《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010－2002）之結(jié)構(gòu)分析

2006-02-15 00:00

5 結(jié)構(gòu)分析

5.1 基本原則

5.1.1 結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算和按正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的作用（荷載）對(duì)結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行作用（荷載）效應(yīng)分析；必要時(shí)，尚應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)中受力狀況特殊的部分進(jìn)行更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析。

5.1.2 當(dāng)結(jié)構(gòu)在施工和使用期的不同階段有多種受力狀況時(shí)，應(yīng)分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，并確定其最不利的作用效應(yīng)組合。

結(jié)構(gòu)可能遭遇火災(zāi)、爆炸、撞擊等偶然作用時(shí)，尚應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析。

5.1.3 結(jié)構(gòu)分析所需的各種幾何尺寸，以及所采用的計(jì)算圖形、邊界條件、作用的取值與組合、材料性能的計(jì)算指標(biāo)、初始應(yīng)力和變形狀況等，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況，并應(yīng)具有相應(yīng)的構(gòu)造保證措施。

結(jié)構(gòu)分析中所采用的各種簡(jiǎn)化和近似假定，應(yīng)有理論或試驗(yàn)的依據(jù)，或經(jīng)工程實(shí)踐驗(yàn)證。計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確程度應(yīng)符合工程設(shè)計(jì)的要求。

    5.1.4 結(jié)構(gòu)分析應(yīng)符合下列要求：

    1、應(yīng)滿足力學(xué)平衡條件；

    2、應(yīng)在不同程度上符合變形協(xié)調(diào)條件，包括節(jié)點(diǎn)和邊界的約束條件；

    3、應(yīng)采用合理的材料或構(gòu)件單元的本構(gòu)關(guān)系。

5.1.5 結(jié)構(gòu)分析時(shí)，宜根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、構(gòu)件布置、材料性能和受力特點(diǎn)等選擇下列方法：

　　——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；
　　——試驗(yàn)分析方法。

    5.1.6 結(jié)構(gòu)分析所采用的電算程序應(yīng)經(jīng)考核和驗(yàn)證，其技術(shù)條件應(yīng)符合本規(guī)范和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

    對(duì)電算結(jié)果，應(yīng)經(jīng)判斷和校核；在確認(rèn)其合理有效后，方可用于工程設(shè)計(jì)。

    5.2 線彈性分析方法

    5.2.1 線彈性分析方法可用于混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的作效應(yīng)分析。

    5.2.2 桿系結(jié)構(gòu)宜按空間體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析，并宜考慮桿件的彎曲、軸向、剪切和扭轉(zhuǎn)變形對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。

    當(dāng)符合下列條件時(shí)，可作相應(yīng)簡(jiǎn)化：

    1、體形規(guī)則的空間桿系結(jié)構(gòu)，可沿柱列或墻軸線分解為不同方向的平面結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行分析，但宜考慮平面結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同工作；

    2、桿件的軸向、剪切和扭轉(zhuǎn)變形對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響不大時(shí)，可不計(jì)及；

    3、結(jié)構(gòu)或桿件的變形對(duì)其內(nèi)力的二階效應(yīng)影響不大時(shí)，可不計(jì)及。

    5.2.3 桿系結(jié)構(gòu)的計(jì)算圖形宜按下列方法確定：

    1、桿件的軸線宜取截面幾何中心的連線；

    2、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和裝配整體式結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)、柱與基礎(chǔ)連接處等可作為剛接；梁、板與其支承構(gòu)件非整體澆筑時(shí)，可作為鉸接；

    3、桿件的計(jì)算跨度或計(jì)算高度宜按其兩端支承長(zhǎng)度的中心距或凈距確定，并根據(jù)支承節(jié)點(diǎn)的連接剛度或支承反力的位置加以修正；

    4、桿件間連接部分的剛度遠(yuǎn)大于桿件中間截面的剛度時(shí)，可作為剛域插入計(jì)算圖形。

    5.2.4 桿系結(jié)構(gòu)中桿件的截面剛度應(yīng)按下列方法確定：

    1、混凝土的彈性模量應(yīng)按本規(guī)范表 4.1.5 采用；

    2、截面慣性矩可按勻質(zhì)的混凝土全截面計(jì)算；

    3、Ｔ形截面桿件的截面慣性矩宜考慮翼緣的有效寬度進(jìn)行計(jì)算，也可由截面矩形部分面積的慣性矩作修正后確定；

    4、端部加腋的桿件，應(yīng)考慮其剛度變化對(duì)結(jié)構(gòu)分析的影響；

    5、不同受力狀態(tài)桿件的截面剛度，宜考慮混凝土開裂、徐變等因素的影響予以折減。

5.2.5 桿系結(jié)構(gòu)宜采用解析法、有限元法或差分法等分析方法。對(duì)體形規(guī)則的結(jié)構(gòu)，可根據(jù)其受力特點(diǎn)和作用的種類采用有效的簡(jiǎn)化分析方法。

5.2.6 對(duì)與支承構(gòu)件整體澆筑的梁端，可取支座或節(jié)點(diǎn)邊緣截面的內(nèi)力值進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5.2.7 各種雙向板按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算和按正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，均可采用線彈性方法進(jìn)行作用效應(yīng)分析。

    5.2.8 非桿系的二維或三維結(jié)構(gòu)可采用彈性理論分析、有限元分析或試驗(yàn)方法確定其彈性應(yīng)力分布，根據(jù)主拉應(yīng)力圖形的面積確定所需的配筋量和布置，并按多軸應(yīng)力狀態(tài)驗(yàn)算混凝土的強(qiáng)度?；炷恋亩噍S強(qiáng)度和破壞準(zhǔn)則或按附錄 C 的規(guī)定計(jì)算。

    結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)，其荷載和材料性能指標(biāo)可取為設(shè)計(jì)值；按正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，其荷載和材料性能指標(biāo)可取為標(biāo)準(zhǔn)值。

    5.3 其他分析方法

    5.3.1 房屋建筑中的鋼筋混凝土連續(xù)梁和連續(xù)單向板，宜采用考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法，其內(nèi)力值可由彎矩調(diào)幅法確定。

    框架、框架－剪力墻結(jié)構(gòu)以及雙向板等，經(jīng)過(guò)彈性分析求得內(nèi)力后，也可對(duì)支座或節(jié)點(diǎn)彎矩進(jìn)行調(diào)幅，并確定相應(yīng)的跨中彎矩。
　　按考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，尚應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求或采取有效的構(gòu)造措施。

    對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件，以及要求不出現(xiàn)裂縫或處于侵蝕環(huán)境等情況下的結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法。

5.3.2 承受均布荷載的周邊支承的雙向矩形板，可采用塑性鉸線法或條帶法等塑性極限分析方法進(jìn)行承載能力極狀態(tài)設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。

5.3.3 承受均布荷載的板柱體系，根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和荷載的特點(diǎn)，可采用彎矩系數(shù)法或等代框架法計(jì)算承載能力極限狀態(tài)的內(nèi)力設(shè)計(jì)值。

    5.3.4 特別重要的或受力狀況特殊的大型桿系結(jié)構(gòu)和二維、三維結(jié)構(gòu)，必要時(shí)尚應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體或其部分進(jìn)行受力全過(guò)程的非線性分析。

    結(jié)構(gòu)的非線性分析宜遵循下列原則：

    1、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和邊界條件，以及所用材料的強(qiáng)度等級(jí)和主要配筋量等應(yīng)預(yù)先設(shè)定；

    2、材料的性能指標(biāo)宜取平均值；

    3、材料的、截面的、構(gòu)件的或各種計(jì)算單元的非線性本構(gòu)關(guān)系宜通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定；也可采用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的數(shù)學(xué)模型，其參數(shù)值應(yīng)經(jīng)過(guò)標(biāo)定或有可靠的的依據(jù)?；炷恋膯屋S應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系、多軸強(qiáng)度和破壞準(zhǔn)則也可按附錄 C 采用；

    4、宜計(jì)入結(jié)構(gòu)的幾何非線性對(duì)作用效應(yīng)的不利影響；

    5、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)應(yīng)取作用效應(yīng)的基本組合，并應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)作相應(yīng)的修正；正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)可取作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合。

5.3.5 對(duì)體形復(fù)雜或受力狀況特殊的結(jié)構(gòu)或其部分，可采用試驗(yàn)方法對(duì)結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行分析或復(fù)核。

5.3.6 當(dāng)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度和濕度發(fā)生變化，以及混凝土的收縮和徐變等因素在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的作用效應(yīng)可能危及結(jié)構(gòu)的正常使用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門的結(jié)構(gòu)分析。

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