结构设计规范相比89年的旧规范，在设计可靠度、材料强度、抗震计算、截面设计、构造要求等都有较大的修改，因此同一工程用新旧规范版本结构CAD软件进行设计时，结果会不同，尤其是钢筋用量明显增加，新旧规范设计结果差别在10%~15%左右设计人员是可以接受的，但工程实践中经常会超出上述范围。本文讨论了新规范中对钢筋增大有直接影响的其中一些因素。
2 设计可靠度调整
2.1风、雪标准值重现期由30年提高到50年，这一修改使风、雪荷载平均增加10%左右。对高层建筑89规范对基本风压有1.1的修正系数，因此对高层建筑的影响不大。
2.2普通民用建筑的楼面活荷载标准值由1.5 kN/m2提高到2.0kN/m2，将提高板的用钢量。
2.3无地震作用内力组合时，增加了永久恒载效应控制的组合，即分项系数1.35的组合，相对分项系数1.2，内力增加10%。

3 材料强度调整
3.1Ⅱ级钢强度设计值fy由310 N/mm2改为300N/mm2，强度降低将增加用钢量。
3.2取消混凝土的弯曲抗压强度fcm,统一采用轴心抗压强度设计值fc，强度降低10%。

4 地震作用计算
4.1抗震设防烈度提高
新规范设防烈度增加了7.5度和8.5度，天津、郑州、海口等数百个城镇的设防烈度提高，相应水平地震影响系数最大值提高（见下表）。由于设防烈度提高，地震作用下的楼层位移和剪力将明显增加。
表1 水平地震影响系数最大值（括号中数值分别对应7.5度、8.5度）
地震影响 6度 7度 8度 9度
多遇地震 0.04 0.08（0.12） 0.16（0.24） 0.32
罕遇地震 —— 0.50（0.72） 0.90（1.20） 1.40
4.2剪重比的控制
结构各楼层的水平地震剪力标准值不满足下式要求时需增大地震力调整系数。旧规范对此没有明确规定，按新规范许多工程要对地震力进行放大，结果导致楼层位移和构件内力的增大。
VEki > λ∑Gj
式中VEki为第i层的楼层水平地震剪力标准值；λ为水平地震剪力系数，不应小于下表规定的最小值；Gj为第j层的重力荷载代表值。
楼层最小地震剪力系数
类 别 7度 8度 9度
扭转效应明显或基本周期小于3．5s的结构 0.016（0.024） 0.032（0.048） 0.064
基本周期大于5．0s的结构 0.012（0.018） 0.024（0.032） 0.040
4.3偶然偏心
高规规定计算单向地震作用时应考虑质量偶然偏心，即使是平面规则、对称的建筑结构。对抗扭刚度较小的建筑结构，偶然偏心的影响大。当剪力墙布置在远离楼层质心位置时（即抗扭刚度较大），偶然偏心影响较小。对偶然偏心敏感的结构，位移甚至增大20%。
4.4重力二阶效应
在水平力作用下，混凝土结构侧向刚度如果不满足高规第5.4.1条的规定，应考虑重力二阶效应对结构的不利影响。规范是按照乘以增大系数的方法近似考虑，分别对结构位移及结构构件弯矩和剪力放大。

5 构造要求
5.1柱箍筋加密区的最小体积配箍率应符合下式要求：
ρν≥λνfc/fyν
式中ρν是柱配筋加密区的体积配箍率，一级不应小于0.8%，二级不应小于0.6%，三、四级不应小于0.4%；框支柱不应小于1.5%，最小配箍率特征值提高0.02；剪跨比小于等于2时，不应小于1.2%，9度时不应小于1.5%；fc是混凝土轴心抗压强度设计值，强度等级低于C35时应按C35计算；fyν是箍筋或拉筋抗拉强度设计值，超过360N/mm2时，应取360N/mm2计算；λν最小配箍率特征值，宜按下表采用。
抗震等级 箍筋形式 柱轴压比
≤0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.05
一 普通箍、复合箍 0.10 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.23
螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍 0.08 0.09 0.11 0.13 0.15 0.18 0.21
二 普通箍、复合箍 0.08 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.19 0.22 0.24
螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.22
三 普通箍、复合箍 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.22
螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍 0.05 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.18 0.20
89规范是根据轴压比、抗震等级直接查表得到最小体积配箍率，与混凝土强度、钢筋强度无关。按新规范，混凝土强度越大、钢筋强度越小，柱的最小体积配箍率就越大。如一根二级抗震柱，轴压比为0.8,混凝土用C30，箍筋强度I级，则ρν=0.17*16.7/210=1.35%，原规范为1.0%。
5.2剪力墙底部加强部位和约束边缘构件
一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层按要求设置约束边缘构件，其他部位构造边缘构件。无论约束边缘构件还是构造