中美混凝土设计规范构件正截面受弯承载力的分析比较

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1、2012年第4期(总185期)安徽建筑中美混凝土设计规范构件正截面受弯AnalysisandComparisonofCrossSectionFlexureLoadCapacityofConcreteDesignStandard承载力的分析比较betweenChinaandAmerica周思Jl1(安徽省建材工业设计院，安徽合肥230061)虽摘要：针对钢筋混凝土构件正截面受弯承载力，对我国《混凝土结构ACI318-05规范的强度折减系数表1设计规范》(GB50010—2010)和美国ACI318—05规范进行了一些分析比较。结果显示，适筋范围

2、内构件的受力钢筋基本相同。构件的最小和最大配筋率美国规范ACI318-05比中国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)要求的严格。关键词：钢筋混凝土；最大配筋率；最小配筋率；设计表达式；材料强度：强度降低系数。中图分类号：TU312．1文献标识码：B文章编号：1007—7359(2012)04—0150—030引言近年来，我国的工程建设和设计逐渐走向国际市场。越来美国混凝土强度与我国混凝土强度的大致对应关系表2结越多的企业对外承接EPC项目，国外工程一般都要求用美标构和欧标来设计和施工。笔者近年来有机会接触了一些国外水泥设计厂的总

3、承包工程，本文着重谈谈国标GB50010—2010与美标与ACI318—05构件正截面受弯承载力的分析比较。研究按ACI318—05计算的平衡相对受压区高度(a／b)b表3应1设计表达试用GB50010—2010根据我国标准《工程结构可靠性设计统标准))(GB50135)和《建筑结构可靠度设计统一标准))(GB50068)的规定，采用概率极限状态设计方法，以分项系数的形式表达，其表达式为：KS一(1)钢筋=1．1。ACI318—05规定，不采用材料分项系数，在混凝土结构设计设计中，总抗力项乘承载力折减系数，不同的结构式中：为作用效应的分项系数

4、；s为作用效应的标准值；或破坏方式，的取值不同。ACI318—05规范考虑强度降低系为结构抗力分项系数；冗为结构抗力标准值。数的目的是：①考虑由材料强度和尺寸的变异性所导致的强度美国规范采用的是基于概率理论的荷载一抗力系数的设偏低构件出现的可能性；②考虑设计公式的不准确性；③反映计方法，其表达式为：构件在所考虑的荷载效应下的延性程度和所需要的可靠性；④≤巾S(2)反映构件在结构中的重要性。式中：为由计算得出或有规范规定的设计荷载的Q荷载系数；为应用于名义承载力S的承载力折减系数。2材料强度指标式(1)和式(2)左端的TsS和Qd的概念基本相同

5、，只是国标和美标的荷载和荷载系数取值不同。式(1)和式(2)右端的2．1混凝土D．安和6s在概念上基本是一致的，是材料折减系数；我国我国规范GB50010—2010将立方体强度值作为混凝土强rRyR徽度的基本指标，并把立方体抗压强度作为评定混凝土强度等级规范把混凝土和钢筋的材料折减系数统一取为：混凝土=1．4、逢的标准。我国把混凝土的强度等级分为14个等级。美国用圆柱筑体试件(通常为q~150mm×300ram)，按《现场混凝土试件制作和收稿日期：2012—05—15养护的操作规程}(ASTMC31)的规定，测得的抗压强度称为圆作者简介：周思

6、川(1959一)，男，安徽合肥人，工程师；国家注册监理工圜程师，国家注册二级结构工程师。柱体抗压强度．，’。美国规范ACI318—05将设计中采用的混凝安徽建筑2012年第4期(总185期)下取0．8，C80取0．74，中间线性内插。美国规范ACI318—05将矩形应力图的应力取为0．8，高度取c(c为中和轴的高度)。当~<4oopsi(27．6MPa)时，。取为0．85，当f'c>4000psi时，l按每超出1000pal(6．9MPa)减少的比例减少，但不小于0．65。中国规范4最大配筋率和最小配筋率图1正截面受弯承载力应力图4．1最大配

7、筋率美国规范ACI318—05规范规定，“对于非预应力受弯构件和同时有小于0．10f；A(混凝土的毛截面面积，以in计)的乘了分项系数的轴力作用的非预应力构件，在名义强度下的(在名钢筋混凝土简支梁义强度最外排纵向受拉钢筋中的净应变)应不小于0．004，这一qk=18KN／mgk=12KN／m限制的作用是将构件的配筋率控制在一定的范围内，从而使构件具有一定的延性。’ACI318—05规定最小取St=0．004，则最大配筋率为图2计算简图：0．36单+pt(7)Y土强度称为规定的强度，用尸表示，概念上与我国规范的强度．我国规范GB50010—20

8、10规定的混凝土界限破坏的条件标准值相近。美国混凝土规范的代表等级有3000psi是相对受压区高度‘=，即x=g~ho。对于双筋矩形截面：(20．7MPa)、400