4 材 料

4.1 混 凝 土

4.1.1

混凝土强度等级的确定原则为:混凝土强度总体分布的平均值减法 1.645 倍标准差 ( 保证率95% ) 。混凝土强度等级由立方体抗压强度标准值确定,立方体抗压强度标准值是本规范混凝土各种力学指标的基本代表值。

 

4.1.2

本条对混凝土结构的最低混凝土强度等级作了规定。基础垫层的混凝土强度等级可采用 C10。

 

4.1.3~4.1.4

我国建筑工程实际应用的混凝土平均强度等级和钢筋的平均强度等级,均低于发达国家。我国结构安全度总体上比国际水平低,但材料用量并不少,其原因在于国际上较高的安全度是靠较高强度的材料实现的。为扭转这种情况,本规范在混凝土方面新增加了有关高强混凝土的内容。

1. 混凝土抗压强度

本规范将原规范的弯曲抗压强度 fcmk、fcm取消。

棱柱强度与立方强度之比值αc1 对普通混凝土为 0.76 ,对高强混凝土则大于 0.76 。本规范对 C50 及以下取αc1=0.76 ,对 C80 取αc1=0.82 ,中间按线性规律变化。

本规范对 C40 以上混凝土考虑脆性折减系数αc2,对 C40 取αc2=1.0 ,对 C80 取αc1 =0.87 ,中间按线性规律变化。

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,并结合试验数据分析,以及参考其他国家的有关规定,对试件混凝土强度修正系数取为 0.88 。

本规范的轴心抗压强度标准值与设计值分别按下式计算:

 

 

 

本规范的fc是在下列四项前提下确定的:

1) 按荷载规范规定,新增由永久荷载效应控制的组合;
2) 取消原规范对屋架、托架,以及对承受恒载为主的轴 压、小偏压柱安全等级提高一级的规定;
3) 保留附加偏心距ea的规定;
4) 混凝土材料分项系数γc取为 1.4 。

2. 混凝土抗拉强度

本规范的轴心抗拉强度标准值与设计值分别按下式计算:

 

 

 

式中,系数 0.395 和指数 0.55 是根据原规范确定抗拉强度的试验数据再加上我国近年来对高强混凝土研究的试验数据,统一进行分析后得出的。

基于 1979~1980 年对全国十个省、市、自治区的混凝土强度的统计调查结果,以及对 C60 以上混凝土的估计判断,本规范对混凝土立方体强度采用的变异系数如下表:

 

 

4.1.5

根据高强混凝土专题研究结果,高强混凝土弹性模量仍可采用原规范计算公式。本规范的混凝土弹性模量按下式计算:

 

   

 

式中fcu,k以混凝土强度等级值(按 N/mm2 计)代入,可求得与立方体抗压强度标准值相对应的弹性模量。

 

4.1.6

本规范取消了弯曲抗压强度fcm,所以混凝土的疲劳抗压强度修正系数γρ相应提高10%。但考虑到原规范混凝土疲劳强度修正系数γρ是由考虑将《钢筋混凝土结构设计规范》TJ10—74中的疲劳强度设计值γρRf改为γρft,且Rf/ft≈1.5,又考虑到《建筑结构荷载规范》 GBJ9—87 的吊车动力系数比荷载规范TJ9—74 约降低 7%这些因素。因此原规范中的γρ比设计规范TJ10—74 提高 40%,即按Rf/(ft×1.07)=1.4 进行调整。这仅适用于混凝土抗拉疲劳强度,而抗压疲劳强度的修正系数也提高到 1.4 倍是不合适的。另外考虑到在正常配筋情况下,混凝土的抗压疲劳强度一般不起控制作用。所以综合考虑上述因素,为便于设计,没有分别给出混凝土抗压和抗拉强度的疲劳强度修正系数,而仍按原规范规定取用γρ值。

国内疲劳专题研究及国外对高强度混凝土的疲劳强度的试验结果表明,高强混凝土的疲劳强度折减系数与普通混凝土的疲劳强度折减系数无明显差别,所以本规范将普通混凝土的疲劳强度修正系数扩大应用于高强混凝土,且与试验结果符合较好。根据疲劳专题研究的试验结果,本规范增列了高强混凝土的疲劳变形模量。

疲劳指标(包括混凝土疲劳强度设计值、混凝土疲劳变形模量和钢筋疲劳应力幅限值)是指等幅疲劳二百万次的指标,不包括变幅疲劳。