混凝土结构设计规范 GB50010-2010

4.2.1 混凝土结构的钢筋应按下列规定选用： 1 纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋； 2 梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋； 3 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋； 4 预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。 4.2.2 钢筋的强度标准值应具有不小于95％的保证率。 普通钢筋的屈服强度标准值fyk、极限强度标准值fstk应按表4.2.2—1采用；预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋的屈服强度标准值fpyk、极限强度标准值fptk应按表4.2.2—2采用。 注：极限强度标准值为1960N／mm2的钢绞线作后张预应力配筋时，应有可靠的工程经验。 4.2.3 普通钢筋的抗拉强度设计值fy、抗压强度设计值  应按表4.2.3—1采用；预应力筋的抗拉强度设计值fpy、抗压强度设计值  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。横向钢筋的抗拉强度设计值fyv应按表中fy的数值采用；当用作受剪、受扭、受冲切承载力计算时，其数值大于360N／mm2时应取360N／mm2。 4. 2. 5 普通钢筋和预应力筋的弹性模量Es应按表4. 2. 5采用。
注：当纵向受拉钢筋采用闪光接触对焊连接时，其接头处的钢筋疲劳应力幅限值应按表中数值乘以0.8取用。 4.2.7 构件中的钢筋可采用并筋的配置形式。直径28mm及以下的钢筋并筋数量不应超过3根；直径32mm的钢筋并筋数量宜为2根；直径36mm及以上的钢筋不应采用并筋。并筋应按单根等效钢筋进行计算，等效钢筋的等效直径应按截面面积相等的原则换算确定。 4.2.8 当进行钢筋代换时，除应符合设计要求的构件承载力、最大力下的总伸长率、裂缝宽度验算以及抗震规定以外，尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、钢筋锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。 4.2.9 当构件中采用预制的钢筋焊接网片或钢筋骨架配筋时，应符合国家现行有关标准的规定。 4.2.10 各种公称直径的普通钢筋、预应力筋的公称截面面积及理论重量应按本规范附录A采用。   条文说明   4.2 钢 筋 4.2.1 根据钢筋产品标准的修改，不再限制钢筋材料的化学成分和制作工艺，而按性能确定钢筋的牌号和强度级别，并以相应的符号表达。 本次修订根据“四节一环保”的要求，提倡应用高强、高性能钢筋。根据混凝土构件对受力的性能要求，规定了各种牌号钢筋的选用原则。 1 增加强度为500MPa级的热轧带肋钢筋；推广400MPa、500MPa级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的主导钢筋；限制并准备逐步淘汰335MPa级热轧带肋钢筋的应用；用300MPa级光圆钢筋取代235MPa级光圆钢筋。在规范的过渡期及对既有结构进行设计时，235MPa级光圆钢筋的设计值仍按原规范取值。 2 推广具有较好的延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性的HRB系列普通热轧带肋钢筋。列入采用控温轧制工艺生产的HRBF系列细晶粒带肋钢筋。 3 RRB系列余热处理钢筋由轧制钢筋经高温淬水，余热处理后提高强度。其延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性降低，一般可用于对变形性能及加工性能要求不高的构件中，如基础、大体积混凝土、楼板、墙体以及次要的中小结构构件等。 4 增加预应力筋的品种：增补高强、大直径的钢绞线；列入大直径预应力螺纹钢筋(精轧螺纹钢筋)；列入中强度预应力钢丝以补充中等强度预应力筋的空缺，用于中、小跨度的预应力构件；淘汰锚固性能很差的刻痕钢丝。 5 箍筋用于抗剪、抗扭及抗冲切设计时，其抗拉强度设计值受到限制，不宜采用强度高于400MPa级的钢筋。当用于约束混凝土的间接配筋(如连续螺旋配箍或封闭焊接箍)时，其高强度可以得到充分发挥，采用500MPa级钢筋具有一定的经济效益。 6 近年来，我国强度高，性能好的预应力钢筋(钢丝、钢绞线)已可充分供应，故冷加工钢筋不再列入本规范。 4.2.2 钢筋及预应力筋的强度按现行国家标准《钢筋混凝土用钢》GB 1499、《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB 13014、《中强度预应力混凝土用钢丝》YB／T156、 《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB／T 20065、《预应力混凝土用钢丝》GB／T 5223、《预应力混凝土用钢绞线》GB／T 5224等的规定给出，其应具有不小于95％的保证率。 普通钢筋采用屈服强度标志。屈服强度标准值fyk相当于钢筋标准中的屈服强度特征值ReL。由于结构抗倒塌设计的需要，本次修订增列了钢筋极限强度(即钢筋拉断前相应于最大拉力下的强度)的标准值fstk，相当于钢筋标准中的抗拉强度特征值Rm。 预应力筋没有明显的屈服点，一般采用极限强度标志。极限强度标准值fptk相当于钢筋标准中的钢筋抗拉强度σb。在钢筋标准中一般取0.002残余应变所对应的应力σp0.2作为其条件屈服强度标准值fpyk。本条对新增的预应力螺纹钢筋及中强度预应力钢丝列出了有关的设计参数。 本次修订补充了强度级别为1960MPa和直径为21.6mm的钢绞线。当用作后张预应力配筋时，应注意其与锚夹具的匹配性。应经检验并确认锚夹具及工艺可靠后方可在工程中应用。原规范预应力筋强度分档太琐碎，故删除不常使用的预应力筋的强度等级和直径，以简化设计时的选择。 4.2.3 钢筋的强度设计值为其强度标准值除以材料分项系数γs的数值。延性较好的热轧钢筋γs取1.10。但对新列入的高强度500MPa级钢筋适当提高安全储备，取为1.15。对预应力筋，取条件屈服强度标准值除以材料分项系数γs，由于延性稍差，预应力筋γs一般取不小于1.20。对传统的预应力钢丝、钢绞线取0.85σb作为条件屈服点，材料分项系数1.2，保持原规范值；对新增的中强度预应力钢丝和螺纹钢筋，按上述原则计算并考虑工程经验适当调整，列于表4.2.3—2中。 钢筋抗压强度设计值  取与抗拉强度相同，而预应力筋较小。这是由于构件中钢筋受到混凝土极限受压应变的控制，受压强度受到制约的缘故。 根据试验研究，限定受剪、受扭、受冲切箍筋的抗拉强度设计值fyv不大于360N／mm2；但用作围箍约束混凝土的间接配筋时，其强度设计值不限。 钢筋标准中预应力钢丝、钢绞线的强度等级繁多，对于表中未列出的强度等级可按比例换算，插值确定强度设计值。无粘结预应力筋不考虑抗压强度。预应力筋配筋位置偏离受力区较远时，应根据实际受力情况对强度设计值进行折减。 原规范中有关轴心受拉和小偏心受拉构件中的抗拉强度设计取值的注删去，这是由于采用裂缝宽度计算控制，无须再限制强度值了。  当构件中配有不同牌号和强度等级的钢筋时，可采用各自的强度设计值进行计算。因为尽管强度不同，但极限状态下各种钢筋先后均已达到屈服。 4.2.4 本条为新增条文，明确提出了对钢筋延性的要求。根据我国钢筋标准，将最大力下总伸长率δgt的作为控制钢筋延性的指标。最大力下总伸长率δgt不受断口-颈缩区域局部变形的影响，反映了钢筋拉断前达到最大力(极限强度)时的均匀应变，故又称均匀伸长率。 对中强度预应力钢丝，产品标准规定其最大力下总伸长率δgt为2.5％。但本规范规定，中强度预应力钢丝用做预应力钢筋时，规定其最大力下总伸长率δgt应不小于3.5％ 4.2.5 钢筋的弹性模量同原规范。由于制作偏差、基圆面积率不同以及钢绞线捻绞紧度差异等因素的影响，实际钢筋受力后的变形模量存在一定的不确定性，而且通常不同程度地偏小。因此必要时可通过试验测定钢筋的实际弹性模量，用于设计计算。 4.2.6 国内外的疲劳试验研究表明：影响钢筋疲劳强度的主要因素为钢筋的疲劳应力幅  。本次修订根据钢筋疲劳强度设计值，给出了考虑疲劳应力比值的钢筋疲劳应力幅限值  ，并改变了表达形式：将原规范按应力比值区间取一个值，改为应力比值与应力幅限值对应而由内插取值，使计算更加准确。 出于对延性的考虑，表中未列入细晶粒HRBF钢筋，当其用于疲劳荷载作用的构件时，应经试验验证。HRB500级带肋钢筋尚未进行充分的疲劳试验研究，因此承受疲劳作用的钢筋宜选用HRB400热轧带肋钢筋。RRB400级钢筋不宜用于直接承受疲劳荷载的构件。 钢绞线的疲劳应力幅限值参考了我国现行规范《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3。该规范根据1860MPa级高强钢绞线的试验，规定疲劳应力幅限值为140N／mm2。考虑到本规范中钢绞线强度为1570MPa级以及预应力钢筋在曲线管道中等因素的影响，故表中采用偏安全的限值。 4.2.7 为解决粗钢筋及配筋密集引起设计、施工的困难，本次修订提出了受力钢筋可采用并筋(钢筋束)的布置方式。国外标准中允许采用绑扎并筋的配筋形式，我国某些行业规范中已有类似的规定。经试验研究并借鉴国内、外的成熟做法，给出了利用截面积相等原则计算并筋等效直径的简便方法。本条还给出了应用并筋时，钢筋最大直径及并筋数量的限制。 并筋等效直径的概念适用于本规范中钢筋间距、保护层厚度、裂缝宽度验算、钢筋锚固长度、搭接接头面积百分率及搭接长度等有关条文的计算及构造规定。 相同直径的二并筋等效直径可取为1.41倍单根钢筋直径；三并筋等效直径可取为1.73倍单根钢筋直径。二并筋可按纵向或横向的方式布置；三并筋宜按品字形布置，并均按并筋的重心作为等效钢筋的重心。 4.2.8 钢筋代换除应满足等强代换的原则外，尚应综合考虑不同钢筋牌号的性能差异对裂缝宽度验算、最小配筋率、抗震构造要求等的影响，并应满足钢筋间距、保护层厚度、锚固长度、搭接接头面积百分率及搭接长度等的要求。 4.2.9 钢筋的专业化加工配送有利于节省材料、方便施工、提高工程质量。采用钢筋焊接网片时应符合《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的规定。宜进一步推广钢筋专业加工配送生产预制钢筋骨架的设计、施工方式。 4.2.10 混凝土结构设计中，要用到各类钢筋的公称直径、公称截面面积及理论重量。根据有关钢筋标准的规定在附录A中列出了有关的参数。