《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002）之材料

2006-02-15 00:00

4 材料

4.1 混凝土

4.1.1　混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值系指按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。

4.1.2　钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C15；当采用 HRB335 级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于 C20；当采用 HRB400 和 RRB400 级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于 C20。

预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作为预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于 C40。

注：当采用山砂混凝土及高炉矿渣混凝土时，尚应符合专门标准的规定。

4.1.3　混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值 fck、ftk 应按表 4.1.3 采用。

表 4.1.4 混凝土强度标准值　（N/mm²）

强度种类	混　凝　土　强　度　等　级
强度种类	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　混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度设计值 f_c、f_t 应按表 4.1.4 采用。

表 4.1.4 混凝土强度设计值　（N/mm²）

强度种类	混　凝　土　强　度　等　级
强度种类	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、计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件时，如截面的边长或直径小于 300mm，则表中混凝土的强度设计值应乘以系数 0.8；当构件质量（如混凝土成型、截面和轴线尺寸等）确有保证时，可不受此限制；
2、离心混凝土的强度设计值应按专门标准取用。

4.1.5 混凝土受压或受拉的弹性模量 E_c 应按表 4.1.5 采用。

表 4.1.5　　　　混凝土弹性模量　（X10⁴N/mm²）

混凝土强度等级	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 混凝土轴心抗压、轴心抗拉疲劳强度设计值 f_c^f 、f_t^f 应按表 4.1.4 中的混凝土强度设计值乘以相应的疲劳强度修正系数 γ_ρ 确定。修正系数 γ_ρ 应根据不同的疲劳应力比值 ρ_c^f 按表

4.1.6 采用。

混凝土疲劳应力比值 ρ_c^f　应按下列公式计算：

　（4.1.6）

式中 σ^f_c，min、σ^f_c，max —— 构件疲劳验算时，截面同一纤维上的混凝土最小应力、最大应力。

表 4.1.6 混凝土疲劳强度修正系数

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

当采用蒸气养护时，养护温度不宜超过 60℃；超过时，计算需要的混凝土强度设计值应提高 20%。

4.1.7　混凝土疲劳变形模量 E_c^f 应按表 4.1.7 采用。

表 4.1.7 混凝土疲劳变形模量　（X10⁴N/mm²）　

混凝土强度等级	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　当温度在 0℃ 到 100℃ 范围内时，混凝土线膨胀系数 α_c 可采用 1X10^-5/℃。
混凝土泊松比 ν_c 可采用 0.2。

混凝土剪变模量 G_c 可按表 4.1.5 中混凝土模量的 0.4 倍采用。

4.2　钢筋

    4.2.1　钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定选用：

    1、普通钢筋宜采用 HRB400 级和 HRB335 级钢筋，也可采用 HPB235 级和 RRB400 级钢筋；
    2、预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。

    注：1、普通钢筋系指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋；

    2、HPB400 级和 HRB335 级钢筋系指现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499 中的 HRB400 和 HRB335 钢筋；HPB235 级钢筋系指现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB13013 中的 Q235 钢筋；RRB400 级钢筋系指现行国家标准《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014 中的 KL400 钢筋；

    3、预应力钢丝系指现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223 中的光面、螺旋肋和三面刻痕的消除应力的钢丝；

    4、当采用本条未列出但符合强度和伸长率要求的冷加工钢筋及其他钢筋时，应符合专门标准的规定。

    4.2.2　钢筋的强度标准值应具有不小于 95% 的保证率。

    热轧钢筋的强度标准值系根据屈服强度确定，用 fyk 表示。预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据极限抗拉强度确定，用 fptk 表示。

    普通钢筋的强度标准值应按表 4.2.2-1 采用；预应力钢筋的强度标准值应按表 4.2.2-2 采用。

    各种直径钢筋、钢绞线和钢丝的公称截面面积、计算截面面积及理论重量应按附录 B 采用。

表 4.2.2－1 普通钢筋强度标准值　（N/mm²）

种　　类		符号	d（mm）	f_yk
热轧钢筋	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　热轧钢筋直径d系指公称直径；

2　当采用直径大于 40mm 的钢筋时，应有可靠的工程经验。

表 4.2.2－2 预应力钢筋强度标准值　（N/mm²）

种　　类		符号	d（mm）	f_ptk
热轧钢筋	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
消除应力钢丝	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
热处理钢筋	40Si2Mn	φ^HT	6	1470
	48Si2Mn		8.2
	45Si2Cr		10

注：1、钢绞线直径d系指钢绞线外接圆直径，即现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224 中的公称直径 Dg，钢丝和热处理钢筋的直径 d 均指公称直径；

2、消除应力光面钢丝直径 d 为 4～9mm，消除应力螺旋肋钢丝直径 d 为 4～8mm。

4.2.3　普通钢筋的抗拉强度设计值 f_y 及抗压强度设计值 f_y 应按表 4.2.3－1 采用；预应力钢筋的抗拉强度设计值 f_py 及抗压强度设计值 f_py 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。

表 4.2.3－1 普通钢筋强度设计值　（N/mm²）

种　　类		符号	f_y	f_y
热轧钢筋	HPB 235（Q235）		210	210
	HRB 335（20MnSi）		300	300
	HRB 400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）		360	360
	RRB 400（K20MnSi）		360	360

注：在钢筋混凝土结构中，轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于 300N/mm²时，仍应按 300N/mm²取用。

表 4.2.3－2 预应力钢筋强度设计值　（N/mm²）

种　　类		符号	f_ptk	f_py	f_py
热轧钢筋	1X3	φ^S	1860	1320	390
			1720	1220
			1570	1110
	1X7		1860	1320	390
			1720	1220
消除应力钢丝	光面螺旋肋	φ^P φ^H	1770	1250	410
			1670	1180
			1570	1110
	刻痕	φ^I	1570	1110	410
热处理钢筋	40Si2Mn	φ^HT	1470	1040	400
	48Si2Mn
	45Si2Cr

注：当预应力钢绞线、钢丝的强度标准值不符合表 4.2.2－2 的规定时，其强度设计值应进行换
算。

4.2.4　钢筋弹性模量 E_s 应按表 4.2.4 采用。

表 4.2.4　　　　钢筋弹性模量　（×10⁵N/mm²）

种　　类	E_s
HPB 235 级钢筋	2.1
HRB 335 级钢筋、HRB 400 级钢筋、RRB 400 级钢筋、热处理钢筋	2.0
消除应力钢丝（光面钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝）	2.05
钢绞线	1.95

注：必要时钢绞线可采用实测的弹性模量。

4.2.5　普通钢筋和预应力钢筋的疲劳应力幅限值 △f^f_y和 △f^f_py应由钢筋疲劳应力比值 ρ^f_s、ρ^f_p分别按表 4.2.5-1 及表 4.2.5-2 采用。

普通钢筋疲劳应力比值 ρ^f_s应按下列公式计算：

ρ^f_s＝σ^f_s，min/σ^f_s，max　　　　（4.2.5-1）

式中　σ^f_s，min、σ^f_s，max —— 构件疲劳验算时，同一层钢筋的最小应力、最大应力。

预应力钢筋疲劳应力比值 ρ^f_P应按下列公式计算：

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 —— 构件疲劳验算时，同一层顶应力钢筋的最小应力、最大应力。

表 4.2.5-1 普通钢筋疲劳应力幅限值（N/mm²）

疲劳应力比值	Δffy
疲劳应力比值	HPB 235 级钢筋	HRB 335 级钢筋	HRB 400 级钢筋
-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、当纵向受拉钢筋采用闪光接触对焊接头时，其接头处钢筋疲劳应力幅限值应按表中数值乘以系数 0.8 取用；

2、RRB400 级钢筋应经试验验证后，方可用于需作疲劳验算的构件。

表 4.2.5-2　　　　预应力钢筋疲劳应力幅限值（N/mm²）

种类			△f^f_py
种类			0.7≤ρ^f_p＜0.8	0.8≤ρ^f_p＜0.9
消除应力钢丝	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
钢绞线			120	105

    注：1、当 ρ^f_p≥0.9 时，可不作钢筋疲劳验算；　　

    2、当有充分依据时，可对表中规定的疲劳应力幅限值作适当调整。

编辑：监督：18969091791 投稿：news@ccement.com

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