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施工工程师监理工程师必读条文与理解应用注意事项

《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）

施工工程师、监理工程师必读条文与理解应用注意事项

2002·12·28上海

《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）

施工工程师、监理工程师必读条文与理解应用注意事项

前言

我国新版《混凝土结构设计规范》GB50010－2002经历4年半的修订，已由国家建设部和国家质量监督检验检疫总局于2002年02月20日联合发布，自2002年04月01日起施行。

一

新版《混凝土结构设计规范》GB50010－2002较原版《混凝土结构设计规范》GBJ10－1989改动的主要内容有：

1结构设计的基本规定

（1）增加了有关耐久性的规定；

（2）提高了混凝土强度等级并调整了设计参数

（3）规定普通钢筋混凝土结构以热轧带肋HRB400（

）级钢筋为主导钢筋、预应力混凝土结构高强低松弛钢丝和钢绞线为主导钢筋、各种冷加工钢筋（冷拉、冷拔、冷轧、冷扭）不再列入规范而交由行业规程管理。

（4）增加了混凝土结构分析的有关内容

2混凝土结构的设计计算

（1）预应力构件的计算要求

（2）正截面承载能力计算

（3）受压构件设计方法的改进

（4）斜截面承载力计算

（5）其他承载力计算

3基本构造要求及构件规定

（1）伸缩缝和保护层厚度

（2）受力钢筋的锚固和连接

（3）钢筋的最小配筋率

（4）钢筋延伸长度的确定

（5）板、梁、墙中的裂缝控制措施

（6）框架节点设计方法的完善

（7）深受弯构件的设计

4混凝土结构抗震设计

（1）提高了混凝土结构抗震设计的安全储备

（2）调整了轴压比限值及抗震构造措施

二

针对许多施工工程师和施工监理工程师在施工现场工作繁忙、没有时间系统研习设计规范的实际，编撰了本“中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）施工工程师和施工监理工程师必读条文与相关资讯”。

期望本文在帮助施工工程师和施工监理工程师学习理解和运用国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）方面有所帮助，正是编者所企盼的。

必读条文的选取主要是材料指标和基本构造要求及构件规定，这些个内容既是施工工程师和施工监理工程师必须掌握的，又是施工验算规范没有给出的，也是这次修订的重头戏。

三

凡例：

条文前提示（普通）规范条文原文对条文的理解与应用注意事项

凡例：

条文前提示（强制性）规范条文原文对条文的理解与应用注意事项

四

限于编者水平，对新版《混凝土结构设计规范》GB50010－2002的理解不一定能切中要义，也难免产生理解方面的偏差，这是需要读者批评指正的。

条文的正式解释，已随规范条文一起由中国建筑工业出版社出版，专此说明。

第一篇材料指标

3.1.8未经技术鉴定或设计认可，不得改变结构的用途和使用环境。

3.2.1根据建筑结构破坏后果的严重程度，建筑结构划分为三个安全等级。

设计时，应根据具体情况，按照表3.2.1的规定选用相应的安全等级。

表3.2.1建筑结构的安全等级

安全等级

破坏后果

建筑物类型

一级

二级

三级

很严重

严重

不严重

重要的建筑物

一般的建筑物

次要的建筑物

注：

对有特殊要求的建筑物，其安全等级应根据具体情况另行规定。

4.1.1混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。

立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

4.1.2钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20。

预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。

注：

当采用山砂混凝土及高炉炉渣混凝土时，尚应符合专门标准的规定。

4.1.3混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值fck、ftk应按表4.1.3采用。

表4.1.3混凝土强度标准值（N/mm2）

强度种类

混凝土强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

fck

10.0

13.4

16.7

20.1

23.4

26.8

29.6

32.4

35.5

38.5

41.5

44.5

47.4

50.2

ftk

1.27

1.54

1.78

2.01

2.20

2.39

2.51

2.64

2.74

2.85

2.93

2.99

3.05

3.11

4.1.4混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度设计值fc、ft应按表4.1.4采用。

表4.1.4混凝土强度设计值（N/mm2）

强度种类

混凝土强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

fc

7.2

9.6

11.9

14.3

16.7

19.1

21.1

23.1

25.3

27.5

29.7

31.8

33.8

35.9

ft

0.91

1.10

1.27

1.43

1.57

1.71

1.80

1.89

1.96

2.04

2.09

2.14

2.18

2.22

4.1.5混凝土受压或受拉的弹性模量Ec应按表4.1.5采用。

表4.1.5混凝土弹性模量（×104N/mm2）

强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

Ec

2.20

2.55

2.80

3.00

3.15

3.25

3.35

3.45

3.55

3.60

3.65

3.70

3.75

3.80

4.2.1钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：

1普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用FPB235级和RRB400级钢筋；

2预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。

注：

1普通钢筋系指用于钢筋混凝土结构中和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋；

2HRB400级和HRB335级钢筋系指现行国家标准《钢筋混凝土用热轧钢筋》GB1499中的HRB400和HRB335钢筋；FPB235级钢筋系指现行国家标准《钢筋混凝土用热轧钢筋》GB13013中的Q235钢筋；RRB400级钢筋系指现行国家标准《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014中的KL400钢筋。

3预应力钢丝系指现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223中的光面、螺旋肋和三面刻痕的消除应力的钢丝；

4当采用本条未列出但符合强度和伸长率要求的冷加工钢筋及其他钢筋时，应符合专门标准的规定。

4.2.2钢筋的强度标准值应具有95%的保证率。

热轧钢筋的强度标准值系根据屈服强度确定，用fyk表示。

预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据极限抗拉强度确定，用fptk表示。

普通钢筋的强度标准值应按表4.2.2－1采用，预应力钢筋的强度标准值应按表4.2.2－2采用。

各种直径钢筋、钢绞线和钢丝的公称截面面积、计算截面面积及理论重量应按附录B采用。

表4.2.2－1普通钢筋强度标准值（N/mm2）

种类

符号

d（mm）

fyk

热轧钢筋

HPB235（Q235）

Φ

8～20

235

HRB335（20MnSi）

Φ

6～50

335

HRB400（20MnSiv、20MnSiNb、20MnTi）

Φ

6～50

400

RRB400（K2020MnSi）

ΦR

8～40

400

注：

1热轧钢筋直径d系指公称直径；

2当采用直径大于40mm的钢筋时，应有可靠的工程经验。

表4.2.2－1预应力钢筋强度标准值（N/mm2）

种类

符号

d（mm）

fptk

钢绞线

1×3

Φs

8.6、10.8

1860、1720、1570

12.9

1720、1570

1×7

9.5、11.1、12.7

1860

15.2

1860、1720

消除应

力钢丝

光面螺旋肋

ΦP

ΦH

4、5

1770、1670、1570

6

1670、1570

7、8、9

1570

刻痕

Φ

5、7

1570

热处理

钢筋

40Si2Mn

ΦHT

6

1470

48Si2Mn

8.2

45Si2Cr

10

注：

1钢绞线直径d系指钢绞线外接圆直径，即现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223中的公称直径Dg，钢丝和热处理钢筋的直径d均指公称直径；

2消除应力光面钢丝直径d为4～9mm，消除应力螺旋肋钢丝直径d为4～8mm。

附录B钢筋的公称截面面积、计算截面面积及理论重量

表B.1钢筋计算截面面积及理论重量表

公称直径（mm）

不同根数钢筋的计算截面面积（mm2）

单根钢筋理论重量（kg/m）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

6

28.3

57

85

113

142

170

198

226

255

0.222

6.5

33.2

66

100

133

166

199

232

265

299

0.260

8

50.3

101

151

201

252

302

352

402

453

0.395

8.2

52.8

106

158

211

264

317

370

423

475

0.432

10

78.5

157

236

314

393

471

550

628

707

0.617

12

113.1

226

339

452

565

678

791

904

1017

0.888

14

153.9

308

461

615

769

923

1077

1231

1385

1.21

16

201.1

402

603

804

1005

1206

1407

1608

1809

1.58

18

254.5

509

763

1017

1272

1527

1781

2036

2290

2.00

20

314.2

628

942

1256

1570

1884

2199

2513

2827

2.47

22

380.1

760

1140

1520

1900

2281

2661

3041

3421

2.98

25

490.9

982

1473

1964

2454

2945

3436

3927

4418

3.85

28

615.8

1232

1847

2463

3079

3695

4310

4926

5542

4.83

32

804.2

1609

2413

3217

4021

4826

5630

6434

7238

6.31

36

1017.9

2036

3054

4072

5089

6107

7125

8143

9161

7.99

40

1256.6

2513

3770

5027

6283

7540

8796

10053

11310

9.87

50

1964

3928

5892

7856

9820

11784

13748

15712

17676

15.42

注：

表中直径d＝8.2mm的计算截面面积及理论重量仅适用于有纵肋的热处理钢筋。

表B.2钢绞线公称直径、公称截面面积及理论重量

种类

公称直径（mm）

公称截面面积（mm2）

理论重量（kg/m）

1×3

8.6

37.4

0.295

10.8

59.3

0.465

12.9

85.4

0.671

1×7标准型

9.5

54.8

0.432

11.1

74.2

0.580

12.7

98.7

0.774

15.2

139

1.101

B.3钢丝公称直径、公称截面面积及理论重量

公称直径（mm）

公称截面面积（mm2）

理论重量（kg/m）

4.0

12.57

0.099

5.0

19.63

0.154

6.0

28.27

0.222

7.0

38.48

0.302

8.0

50.26

0.394

9.0

63.62

0.499

4.2.3普通钢筋的抗拉强度设计值fy及抗压强度设计值fyˊ应按表4.2.3－1采用，预应力钢筋的抗拉强度设计值fpy及抗压强度设计值fpyˊ应按表4.2.3－2采用。

当构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋应采用各自的强度设计值。

表4.2.3－1普通钢筋强度设计值（N/mm2）

种类

符号

fy

fyˊ

热轧钢筋

HPB235（Q235）

Φ

210

210

HRB335（20MnSi）

Φ

300

300

HRB400（20MnSiv、20MnSiNb、20MnTi）

Φ

360

360

RRB400（K2020MnSi）

ΦR

360

360

注：

在钢筋混凝土结构中，轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于300N/mm2时，仍应按300N/mm2取用。

表4.2.3－2预应力钢筋强度设计值（N/mm2）

种类

符号

fptk

fpy

fpy′

钢绞线

1×3

Φs

1860

1320

390

1720

1220

1570

1110

1×7

1860

1320

390

1720

1220

消除应

力钢丝

光面螺旋肋

Φp

ΦH

1770

1250

410

1670

1180

1570

1110

刻痕

ΦⅠ

1570

1110

410

热处理

钢筋

40Si2Mn

ΦHT

1470

1040

400

48Si2Mn

45Si2Cr

注：

当预应力钢绞线、钢丝的强度标准值不符合表4.2.2－2的规定时，其强度设计值应进行换算。

4.2.4钢筋弹性模量应按表4.2.4采用。

表4.2.4钢筋弹性模量（×105N/mm2）

种类

ES

HPB235（Q235）级钢筋

2.1

HRB335（20MnSi）级钢筋、HRB400（20MnSiv、20MnSiNb、20MnTi）级钢筋、RRB400（K2020MnSi）级钢筋、热处理钢筋

2.0

消除应力钢丝（光面钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝）

2.05

钢绞线

1.95

注：

必要时钢绞线可采用实测的弹性模量。

6.1.1预应力混凝土结构构件，除应根据使用条件进行承载力计算及变形、抗裂、裂缝宽度和应力验算外，尚应按具体情况对制作、运输及安装等施工阶段进行验算。

当预应力作为荷载效应考虑到时候，其设计值在本规范有关章节计算公式中给出。

对承载能力极限状态，当预应力效应对结构有利时，预应力分项系数应取1.0；不利时应取1.2。

对正常使用极限状态，预应力分项系数应取1.0。

第二篇基本构造规定

9.1.1伸缩缝的最大间距钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距宜符合表9.1.1的规定。

表9.1.1钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距（m）

结构类别

室内或土中

露天

排架结构

装配式

100

70

框架结构

装配式

75

50

现浇式

55

35

剪力墙结构

装配式

65

40

现浇式

45

30

挡土墙、地下室墙壁等类结构

装配式

40

30

现浇式

30

20

注：

1装配整体式结构房屋的伸缩缝间距宜按表中现浇式的数值取用；

2框架－剪力墙结构或框架－核心筒结构房屋的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值；

3当屋面无保温或隔热措施时，框架结构、剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用；

4现浇挑檐、雨罩等外露结构的伸缩缝间距不宜大于12m。

9.1.2对下列情况，本规范表9.1.1中的伸缩缝最大间距宜适当减小：

1柱高（从基础顶面算起）低于8m的排架结构（由于刚度大，温度收缩引起的柱顶水平位移可能导致柱中产生较大的约束应力）；

2屋面无保温或隔热措施的排架结构；

3位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构（因为这些结构温度收缩所造成的约束应力将更为严重）；

4采用滑模类施工工业的剪力墙结构（因为这些结构整体性强，温度收缩所引起的约束应力也将更大）；

5材料收缩较大（混凝土强度等级高、水泥用量多、流动性大的泵送混凝土及免振混凝土等情况）、室内结构因施工外露时间较长等。

9.1.3对下列情况，如有充分依据和可靠措施，本规范表9.1.1中的伸缩缝最大间距可适当增大：

1混凝土浇筑采用后浇带施工（混凝土后浇带：

30m～40m一道，宽度800～1000mm，一般钢筋贯通不断。

浇筑后浇带的时间不宜早于1～2个月）；

2采用专门的预加应力措施（应通过计算，按照应力变化和主拉应力的方向来设计和布置预应力钢筋）；

3采用能减少混凝土温度变化或收缩的措施（局部加强、采用预制构件或叠合结构、设置滑移层、采用膨胀剂补偿混凝土收缩、加强保温隔热措施、建筑物顶部采用音叉式变形缝）。

当增大伸缩缝间距时，尚应考虑温度变化或混凝土收缩对结构的影响（由间接作用引起的内力对结构安全也可能带来不利影响，对此应有足够的重视）。

9.1.4具有独立基础的排架、框架结构，当设置伸缩缝时，其双柱基础可不断开。

结构缝相关资讯

1混凝土中结构缝的概念

（1）结构缝有10种类型：

膨胀缝（伸缝）

收缩缝（缩缝）

沉降缝

防震缝（抗震缝）

体形缝

局部缝

施工缝

拼接缝

控制缝（引导缝，如预埋隔离片等）

界面缝。

（2）结构缝的8种做法：

全部断开的缝

上部断开的缝

顶部断开的缝

钢筋断开，混凝土接槎的缝

钢筋搭接，混凝土接槎的缝

钢筋焊接或机械连接，混凝土接槎的缝

钢筋连通，混凝土接槎的缝

钢筋及混凝土连续浇筑后引导开裂形成的缝

（3）缝的设计原则

应充分考虑现代建筑体形庞大、形状复杂、工厂混凝土收缩大等特点合理布置结构缝，减少约束应力的过大积聚；

综合考虑各种结构缝的功能和受力特点，加以合并，一缝多能；

合理构造：

采用全断开、半断开、部分断开和后断开等不同形式，使其能够承当作为结构缝应有的功能和作用；

缝的做法应能够在正常的施工条件下实现设计意图，具有可操作性；

应配套采取建筑处理手法，做好防水、防渗等措施，将设缝对建筑物的影响减少到最低限度。

2混凝土结构的间接裂缝

（1）约束应力及间接裂缝

影响观感和使用功能

影响结构的耐久性

结构中产生次内力

改变结构计算简图

（2）混凝土收缩的影响

混凝土原材料及成分的变化

混凝土抗裂性能相对降低

施工工艺变化的影响

结构形式的变化

试验标准与实际工程差异的影响

（3）温度变化的影响

大气环境的温差

施工早期的温差

施工养护的影响

3确定混凝土结构伸缩缝的主要因素：

结构所处环境

混凝土成型方式

结构形式

其他措施：

保温隔热、收缩率不同的混凝土材料、各种混凝土施工工艺（滑模等）

9.2.1纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋，其混凝土保护层厚度（钢筋外边缘至混凝土表面的距离）不应小于钢筋的公称直径，且应符合表9.2.1的规定

表9.2.1纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）

环境

类别

板墙壳

梁

柱

≤C20

C25～C45

≥C50

≤C20

C25～C45

≥C50

≤C20

C25～C45

≥C50

一

20

15

15

30

25

25

30

30

30

二

a

－

20

20

－

30

30

－

30

30

b

－

25

20

－

35

30

－

35

30

三

－

30

25

－

40

35

－

40

35

注：

基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm；当无垫层时不应小于70mm。

混凝土保护层相关资讯

（1）

混凝土保护层的作用

1钢筋于混凝土之间的粘结锚固

混凝土保护层愈厚，粘结锚固作用愈大

2保护钢筋免遭锈蚀

混凝土的碱性环境使包裹在里面的钢筋表面形成钝化膜而不易锈蚀。

碳化和脱钝会影响这种耐久性而使钢筋遭受锈蚀。

一定厚度保护层是保证结构耐久性所必需的条件。

3过厚的保护层将影响构件截面的“有效高度”。

确定混凝土保护层厚度应综合考虑粘结锚固、免遭锈蚀（耐久性）和构件截面的“有效高度”三个主要因素。

规范给出的混凝土保护层最小厚度正是保护层厚度的最低取值。

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（2）

1混凝土保护层最小厚度的基本值考虑了环境类别的影响，环境类别的分类如下：

环境类别

环境描述

备注

一

室内正常环境

遵循《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

二

a

室内潮湿环境、露天环境及无侵蚀性水或土壤环境

b

严寒和寒冷地区的露天环境及与无侵蚀性水或土壤直接接触的环境

三

使用除冰盐环境、严寒和寒冷地区冬季水位变动环境、滨海室外环境

四

海洋环境

遵循《港口工程混凝土及钢筋混凝土结构设计规范》JTJ267

五

化工及侵蚀性介质腐蚀的环境

遵循《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046

GB50010规范考虑了环境类别对混凝土的影响。

2构件类型的影响

混凝土保护层厚度的基本值把构件分成板墙壳、梁、柱3类。

3基础中钢筋保护层

基础中钢筋保护层:

无垫层40mm；有垫层70mm。

4预制混凝土钢筋的保护层厚度

当混凝土强度等级不低于C20时，保护层厚度可以减少5mm，处于二类环境中的构件，当表面另作水泥砂浆抹面层并有质量保证措施时，可按一类环境考虑。

预应力钢筋保护层不应小于15mm。

受弯构件钢筋端头保护层厚度应不小于10mm。

肋形板主肋钢筋保护层应按梁的数值采用。

5辅助钢筋的保护层厚度

梁、柱中的箍筋、构造筋的保护层不应小于15mm。

板、墙、壳中分布钢筋保护层可按基本保护层数值减少10mm，但在任何情况下不应小于10mm。

6保护层的其他构造要求：

61露天悬臂构件保护层的保护层要求：

露天悬臂构件

62厚保护层中的表面配