混凝土结构设计标准篇(1)

关键词:结构实体；混凝土强度;检测方法

中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号：

1．混凝土结构实体强度的重要性

传统规范以标准养护的立方体抗压强度(标养强度)作为混凝土强度验收的依据。但实际上其是一种“材料强度”，只反映拌合物的质量(材料及配合比)，由于养护条件(温度、湿度)和龄期(承载时间)与结构实际情况不同， 两者存在着差异而缺乏代表性。如何更真实地反映结构混凝土的实际强度,这是工程界长期以来探讨的实质性问题。

2、混凝土强度的概念

(1)混凝土立方体抗压强度标准值ƒcu,k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。标准值是确定混凝土强度等级的依据，可划分为：C15~C80十四个等级；也是混凝土结构设计中混凝土力学性能最基本的指标，确定混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值及设计值。

(2)实体构件混凝土强度推定值丘ƒcu,e系指检测龄期结构混凝土相当于边长为150mm的立方体试件抗压强度95％特征值的推定值。现场检测提供的混凝土强度推定值。评定时可将ƒcu,e与ƒcu,k进行比较，判定其力学性能指标是否满足设计要求。

(3)结构实体强度。《混凝土结构工程施工质量验收规范》第10.1.3条有两种方法采用：一种是以在混凝土浇筑地点制备并与结构实体同条件养护的试件强度为依据，另一种是可根据合同的约定，采用非破损或局部破损的检测方法，按国家现行有关标准的规定进行。

3ƒcu,k与ƒcu,e两者的区别

两者均是混凝土抗压强度的力学性能,ƒcu,k主要用于确定混凝土强度等级、弹性(变形)模量及结构设计的计算ƒcu,e主要用于结构实体中构件的混凝土强度测试及结构鉴定与评价，是处理混凝土质量问题的依据。区别如下。

(1) ƒcu,k是混凝土结构力学性能最基本的指标，是在许多标准条件试验得到的。标准条件包括：150mm的立方体试件、标准方法制作养护、28d龄期、标准试验方法等。

(2) ƒcu,k是结构设计混凝土强度取值的依据，如轴心抗压强度标准值、设计值、弹性模量等；是影响混凝土结构可靠性的重要因素，为保证结构的可靠性，必须进行混凝土的生产控制和合格评定(工程验收)。

(3) ƒcu,e是根据样本参数对母体具有95％保证率特征值的推定值，结构实体混凝土一般不具有标准养护的条件。检测龄期又不能正好是28d，现场抽样检测只能提供检测龄期结构混凝土相当于边长为150mm的立方体试件抗压强度95％特征值的推定值。

4、ƒcu,k与ƒcu,e两者的联系

ƒcu,K和ƒcu,e都是反映同一配合比混凝土抗压强度的力学性能指标，两者存在密切的联系。

(1)《建筑结构可靠度设计统一标准》指出材料的强度、模量等物理力学性能，应根据相关的试验方法标准经试验确定。当利用标准试件的试验结果确定结构中实际的材料性能时。尚应考虑实际结构与标准试件、实际工作条件与标准试验条件的差别。用材料的标准试件试验所得的材料性能ƒspe，一般来说，不等同于结构中实际的材料性能ƒstr，有时两者可能有较大差别。例如，材料试件的加荷速度远超过实际结构的受荷速度，致使试件的材料强度较实际结构中偏高；试件的尺寸远小于结构的尺寸，致使试件的材料强度受到尺寸效应的影响而与结构中不同；有些材料，如混凝土，其标准试件的成型和养护与实际结构并不完全相同，有时甚至相差很大，以致两者的材料性能有所差别。所有这些因素一般习惯于采用换算系数或函数K。来考虑，从而结构中实际的材料性能与标准试件材料性能的关系可用下式表示：

ƒstr=K0ƒspe

由于结构所处的状态具有变异性，因此换算系数或函数K0也是随机变量。

(2)《混凝土结构设计规范》考虑到结构中混凝土强度与试件混凝土强度之间的差异，根据以往的经验，并结合实验数据分析，以及参考其他国家的有关规定，对试件混凝±强度修正系数K0取为o.88。轴心抗压、轴心抗拉强度标准值分别按下列公式计算：

查阅世界各国相关技术标准：美国ACl318-92和德国DINl085标准中取0.85，丹麦和挪威的国家标准分别取K0为0.90和0.70。我国《港口工程混凝土非破损检测技术规程}JTJ/T272经天津围际大厦工程和金煌大厦工程及模拟构件进行了芯样强度和标准立方体试块强度的平行试验，在1250个芯样强度数据的基础上，统计分析得出：” K0值随混凝土强度的增高而增高。”对不同强度等级的混凝土，建议按表1选用K0值：

表1 混凝土K0的选择

(3)由于同条件养护试件与标准养护条件的差异，包括温度、湿度等条件的差异，结构实体混凝土强度通常低于标准养护条件下的混凝土强度，《混凝土结构工程施工质量验收规范》考虑到实际混凝土结构及同条件试件可能失水等不利于强度增长的因素，经试验研究及工程调查，同条件养护试件检验时，可将同组试件的强度代表值除折算系数1.10后，(即K0=1／1.10=0.909)，按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准}GBJ 107评定。

5结构实体混凝土强度的检测方法

结构或构件混凝土抗压强度的检测，可采用间接法中的回弹法、超声同弹综合法、后装拔小法，也可采用直接测定混凝土抗压强度的钻芯法，检测操作应分别遵守相应技术规程的规定。

(1)采用回弹法时，被检测混凝土的表层质量应具有代表性，且混凝土的抗压强度和龄期不应超过相应技术规程限定的范围；当采用回弹法按批量检测泵送混凝土抗压强度时，当不需要提供每个受检构件混凝土强度推定值且总测区数满足推定区间限值要求，每个构件布置的测Ⅸ数量可适当减少，但不宜少于3个，从而扩大构件数量，将漏判概率进一步降低；

(2)采用超声回弹综合法时，被检测混凝土的内外质量应无明显差异，且混凝土的抗压强度不应超过相应技术规程限定的范嗣；

混凝土结构设计标准篇(2)

关键词：回弹法；混凝土检测；无损检测

Abstract: Rebound method as one of the nondestructive testing methods, it is mainly for testing concrete compressive strength; their test results can only be one of the evaluation proof for the field strength of concrete or the quality problems of concrete treatment, and it can not be used to assess the compressive strength of concrete.Key words: rebound method; concrete testing; non-destructive testing

中图分类号：TU7 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

回弹法检测结构混凝土强度是建设工程检测工作的常用方法，混凝土的回弹检测报告也是设计研究处理的重要依据。回弹法在我国使用已达四十余年，国外在使用回弹法时精度并不高，有的只能定性判断混凝土质量，不能定量给出具体的强度数值。但回弹法在我国却越用越广泛，这不仅因为回弹法简便、灵活、符合国情，更是由于我国已解决了回弹仪回弹法使用精度不高不能普遍推广的关键问题。由于回弹法是通过回弹仪检测混凝土表面硬度从而推算出混凝土强度的方法，因此不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土结构或构件的检测。当混凝土表面遭受了火灾、冻伤、受化学物质侵蚀或内部有缺陷时，就不能直采用回弹法检测。 当发生以下情况时都必须对结构或构件进行回弹检测：

取样缺乏代表性，无见证取样或未按标准制作试块；

2、试块强度按《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）评定为不合格；

3、对试块强度或现场结构混凝土强度产生怀疑；

4、进行房屋建筑鉴定；

5、当采用取芯的办法来检验混凝土强度而无法取芯时。

检测的结果是强度的推定值，并不代表被检测结构或部位的混凝土强度等级。根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2011）规定，采用非破损检验方法或从结构、构件中钻取芯样的方法对混凝土强度进行推定，作为是否应进行处理的依据，同时条文说明规定不允许采用非破损检验方法或从结构、构件中钻取芯样的方法去取代制作的标准试件来做混凝土强度评定。

为什么不能作为评定混凝土强度等级的依据呢？先介绍混凝土强度等级和回弹法检测混凝土强度确定的定义，混凝土强度等级是按标准方法制作的边长为150mm的标准尺寸的立方体试件，在温度为202C、相对湿度为95%以上的标准养护室或在温度为202C的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中，养护至28d龄期时按标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23—2001）规定回弹所确定的混凝土抗压强度，相当于施工现场与构件的材料质量，成型工艺，养护条件和龄期等相同的条件下制作的边长为150mm立方体混凝土试块抗压强度。由此可见两者代表的试块不同，强度也存在着差异：

制作成型、养护条件不同。

现场的结构或构件的混凝土振捣方式、温湿度与标养条件不同造成混凝土强度的增长速度不同。当混凝土的振捣密实度差，温度过低，气候干燥，养护不够时，28d的混凝土强度低于标养的试块强度。理所当然，回弹检测强度也低于标养的试块强度。

龄期不同。

回弹检测规程适用的龄期为14d以上，所检测的结构或构件龄期往往是大于28d，甚至1年以上，而现在混凝土强度28天后仍有很大的增长，而国家的规范和标准、规程没有条文规定混凝土强度与龄期间的关系式。所以回弹检测的混凝土强度相当于同龄期的试块强度，而不是相当于28d的试块强度。

回弹检测值只代表现场砼立方体表面抗压强度。

回弹时往往受测区测面条件（包括平整度、湿度及碳化深度）的影响，检测值通常比同测区钻芯法检测值低，因此回弹法检测强度保证率大大高于立方体试块强度平均值的保证率。

在回弹值按碳化深度平均值换算为立方体强度时也存在着误差。误差在15%内。

所以不能使用回弹检测值作混凝土强度的评定。《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）第4.6.5规定，评定结构构件的混凝土强度应采用标准试件的混凝土强度。

回弹法检测值可作为是否应处理的依据。一旦需要对结构或构件的混凝土强度进行回弹法检测，以便确定结构或构件在承载能力极限状态下是否安全可靠，就必须以混凝土强度检测值为依据，对结构进行验算。但验算时如何取值呢？现行的规范、标准和规程都未明确规定。在此我提一些建议，供大家参考。

先介绍各混凝土强度等级的设计强度取值规定，《混凝土结构设计规范》GBJ 10-89对混凝土的各种受力特征的强度取值，均以各强度等级混凝土的立方体抗压强度标准值fcu,k为基础，分别确定结构中混凝土的轴心抗压、弯曲抗压、抗拉强度的标准值、设计值。如：结构中混凝土轴心抗压强度标准值fck的取值确定为fck=k1k2k3fcu,k，

其中

k1---混凝土立方体抗压强度与混凝土轴心抗压强度间差异的影响系数为0.8

k2---混凝土立方体标准尺寸改变影响系数为0.95

k3---结构混凝土强度与试件强度间差异影响系数为0.88

混凝土材料的分项系数为1.35，所以轴心抗压强度设计值取fc=fck/1.35。

因回弹法检测规程规定的强度推定方法，是在考虑与建筑结构的统一标准对材料标准取值协调一致的基础上提出的，所以结构或构件验算时可将检测强度推定值fcu,e代替fcu,k。但由于回弹检测强度与标准试件的混凝土强度存在差异，所以在验算时将fcu,e代替fcu,k后，对设计强度标准值取值时应考虑混凝土的制作养护条件及龄期的不同而对系数进行适当的调整，如k3的取值，设计强度取值时，可根据检测报告中各测区强度值所反映的结构混凝土离散性对材料分项系数进行适当的调整，以保证结构或构件具有足够的可靠度。

混凝土结构设计标准篇(3)

关键词：建筑工程；混凝土结构支撑；设计技术；研究

一、混凝土多层模版支撑体系

钢筋混凝土结构是当前在建筑行业当中应用较为广泛的一种技术，并且随着建筑行业的不断发展，城镇化建设步伐的不断加快，钢筋混凝土在建筑中的应用会更加广泛。但是随着建筑层数的不断增加，建筑高度的不断增长，混凝土的设计也越来越复杂。混凝土结构大都是由多层楼板及支撑体系组成，新的楼板在不断的对下层楼板传递压力，并且载荷也在不断的增加。如果混凝土的设计结构不正确，就有可能使得钢筋混凝土在施工过程中处于危险的状态，给施工带来问题。传统的高层建筑往往都是以梁板为主要的结构，并且随着楼层的不断增高，低层的混凝土承重压力也越来越大，在建筑未完成的情况下，整个建筑的承重力也没有完全成型，这个时候由混凝土组成的多层模版支撑体系就有些脆弱。在混凝土构造的浇筑过程中，由于混凝土结构自身及材料的原因导致的混凝土构造的刚度、载荷、产生的变化也在不断的发生，这样就会引起结构内部应力的重新分配，整个构造所承受的压力就会在各个混凝土支撑体系之间重新分配，这些因素都属于不安全因素。

二、混凝土多层模版支撑体系中主要存在的问题及分析

（一）支撑体系倒坍造成施工事故

由于多层建筑对于混凝土支撑结构的需求较大，所以为了加快工期，就必须要使用更多的钢管及模版来进行支撑。大量钢管和模版的使用不仅加大了施工的成本，并且还在一定程度上给建筑物的强度造成了影响。建筑商在追求施工速度的同时，另一方面也在考虑施工的安全问题，所以混凝土支撑结构的应用就显得较为重要。混凝土支撑结构能够有效地平衡在安全和建造速度。但是由于现在对于混凝土结构支撑设计的研究还不是特别的完善，所以对于一些设计成果仅仅只是停留在纸质层面，并没有得到实际的验证。在施工期间，由于新浇筑的混凝土的重力主要由其下方的几层模版来支撑，并且一些临时的支撑体系也还处于养护期间，并不能很好地承载新浇筑混凝土的压力，所以整个体系的抗力就会发生变化。这时，如果混凝土结构的支撑设计不够完善，就容易给新浇筑混凝土结构造成裂缝，严重的甚至会造成整个体系的倒塌。

（二）施工期间混凝土多层结构支撑体系承载力分析

在施工期间，由于混凝土结构支撑体系也大都处于浇筑时期，所以对结构安全造成影响的大都是浇筑时期的混凝土支撑体系。另外已经浇筑完成的混凝土也会在一定程度上影响支撑体系。正在浇筑的混凝土即为混凝土的拌合物，而已经浇筑完成的混凝土虽然有了一定的强度，但是一旦压力超过其承压能力，那么也就会影响其支撑效果。施工期间混凝土结构的安全受混凝土强度的直接影响，由于混凝土强度不够直接导致的施工问题常有发生。对于浇筑的混凝土及已经浇筑完成的混凝土应当区别对待。造成承载能力的原因有很多，大概有以下几个方面。

1、设计原因

设计师在设计的初期所考虑的设计规范等对于结构在正常的使用期是正常的承受范围，但是在实际的建造过程中，由于混凝土的强度变化造成的结构安全也经常发生，许多结构工程师在设计时并没有考虑到这些因素，只是按照经验设计，就容易出现质量问题。传统的混凝土施工过程中，往往都是采用单层模版来进行支撑，等下一层混凝土凝固成型之后再进行上一次的浇筑，但是随着多层模版支撑结构的出现，现在许多建筑的受力体系特别复杂，在设计过程中一旦对其受力状况没有全面的考虑，就会造成设计性的错误，给建筑施工带来质量问题。

2、施工原因

由于现代建筑的施工过程都较为复杂，所以建筑施工所需要的材料都是较为沉重并且复杂的材料。对于施工原因可能对支撑结构造成影响的，大概有钢筋、混凝土、模板这三个主要的因素。

在施工期间，由于混凝土的配比造成其质量不达标，强度不够，容易造成混凝土构件强度的降低，对于浇筑不完全以及混凝土质量较差造成的质量原因较为广泛。钢筋对整个支撑结构也起到了较为重要的作用，因为在混凝土凝固之前，大部分的重力都由钢筋来承载。如果在施工过程中钢筋的尺寸错误或者安装位置不正确，就容易影响到整个结构支撑体系。

三、建筑施工混凝土结构支撑体系的完善

（一）多层模版支撑体系的设计

由于现行的模版支撑体系大都是针对混凝土的安全性，在实际的施工过程中往往容易忽略支撑性、强度等一些问题。对于施工期间的混凝土多层结构支撑设计，最重要的目的还是为了保证施工期间结构的安全性。在设计过程中应当充分地按照科学的设计方法来进行：首先，要确定各个支撑点的施工载荷，并且要有精确地数值。其次，要对整个多层模版支撑体系进行一个初步的设计。然后，要对支撑体系的稳定性及支撑性进行验证。最后，要对混凝土结构的抗裂及承载力进行验算。

（二）模版构件的计算

按照上述设计方法对混凝土构建进行设计之后，要根据混凝土的承载力及抗裂强度来确定施工期间楼层所能够承载的最高负荷，并且要按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》进行稳定性试验，以及完成对构建模版尺寸的设计。

通过以上两个方面，完整的混凝土结构多层模版支撑体系才算是得到了有效的设计。多层模版支撑体系是一个较为复杂的体系，并且之间相互作用，对于支撑力的承载有着很大的影响。而钢筋混凝土在支撑体系中的使用起到了关键性的作用，其对支撑结构强度有着较为明显的影响。所以在施工期间钢筋混凝土的使用要充分地通过参数的调整来提高有效载荷，为建筑施工提供安全的保障。

总 结：

在建筑施工过程中，混凝土结构的支撑设计对于提高建筑质量和效率都有着较为重要的影响，各施工单位应当给予充分地认识，加强研究，提高对混凝土结构在支撑方面的运用。（作者单位：唐山市国文建筑有限责任公司）

参考文献：

[1] 中华人民共和国国家标准。混凝土结构设计规范GB 50010-2002.北京：建筑工业出版社，2002.

[2] 中华人民共和国国家标准。建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001.北京；建筑工业出版社，2001.

[3] 中华人民共和国国家标准。建筑结构荷载规范GB50009-2001，北京：建筑工业出版社，2002.

[4] 中华人民共和国国家标准。混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002。北京：建筑工业出版社，2002.

[5] 中华人民共和国国家标准.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJl30_2001）.北京：建筑工业出版社，2002.

混凝土结构设计标准篇(4)

【关键词】混凝土结构；安全度设置；国内外规范对比

引言

2010年我国颁布了新的《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010），新版规范建立在旧版规范的修改以及2008年汶川地震后的教训上。在安全度设置上与旧版本有较大差别，但是和国外有关规范相比仍存在一定差距，混凝土的结构设计方法、安全度的计算方式和条件都略有不同。

一、我国混凝土结构设计规范的发展

建国以来，我国建筑结构的设计方法变化很大，从最初的经验估计，到后来的试验确定、容许应力、安全系数以及概率极限状态设计方法。混凝土结构设计规范也随之进行了变革。上世纪60年代，我国的混凝土结构设计规范基本引用苏联规范HNTY123-55，直到1989年出台的《混凝土设计规范》GBJ10-89才突破照搬苏联模式，有了自主创新的能力，奠定了我国混凝土结构设计规范的基本模式。

我国新修订的GB50010-2010《混凝土结构设计规范》，采用了以概率理论为基础的极限状态设计法，参考了国外有关先进技术标准，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用3个分项系数（结构重要性系数O，荷载分项系数G、Q，材料性能分项系数C、S）的设计表达式进行设计。

二、国内外混凝土结构设计规范安全度设置水平对比

本文进行安全度设置水平的对比时，选择的对比的指标为轴心受拉、受剪、受弯以及受扭，进行对比的规范主要包括我国的《混凝土结构设计规范》GB50010-2010、美国的《房屋建筑混凝土结构规范》ACI318-05、欧洲的《混凝土结构设计》EN1992-1-1等。

（1）轴心受拉构件

a.《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

Rd，C=fyAs=（fyk/s，C）/As

式中：Rd，C—我国规定的结构构件抗力设计值，fy—抗拉强度设计值，As—抗拉强度标准值，s，C—材料分项系数，取值1.10。

b.《房屋建筑混凝土结构规范》ACI318-05

Rd，A=φfyAs

式中：Rd，A—美国规定的结构构件抗力设计值，φ—强度降低系数，取值0.9

c.《混凝土结构设计》EN1992-1-1

Rd，E=fydAs=fykAs/s，E

式中：Rd，E—欧洲规定的结构构件抗力设计值，s，E取值1.15。

通过对比、换算以上三个式子，我们可以得到三者的关系：

Rd，C =1.04Rd，E=1.01 Rd，A

由关系式可以看出，中国、美国、欧洲的轴心受拉构件的抗力设计值十分接近。

（2）斜截面受剪构件

a.《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

Rd，C=0.7fbh0+1.25fyvAsvh0/s

式中：f—混凝土轴心抗拉强度，b—截面宽度，h0—截面高度，fyv—抗拉强度设计值，Asv—截面面积，s—箍筋间距。

b.《房屋建筑混凝土结构规范》ACI318-05

Rd，A=

式中：φ—受剪承载力折减系数，取值0.75，fc—混凝土抗压强度规定值，bw—腹板宽度。

c.《混凝土结构设计》EN1992-1-1

式中：z取值为0.9。

对以上三个式子进行对比、转换，我们得到以下关系式：

Rd，C=1.67 Rd，A=0.99Rd，E

由关系式我们可以看出，中美欧三地对斜截面受剪构件的抗力设计值设置略有差异，其中中国的设置略低于欧洲规范的，但却远远高于美国规范的设计值。

（3）受弯构件

a.《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

Rd，C=α1fcbx（h0-x/2）

式中：x—混凝土受压区高度。

b.《房屋建筑混凝土结构规范》ACI318-05

Rd，A=φfyAs（d-a/2）

式中：φ—强度折减系数，取值0.9。

c.《混凝土结构设计》EN1992-1-1

式中：x—中和轴高度。

对以上三个式子进行综合对比、换算，可以到的关系式：

Rd，C=1.01Rd，A=1.00Rd，E

由关系式可知，中国、美国、欧洲受弯构件结构抗力设计值差不多，其中美国略高于中国的规范，欧洲与中国相当。

（4）受扭构件

a.《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

式中Wt表示的是截面受扭塑性抵抗距。

b.《房屋建筑混凝土结构规范》ACI318-05

式中φ为强度折减系数，取值0.75

c.《混凝土结构设计》EN1992-1-1

对以上三个式子进行对比、换算，可以得到关系式：

Rd，C=1.78Rd，A=1.42Rd，E

由此可见，中国规范设置的受扭构件抗力设计值比起欧美的普遍偏高，尤其是和美国相比，比值高达1.78。

三、结论

混凝土结构设计标准篇(5)

【关键词】预拌商品混凝土；标准养护；同条件养护；龄期强度

随着预拌商品混凝土生产的专业化进展，全国各中小城市在房屋建筑和市政桥梁道路建设中也都被广泛使用，这对于减少城市环境污染，推进城市化建设，解决施工现场脏、乱、差问题，改善施工现场环境、安全和文明生产、加快施工进度等都起到积极有效的作用，同时也保证建设工程的结构实体质量，并且也产生了良好的社会和经济效益。但工程建设中，最值得关注的是预拌混凝土强度和耐久性，对照规范标准养护28天龄期的强度往往出现强度偏低的情况，我们根据对预拌混凝土工程标准养护和同条件养护等实体强度的调查，提出一些看法和建议，供同行参考

预拌混凝土是由搅拌站根据有资质试验室提供的经过多次实验确定，且备有一定强度安全储备的试验室配合比。再由搅拌站技术人员出具施工配合比，输入电脑后采用微机技术的控制方式，通过电子计量，较为准确地生产出符合设计和国家规范及标准的各种强度等级的混凝土。众所周知，评定建筑结构强度等级是混凝土试块强度，而混凝土试块是在标准条件下养护的混凝土试块强度。何谓标准条件养护，即混凝土试块在浇筑地取样、制作，在一定温、湿度条件下经28天养护后所测得的抗压强度。

目前施工工程广泛使用预拌混凝土，对预拌混凝土结构实体的龄期强度提出以下看法和建议：

1.以28天为验收龄期不一定正确

混凝土是将水泥、砂、石、水、外加剂、矿物掺合料等通过进场检验合格后，根据配合比设计经计量、搅拌、运输、泵送、浇筑、养护直至混凝土到达预定强度，而预拌混凝土都是利用混凝土输送泵来完成混凝土的移送，为了减少水泥水化热对混凝土的影响，防止开裂，输送时起管壁作用和降低成本，往往在混凝土中加入一定量的矿物料一优质粉煤灰或矿粉等。据有关资料显示，掺入矿物料的混凝土早期强度增长较慢，而后期强度不断增长。根据这样的特性，故以28天为验收龄期可能不合适，应根据国家标准GBJ146和行业标准JGJ28中的规定来确定验收龄期。

2.养护条件对混凝土强度增长有重要影响

传统的混凝土浇筑分前台和后台，使用预拌混凝土后，仍然有前台和后台。前台为施工单位的作业班组，后台是预拌混凝土搅拌站。根据预拌混凝土国家标准和混凝土国家验收规范中规定，使用了预拌混凝土的试块必须在现场取样、制作、拆模、送至标准养护室养护。这就说明了送到现场的预拌混凝土是按设计强度要求和结构本身需要达到的预定强度，故不能真正代表结构的实体强度。结构的实体强度不但要求预拌混凝土符合设计强度要求，而且要求作业班级应按照执行施工方案中的专项技术措施来获得混凝土强度的保证，应严格采取有效的养护措施，来保证混凝土强度的正常增长。

3.同条件养护的试件须达等效养护龄期

由于同条件养护的试件具有与结构实体相同的原材料和养护条件，故能真正有效代表结构实体混凝土的实际质量，而结构实体混凝土强度通常要低于标准养护条件下的混凝土试块强度。这主要是由于同条件养护试块养护条件与标准养护条件存在温度、湿度的差异所致，特别在冬期施工阶段，当气温低于0℃及以下时，混凝土实体强度几乎不增长，故等效养护龄期并不等于28天，通常条件下，只有逐日累计养护温度达到600～C·天时，才能达到标准养护条件下28天龄期的试件强度相等。

混凝土结构设计标准篇(6)

《混凝土结构设计规范》对比分析，详细阐述其修订或删减的主要依据，并对新版规范的修订内容作了较为全面的总结，提出混凝土结构设计课程在教学方法上的新要求。

关键词：混凝土结构；教学方法；设计规范；修订内容；技术要点

中图分类号：G6420 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）02-0053-05

中国建筑科学领域的工程结构设计规范（或标准）大约每10年修订一次，2002版《混凝土结构设计规范》[1]自颁布实施至今已有10余年，尤其是2008年“5.12”汶川地震和2010年“4.14”青海玉树地震发生之后，2002版规范中关于工程结构设计理论、工程结构构造措施以及工程结构抗震理论存在的不足更加突显。同时，中国工程结构设计理论研究水平的不断提高，新材料的不断出现以及工程经验的不断积累，也缩短了工程结构设计规范的修订周期。2011年7月，正式颁布实施GB50010―2010《混凝土结构设计规范》[2]。新规范根据多年工程经验和研究成果，同时考虑与国际其他发达国家混凝土结构设计标准接轨，贯彻国家“四节一环保（节能、节地、节水、节材和环境保护）”政策编制而成。新规范的编制标志着中国混凝土结构的计算理论和设计水平有了新的提高；同时也对高等学校土建类专业学生如何结合新版规范进行快速知识更新，高校教师如何及时改进混凝土结构设计及相关课程教学方法提出了新要求[3-6]。

一、新版规范关于结构材料强度的修订

（一）混凝土强度的修订

新版混凝土结构设计规范删除了2002版规范4.1.4条中注1和注2的相关规定，即关于受压构件尺寸效应（现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件，如截面的长边或直径小于300 mm，则混凝土的强度设计值应乘以系数0.8）和离心混凝土的有关规定。2002版规范源于前苏联规范，最近俄罗斯规范关于此条的规定已被取消，而离心混凝土的强度设计值应按专门的标准取用，不再列

入，故新版混凝土规范将此项内容删除。另外，新版混凝土规范删除了2002版规范4.1.6条中关于混凝土轴心抗压、轴心抗拉疲劳强度设计值，以及当蒸养温度超过60℃时，计算混凝土强度设计值应提高20%的规定，因为高温蒸养引起的主要问题是裂缝，而非提高设计强度所能解决。

（二）钢筋强度的修订

新版混凝土结构设计规范4.2.2条增加了强度标准值为500 MPa的HRB500、HRBF500级高强钢筋，并规定其抗拉强度设计值（fy=435MPa）与抗压强度设计值（f′y=410MPa）分别取不同数值。加入靠控温轧制而具有一定延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性的HRBF系列细晶粒热轧带肋钢筋，限制并准备淘汰强度标准值为335 MPa级热轧带肋钢筋的应用，立即淘汰强度标准值为235 MPa的HPB235级光圆钢筋的应用，以HPB300级光圆钢筋取代之。同时，规定了过渡方法，要求在规范的过渡期及对既有结构进行设计时，235 MPa级光圆钢筋的设计值仍按原规范取值；同时，推广强度标准值400 MPa、500 MPa级高强钢筋作为受力的主导钢筋。对预应力钢筋，为了补充中强空挡，增加了强度等级为1 960 MPa和大直径21.6 mm的钢绞线，补充了预应力螺纹钢筋及中强钢丝的有关设计参数，并淘汰了锚固性能差的刻痕钢丝，删除了不常用的预应力筋的强度等级和直径。

二、新版规范关于基本设计规定的修订

为了进一步完善2002版规范，保证结构的安全，增强结构的整体稳固性，提高混凝土结构抗偶然作用的能力，新版混凝土结构规范设计原则从以构件设计为主扩展到整个结构体系，补充了3.2条“结构方案”和3.6条“结构抗连续倒塌设计原则”，增加了3.7条“既有结构改造设计原则”的规定，指出结构方案设计对建筑物安全性有着决定性影响，鉴于结构防连续倒塌设计的难度和代价较大，一般结构只须进行防连续倒塌的概念设计，以定性设计的方法增强结构的整体稳固性；同时新版规范3.4.4条对构件挠度、裂缝宽度计算采用的荷载组合进行了调整，新增钢筋混凝土构件采用荷载准永久组合并考虑长期作用的影响，完善了承载能力极限状态设计内容，增加以构件分项系数进行应力设计等方面的内容。另外，新版混凝土规范3.4.1条第4款及3.4.6条还增加了楼盖舒适度的要求，并规定楼盖竖向自振频率的限值。

三、新版规范关于承载能力极限状态计算的调整修订

（一）正截面承载力计算的修订

新版混凝土结构设计规范对受弯构件正截面承载力的计算未作改动，但对受压构件正截面承载力的计算改动较大，主要是针对钢筋混凝土结构中的二阶效应问题。2002版混凝土规范在考虑P-δ效应时[7-8]，对引起结构侧移的荷载或作用所产生的一阶弯矩Ms和不引起结构侧移的荷载产生的一阶弯矩Mns不加区别，全部乘以增大系数ηs，即考虑P-δ效应时结构的弯矩为M=（Mns+Ms）ηs。新版混凝土结构设计规范在考虑P-δ效应时，对除排架结构以外的框架结构、剪力墙结构、框架―剪力墙结构及筒体结构只增大引起结构侧移的荷载或作用所产生的一阶弯矩Ms，不增加不引起结构侧移的荷载产生的一阶弯矩Mns，即结构中的弯矩为M=Mns+ηsMs。另外，对于P-δ效应，2002版规范通过初始偏心距增大系数η来考虑P-δ效应，而新版混凝土规范6.2.3条规定偏心压力构件通过调整构件控制截面的弯矩设计值M来考虑P-δ效应（弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构件，当同一主轴方向的杆端弯矩比不大于0.9且轴压比不大于0.9，同时构件的长细比满足的偏心受压构件时不用考虑P-δ效应），取消了轴向力偏心距增大系数η对二阶效应的影响。关于轴向压力在挠曲杆件中产生的P-δ效应新旧规范具体的变化如表1（以非预应力钢筋混凝土偏心受压构件为例）。

（二）斜截面承载力计算的修订

2002版混凝土结构规范关于受弯构件斜截面承载力计算公式，经过验证发现：当集中荷载对支座截面或节点边缘产生的剪力值占总剪力的75%时，分别按均布荷载和集中荷载两种情况计算的箍筋差异很大，即造成配箍不连续。因此，为了克服上述不足，新版混凝土结构设计规范6.3.4条统一了一般受弯构件与集中荷载作用下梁的斜截面受剪承载力计算公式，并调整了斜截面受剪承载力计算公式中箍筋抗力项的系数，适当增加斜截面受剪承载力的安全储备，新旧规范关于受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式如表2（以非预应力钢筋混凝土受弯构件为例）。同理，将考虑地震作用的框架梁其斜截面受剪承载力计算公式也作了相应修改。

四、新版规范关于正常使用极限状态验算的调整修订

（一）裂缝控制验算的修订

新版混凝土结构设计规范3.4.4条保留了2002版混凝土规范有关裂缝控制等级划分的规定，但对受力裂缝的控制进行了适当放松（详见新版混凝土规范第3.4.4及7.1.1条规定）。另外，在进行最大裂缝宽度wmax计算时，新版混凝土规范7.1.2条调整了计算中钢筋应力σs的计算方法，以及表7.1.2-1中关于钢筋混凝土受弯、偏心受压构件受力特征系数αcr的取值，将wmax的公式计算值适当减小。

（二）挠度验算的修订

在进行受弯构件挠度验算时，新版混凝土结构设计规范7.2.2条在受弯构件短期刚度Bs的基础上，补充提出了考虑荷载准永久组合和荷载标准组合的长期作用对挠度增大的影响，给出了刚度计算公式B=Bs/θ。另外，根据国内研究成果，在预应力混凝土构件短期刚度Bs计算公式的基础上，采用无粘结预应力筋等效面积折减系数α1，适当调整值ρ，就可将原公式用于无粘结部分预应力混凝土构件的短期刚度计算（详见新版混凝土规范第7.2.3条规定[1]）。

五、新版规范关于构造规定的调整修订

（一）混凝土保护层厚度规定的修订

新版混凝土结构设计规范8.2.1条调整了钢筋保护层厚度的规定，从混凝土碳化、脱钝和钢筋锈蚀的耐久性角度考虑，不再以纵向受力钢筋的外缘计算，而以最外层钢筋（包括箍筋、构造筋、分布筋等）的外缘计算混凝土保护层厚度。修订后的保护层厚度实际上比原规范的规定有所增加，一般情况下略有增加，而恶劣环境下增加的幅度较大，新旧规范关于混凝土保护层最小厚度c的对比如表3。从表3可以看出，新版规范中关于混凝土保护层的厚度无论从数值上还是具体计算规定上都明显增大，充分考虑了混凝土结构的耐久性要求，新增设计使用年限100年的结构，其保护层厚度取相应类别使用年限为50年的1.4倍，同时细化环境类别，将原规范中的环境三类细化为三a、三b两个子类，并进一步加大恶劣环境下混凝土保护层厚度的取值。

（二）关于钢筋锚固长度规定的修订

新版混凝土结构设计规范8.3.1条对基本锚固长度的计算公式未作改动，但明确了钢筋的锚固长度la=ξalab，其中修正系数ξa根据锚固条件取用，同时在计算基本锚固长度lab时，删除了原规范中锚固性能较差的刻痕钢丝。由于2002版规范中关于混凝土强度最高等级取C40偏于保守，故新版规范将混凝土最高强度等级提高到C60，以提高锚固的性能。

六、新版规范在混凝土课程教学过程中的新要求

新版混凝土规范自2011年7月颁布实施以来，已经有近一年，而目前中国高校所使用的教材多数是在2002版规范基础之上编写而成，如何将教学内容与新规范相结合是目前混凝土任课教师亟待解决的问题，笔者认为在教学的过程中将重点从如下几个方面入手。

一是，改变以教材为主要参考资料而较少阅读和学习《规范》的传统教学方法，提高学生解决结构实际问题的综合能力。强调实践性教学环节，包括到施工现场参观的认识实习、课程设计及综合技能训练等。在混凝土结构课程开课前，让学生对梁、板、柱等常见的混凝土基本构件以及框架结构、剪力墙结构等常见的混凝土结构形式形成初步感性认识，并借以引发和提高学生学习混凝土结构课程的兴趣。

二是，改变以往授课过程中只重视单个构件的设计，轻视整体结构设计的教学思想，补充“结构方案”和“结构抗倒塌”设计方面的内容。使学生了解和掌握结构系统概念，了解课程的主要层次关系，从全局把握学习重点，理清学习思路，建立结构整体系统概念，理清各部分之间的关系，为课程学习建立总体框架。

三是，注意新旧规范关于混凝土和钢筋两种材料在强度和级别方面的修订和增补原因。目前，由于规范处于过渡阶段，故应重点向学生讲明混凝土和钢筋两种材料的级别调整和增补原因，纠正以往对钢筋等级（例如Ⅰ级钢、Ⅱ级钢、Ⅲ级钢等）的提法，而应以规范规定的提法为准，同时提醒学生关于两种材料强度的调整规定。

四是，关于单个构件承载能力极限状态中受弯构件斜截面受剪承载力和偏心受压构件正截面承载力计算新旧规范的对比，以及新规范修改的原因，在授课时引用《规范》中的条文进行讲解。这样可以让学生在理解课堂教学知识的同时，进一步熟悉《规范》规定的原因以及依据。

五是，注意钢筋混凝土和预应力混凝土构件在正常使用极限状态下裂缝宽度和挠度验算的变动；授课过程中应注重钢筋混凝土构造和钢筋混凝土结构构件（如板、梁、柱）有关内容的变化。构造措施是人们在长期实践经验基础上总结而成的，是防止因计算考虑不周全而造成结构构件开裂、破坏，或者是保证结构构件在使用和施工上的需要而采用的，构造措施在混凝土结构设计中非常重要，大多数抗震设计的相关问题都是通过构造措施得以

保证，因此一定要引起足够重视。

七、结语

混凝土结构是中国工业与民用建筑采用最多的一种结构形式。混凝土结构设计是目前高校土木工程专业非常重要的一门专业课程。新版混凝土规范在高强高性能材料的应用、结构分析内容的扩展以及实现与国际接轨等方面都有了很大进步，同时新规范更加侧重房屋、铁路、公路、港口和水利水电工程混凝土结构共性技术问题设计方法的统一，这与“大土木”专业设置要求和土木工程专业“宽基础、多出口”的培养目标更加吻合。笔者仅介绍了规范与本科教学有关的主要修订内容，并以此提出教学新要求，以期抛砖引玉，共同推进混凝土结构设计课程教学的改革。

参考文献：

[1]GB50010―2002混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2] GB50010―2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[3] 余颖，肖静，刘树博.数字信号处理课程教学改革的探索和实践[J].东华理工大学学报：社会科学版，2001，30（3）：294-296.

[4] 杨福来，郑颖佳，许邦莲，等.信息素养教育与信息检索课教学改革[J].东华理工大学学报：社会科学版，2011，30（2）：177-179.

[5] 涂海丽，黄国华.电子商务实践教学中存在的问题及对策[J].东华理工大学学报：社会科学版，2011，30（4）：391-394.

[6] 花榕，罗明标，刘云海，等.浅谈分析仪器设与改造课程的建设[J].东华理工大学学报：社会科学版，2011，30（3）：291-293.

[7] 徐有邻，周氐.混凝土结构设计规范理解与应用[M].北京：中国建筑工业出版，2002.

[8] 住房和城乡建设部执业资格注册中心组，施岚青编.注册结构工程师专业考试专题精讲――混凝土结构[M].北京：机械工业出版社，2012.

Teaching of concrete structure design course

LI Fengchen1，2， ZHANG Lina1，2， XU Chi2， YI Pinghua1

（ 1.College of Civil Engineering and Architecture， East China Institute of Technology， Nanchang 330013， P. R. China；

2. Fuzhou Institute of Exploring and Architectural Design， Fuzhou 344000， P. R. China）

混凝土结构设计标准篇(7)

1.装配式混凝土结构技术规程（JGJ1-2014）

《规程》较全面地总结了我国近年来装配式混凝土结构的研究成果和全国各地的工程实践经验，同时借鉴了国外先进技术，主要技术指标设置合理。

2.工业化建筑评价标准（GB/T51129-2015）

《标准》首次给出了诸如“工业化建筑”、“预制率”、“装配率”、“建筑部品”等术语和定义。由于经验不多，《标准》暂以单体建筑为评价对象，要求预制率不应低于20%，装配率不应低于50%。

3.预制带肋底板混凝土叠合楼板技术规程（JGJ/T258-2011）

此《规程》主要介绍预制带肋底板混凝土叠合楼板结构设计、构造要求、工程施工、工程验收。

4.木结构设计规范（2005年版）（GB50005-2003）

《规范》内容涵盖基本木结构构件计算、木结构连接计算，普通木结构、胶合木结构、轻型木结构、木结构防火、木结构防护等。

5.木结构工程施工规范（GB/T50772-2012）

适用于木结构的制作安装、木结构的防护，以及木结构的防火施工。

6.木结构工程施工质量验收规范（GB50206-2012）

内容主要分为方木和原木结构、胶合木结构、轻型木结构、木结构的防护、木结构子分部工程验收。

7.胶合木结构技术规范（GB/T50708-2012）

主要内容是胶合木基本设计规定、构件设计、连接设计、构件防火设计、构造要求、构件制作与安装、防护与维护。

8.轻型木桁架技术规范（JGJ/T265-2012）

适用于在建筑工程中采用金属齿板进行节点连接的轻型木析架及相关结构体系的设计、制作、安装和维护管理。

9.装配式混凝土结构技术规程（JGJ1-2014）

主要技术内容是装配式混凝土建筑设计、结构设计基本规定、框架结构设计、剪力墙结构设计、多层剪力墙结构设计、外挂墙板设计、构件制作与运输、结构施工、工程验收。

10.木骨架组合墙体技术规范（GB/T50361-2005）

此《规范》对木骨架组合墙体设计、施工和生产、质量和验收、维护管理进行了规定。

国家现行图集

1.装配式混凝土结构表示方法及示例（剪力墙结构）（15G107-1）

2.装配式混凝土结构连接节点构造（15G310-1）

3.装配式混凝土结构连接节点构造（15G310-2）

4.A制混凝土剪力墙外墙板（15G365-1）

5.预制混凝土剪力墙内墙板（15G365-2）

6.桁架钢筋混凝土叠合板（60mm厚底板）（15G366-1）

7.预制钢筋混凝土板式楼梯（15G367-1）

8.预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙（15G368-1）

9.轻型木桁架技术规范（JGJ/T265-2012）