《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB 50010－2002）之材料

2006-02-15 00:00

4 材料

4.1 混凝土

4.1.1　混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定。立方體抗壓強度標準值系指按標準方法制作養(yǎng)護的邊長為 150mm 的立方體試件，在 28d 齡期用標準試驗方法測得的具有 95%保證率的抗壓強度。

4.1.2　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應低于 C15；當采用 HRB335 級鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于 C20；當采用 HRB400 和 RRB400 級鋼筋以及承受重復荷載的構(gòu)件，混凝土強度等級不得低于 C20。

預應力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應低于 C30；當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作為預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于 C40。

注：當采用山砂混凝土及高爐礦渣混凝土時，尚應符合專門標準的規(guī)定。

4.1.3　混凝土軸心抗壓、軸心抗拉強度標準值 fck、ftk 應按表 4.1.3 采用。

表 4.1.4 混凝土強度標準值　（N/mm²）

強度種類	混　凝　土　強　度　等　級
強度種類	C15	C20	C25	C30	C35	C40	C45	C50	C55	C60	C65	C70	C75	C80
f_ck	10.0	13.4	16.7	20.1	23.4	26.8	29.6	32.4	35.5	38.5	41.5	44.5	47.4	50.2
f_tk	1.27	1.54	1.78	2.01	2.20	2.39	2.51	2.64	2.74	2.85	2.93	2.99	3.05	3.11

4.1.4　混凝土軸心抗壓、軸心抗拉強度設計值 f_c、f_t 應按表 4.1.4 采用。

表 4.1.4 混凝土強度設計值?。∟/mm²）

強度種類	混　凝　土　強　度　等　級
強度種類	C15	C20	C25	C30	C35	C40	C45	C50	C55	C60	C65	C70	C75	C80
f_c	7.2	9.6	11.9	14.3	16.7	19.1	21.1	23.1	25.3	27.5	29.7	31.8	33.8	35.9
f_t	0.91	1.10	1.27	1.43	1.57	1.71	1.80	1.89	1.96	2.04	2.09	2.14	2.18	2.22

注：1、計算現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓及偏心受壓構(gòu)件時，如截面的邊長或直徑小于 300mm，則表中混凝土的強度設計值應乘以系數(shù) 0.8；當構(gòu)件質(zhì)量（如混凝土成型、截面和軸線尺寸等）確有保證時，可不受此限制；
2、離心混凝土的強度設計值應按專門標準取用。

4.1.5 混凝土受壓或受拉的彈性模量 E_c 應按表 4.1.5 采用。

表 4.1.5　　　　混凝土彈性模量　（X10⁴N/mm²）

混凝土強度等級	C15	C20	C25	C30	C35	C40	C45	C50	C55	C60	C65	C70	C75	C80
Ec	2.20	2.55	2.80	3.00	3.15	3.25	3.25	3.35	3.45	3.55	3.60	3.65	3.70	3.80

4.1.6 混凝土軸心抗壓、軸心抗拉疲勞強度設計值 f_c^f 、f_t^f 應按表 4.1.4 中的混凝土強度設計值乘以相應的疲勞強度修正系數(shù) γ_ρ 確定。修正系數(shù) γ_ρ 應根據(jù)不同的疲勞應力比值 ρ_c^f 按表

4.1.6 采用。

混凝土疲勞應力比值 ρ_c^f　應按下列公式計算：

　（4.1.6）

式中 σ^f_c，min、σ^f_c，max —— 構(gòu)件疲勞驗算時，截面同一纖維上的混凝土最小應力、最大應力。

表 4.1.6 混凝土疲勞強度修正系數(shù)

ρcf	ρcf＜0.2	0.2≤ρcf＜0.3	0.3≤ρcf＜0.4	0.4≤ρcf＜0.5	0.5≤ρcf
γ_ρ	2.20	2.55	2.80	3.00	3.15

當采用蒸氣養(yǎng)護時，養(yǎng)護溫度不宜超過 60℃；超過時，計算需要的混凝土強度設計值應提高 20%。

4.1.7　混凝土疲勞變形模量 E_c^f 應按表 4.1.7 采用。

表 4.1.7 混凝土疲勞變形模量　（X10⁴N/mm²）　

混凝土強度等級	C20	C25	C30	C35	C40	C45	C50	C55	C60	C65	C70	C75	C80
E_c^f	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5	1.55	1.6	1.65	1.7	1.75	1.8	1.85	1.9

4.1.8　當溫度在 0℃ 到 100℃ 范圍內(nèi)時，混凝土線膨脹系數(shù) α_c 可采用 1X10^-5/℃。
混凝土泊松比 ν_c 可采用 0.2。

混凝土剪變模量 G_c 可按表 4.1.5 中混凝土模量的 0.4 倍采用。

4.2　鋼筋

    4.2.1　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預應力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應按下列規(guī)定選用：

    1、普通鋼筋宜采用 HRB400 級和 HRB335 級鋼筋，也可采用 HPB235 級和 RRB400 級鋼筋；
    2、預應力鋼筋宜采用預應力鋼絞線、鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。

    注：1、普通鋼筋系指用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預應力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預應力鋼筋；

    2、HPB400 級和 HRB335 級鋼筋系指現(xiàn)行國家標準《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499 中的 HRB400 和 HRB335 鋼筋；HPB235 級鋼筋系指現(xiàn)行國家標準《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB13013 中的 Q235 鋼筋；RRB400 級鋼筋系指現(xiàn)行國家標準《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》GB13014 中的 KL400 鋼筋；

    3、預應力鋼絲系指現(xiàn)行國家標準《預應力混凝土用鋼絲》GB/T5223 中的光面、螺旋肋和三面刻痕的消除應力的鋼絲；

    4、當采用本條未列出但符合強度和伸長率要求的冷加工鋼筋及其他鋼筋時，應符合專門標準的規(guī)定。

    4.2.2　鋼筋的強度標準值應具有不小于 95% 的保證率。

    熱軋鋼筋的強度標準值系根據(jù)屈服強度確定，用 fyk 表示。預應力鋼絞線、鋼絲和熱處理鋼筋的強度標準值系根據(jù)極限抗拉強度確定，用 fptk 表示。

    普通鋼筋的強度標準值應按表 4.2.2-1 采用；預應力鋼筋的強度標準值應按表 4.2.2-2 采用。

    各種直徑鋼筋、鋼絞線和鋼絲的公稱截面面積、計算截面面積及理論重量應按附錄 B 采用。

表 4.2.2－1 普通鋼筋強度標準值　（N/mm²）

種　　類		符號	d（mm）	f_yk
熱軋鋼筋	HPB 235（Q235）		8～20	235
	HRB 335（20MnSi）		6～50	335
	HRB 400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）		6～50	400
	RRB 400（K20MnSi）		8～40	400

注：1　熱軋鋼筋直徑d系指公稱直徑；

2　當采用直徑大于 40mm 的鋼筋時，應有可靠的工程經(jīng)驗。

表 4.2.2－2 預應力鋼筋強度標準值?。∟/mm²）

種　　類		符號	d（mm）	f_ptk
熱軋鋼筋	1X3	φ^S	8.6、10.8	1860、1720、1570
	1X3		12.9	1720、1570
	1X7		9.5、11.1、12.7	1860
	1X7		15.2	1860、1720
消除應力鋼絲	光面螺旋肋	φ^Pφ^H	4、5	1770、1670、1570
			6	1670、1570
			7、8、9	1570
	刻痕	φ^I	5、7	1570
熱處理鋼筋	40Si2Mn	φ^HT	6	1470
	48Si2Mn		8.2
	45Si2Cr		10

注：1、鋼絞線直徑d系指鋼絞線外接圓直徑，即現(xiàn)行國家標準《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T5224 中的公稱直徑 Dg，鋼絲和熱處理鋼筋的直徑 d 均指公稱直徑；

2、消除應力光面鋼絲直徑 d 為 4～9mm，消除應力螺旋肋鋼絲直徑 d 為 4～8mm。

4.2.3　普通鋼筋的抗拉強度設計值 f_y 及抗壓強度設計值 f_y 應按表 4.2.3－1 采用；預應力鋼筋的抗拉強度設計值 f_py 及抗壓強度設計值 f_py 應按表 4.2.3－2 采用。

當構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時，每種鋼筋應采用各自的強度設計值。

表 4.2.3－1 普通鋼筋強度設計值?。∟/mm²）

種　　類		符號	f_y	f_y
熱軋鋼筋	HPB 235（Q235）		210	210
	HRB 335（20MnSi）		300	300
	HRB 400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）		360	360
	RRB 400（K20MnSi）		360	360

注：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，軸心受拉和小偏心受拉構(gòu)件的鋼筋抗拉強度設計值大于 300N/mm²時，仍應按 300N/mm²取用。

表 4.2.3－2 預應力鋼筋強度設計值　（N/mm²）

種　　類		符號	f_ptk	f_py	f_py
熱軋鋼筋	1X3	φ^S	1860	1320	390
			1720	1220
			1570	1110
	1X7		1860	1320	390
			1720	1220
消除應力鋼絲	光面螺旋肋	φ^P φ^H	1770	1250	410
			1670	1180
			1570	1110
	刻痕	φ^I	1570	1110	410
熱處理鋼筋	40Si2Mn	φ^HT	1470	1040	400
	48Si2Mn
	45Si2Cr

注：當預應力鋼絞線、鋼絲的強度標準值不符合表 4.2.2－2 的規(guī)定時，其強度設計值應進行換
算。

4.2.4　鋼筋彈性模量 E_s 應按表 4.2.4 采用。

表 4.2.4　　　　鋼筋彈性模量?。ā?0⁵N/mm²）

種　　類	E_s
HPB 235 級鋼筋	2.1
HRB 335 級鋼筋、HRB 400 級鋼筋、RRB 400 級鋼筋、熱處理鋼筋	2.0
消除應力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲）	2.05
鋼絞線	1.95

注：必要時鋼絞線可采用實測的彈性模量。

4.2.5　普通鋼筋和預應力鋼筋的疲勞應力幅限值 △f^f_y和 △f^f_py應由鋼筋疲勞應力比值 ρ^f_s、ρ^f_p分別按表 4.2.5-1 及表 4.2.5-2 采用。

普通鋼筋疲勞應力比值 ρ^f_s應按下列公式計算：

ρ^f_s＝σ^f_s，min/σ^f_s，max　　　?。?.2.5-1）

式中　σ^f_s，min、σ^f_s，max —— 構(gòu)件疲勞驗算時，同一層鋼筋的最小應力、最大應力。

預應力鋼筋疲勞應力比值 ρ^f_P應按下列公式計算：

ρ^f_p＝σ^f_p，min/σ^f_p，max　　　　（4.2.5-2）

式中　σ^f_p，min、σ^f_p，max —— 構(gòu)件疲勞驗算時，同一層頂應力鋼筋的最小應力、最大應力。

表 4.2.5-1 普通鋼筋疲勞應力幅限值（N/mm²）

疲勞應力比值	Δffy
疲勞應力比值	HPB 235 級鋼筋	HRB 335 級鋼筋	HRB 400 級鋼筋
-1.0≤ρ^f_s＜-0.6	160
-0.6≤ρ^f_s＜-0.4	155
-0.4≤ρ^f_s＜0	150
0≤ρ^f_s＜0.1	145	165	165
0.1≤ρ^f_s＜0.2	140	155	155
0.2≤ρ^f_s＜0.3	130	150	150
0.3≤ρ^f_s＜0.4	120	135	145
0.4≤ρ^f_s＜0.5	105	125	130
0.5≤ρ^f_s＜0.6		105	115
0.6≤ρ^f_s＜0.7		85	95
0.7≤ρ^f_s＜0.8		65	70
0.8≤ρ^f_s＜0.9		40	45

注：1、當縱向受拉鋼筋采用閃光接觸對焊接頭時，其接頭處鋼筋疲勞應力幅限值應按表中數(shù)值乘以系數(shù) 0.8 取用；

2、RRB400 級鋼筋應經(jīng)試驗驗證后，方可用于需作疲勞驗算的構(gòu)件。

表 4.2.5-2　　　　預應力鋼筋疲勞應力幅限值（N/mm²）

種類			△f^f_py
種類			0.7≤ρ^f_p＜0.8	0.8≤ρ^f_p＜0.9
消除應力鋼絲	光面	f^p_tk＝1770、1670	210	140
	光面	f^p_tk＝1570	200	130
	刻痕	f^p_tk＝1570	180	120
鋼絞線			120	105

    注：1、當 ρ^f_p≥0.9 時，可不作鋼筋疲勞驗算；　　

    2、當有充分依據(jù)時，可對表中規(guī)定的疲勞應力幅限值作適當調(diào)整。

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