《混凝土結構設計規(guī)范》（GB 50010－2002）之結構分析
2006-02-15 00:00
5 結構分析
5.1 基本原則
5.1 基本原則
5.1.1 結構按承載能力極限狀態(tài)計算和按正常使用極限狀態(tài)驗算時，應按國家現(xiàn)行有關標準規(guī)定的作用（荷載）對結構的整體進行作用（荷載）效應分析；必要時，尚應對結構中受力狀況特殊的部分進行更詳細的結構分析。
5.1.2 當結構在施工和使用期的不同階段有多種受力狀況時，應分別進行結構分析，并確定其最不利的作用效應組合。
結構可能遭遇火災、爆炸、撞擊等偶然作用時，尚應按國家現(xiàn)行有關標準的要求進行相應的結構分析。
5.1.3 結構分析所需的各種幾何尺寸，以及所采用的計算圖形、邊界條件、作用的取值與組合、材料性能的計算指標、初始應力和變形狀況等，應符合結構的實際工作狀況，并應具有相應的構造保證措施。
結構分析中所采用的各種簡化和近似假定，應有理論或試驗的依據(jù)，或經(jīng)工程實踐驗證。計算結果的準確程度應符合工程設計的要求。
5.1.4 結構分析應符合下列要求：
1、應滿足力學平衡條件；
2、應在不同程度上符合變形協(xié)調條件，包括節(jié)點和邊界的約束條件；
3、應采用合理的材料或構件單元的本構關系。
5.1.5 結構分析時，宜根據(jù)結構類型、構件布置、材料性能和受力特點等選擇下列方法：
——線彈性分析方法；
——考慮塑性內力重分布的分析方法；
——塑性極限分析方法；
——非線性分析方法；
——試驗分析方法。
5.1.6 結構分析所采用的電算程序應經(jīng)考核和驗證，其技術條件應符合本規(guī)范和有關標準的要求。
對電算結果，應經(jīng)判斷和校核；在確認其合理有效后，方可用于工程設計。
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構的承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的作效應分析。
5.2.2 桿系結構宜按空間體系進行結構整體分析，并宜考慮桿件的彎曲、軸向、剪切和扭轉變形對結構內力的影響。
當符合下列條件時，可作相應簡化：
1、體形規(guī)則的空間桿系結構，可沿柱列或墻軸線分解為不同方向的平面結構分別進行分析，但宜考慮平面結構的空間協(xié)同工作；
2、桿件的軸向、剪切和扭轉變形對結構內力的影響不大時，可不計及；
3、結構或桿件的變形對其內力的二階效應影響不大時，可不計及。
5.2.3 桿系結構的計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)澆結構和裝配整體式結構的梁柱節(jié)點、柱與基礎連接處等可作為剛接；梁、板與其支承構件非整體澆筑時，可作為鉸接；
3、桿件的計算跨度或計算高度宜按其兩端支承長度的中心距或凈距確定，并根據(jù)支承節(jié)點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大于桿件中間截面的剛度時，可作為剛域插入計算圖形。
5.2.4 桿系結構中桿件的截面剛度應按下列方法確定：
1、混凝土的彈性模量應按本規(guī)范表 4.1.5 采用；
2、截面慣性矩可按勻質的混凝土全截面計算；
3、Ｔ形截面桿件的截面慣性矩宜考慮翼緣的有效寬度進行計算，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，應考慮其剛度變化對結構分析的影響；
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 桿系結構宜采用解析法、有限元法或差分法等分析方法。對體形規(guī)則的結構，可根據(jù)其受力特點和作用的種類采用有效的簡化分析方法。
5.2.6 對與支承構件整體澆筑的梁端，可取支座或節(jié)點邊緣截面的內力值進行設計。
5.2.7 各種雙向板按承載能力極限狀態(tài)計算和按正常使用極限狀態(tài)驗算時，均可采用線彈性方法進行作用效應分析。
5.2.8 非桿系的二維或三維結構可采用彈性理論分析、有限元分析或試驗方法確定其彈性應力分布，根據(jù)主拉應力圖形的面積確定所需的配筋量和布置，并按多軸應力狀態(tài)驗算混凝土的強度。混凝土的多軸強度和破壞準則或按附錄 C 的規(guī)定計算。
結構按承載能力極限狀態(tài)計算時，其荷載和材料性能指標可取為設計值；按正常使用極限狀態(tài)驗算時，其荷載和材料性能指標可取為標準值。
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，宜采用考慮塑性內力重分布的分析方法，其內力值可由彎矩調幅法確定。
框架、框架－剪力墻結構以及雙向板等，經(jīng)過彈性分析求得內力后，也可對支座或節(jié)點彎矩進行調幅，并確定相應的跨中彎矩。
按考慮塑性內力重分布的分析方法設計的結構和構件，尚應滿足正常使用極限狀態(tài)的要求或采取有效的構造措施。
對于直接承受動力荷載的構件，以及要求不出現(xiàn)裂縫或處于侵蝕環(huán)境等情況下的結構，不應采用考慮塑性內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行承載能力極狀態(tài)設計，同時應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)結構布置和荷載的特點，可采用彎矩系數(shù)法或等代框架法計算承載能力極限狀態(tài)的內力設計值。
5.3.4 特別重要的或受力狀況特殊的大型桿系結構和二維、三維結構，必要時尚應對結構的整體或其部分進行受力全過程的非線性分析。
結構的非線性分析宜遵循下列原則：
1、結構形狀、尺寸和邊界條件，以及所用材料的強度等級和主要配筋量等應預先設定；
2、材料的性能指標宜取平均值；
3、材料的、截面的、構件的或各種計算單元的非線性本構關系宜通過試驗測定；也可采用經(jīng)過驗證的數(shù)學模型，其參數(shù)值應經(jīng)過標定或有可靠的的依據(jù)?；炷恋膯屋S應力－應變關系、多軸強度和破壞準則也可按附錄 C 采用；
4、宜計入結構的幾何非線性對作用效應的不利影響；
5、承載能力極限狀態(tài)計算時應取作用效應的基本組合，并應根據(jù)結構構件的受力特點和破壞形態(tài)作相應的修正；正常使用極限狀態(tài)驗算時可取作用效應的標準組合和準永久組合。
5.3.5 對體形復雜或受力狀況特殊的結構或其部分，可采用試驗方法對結構的正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)進行分析或復核。
5.3.6 當結構所處環(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構中產(chǎn)生的作用效應可能危及結構的正常使用時，應進行專門的結構分析。
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