中美混凝土规范比较

EN1992-2-3: Liquid retaining and containment structures
中国桥梁规范
对混凝土材料物理力学性能要求
混凝土轴心抗压强度fck和轴心抗拉强度ftk标准值（MPa）
混凝土轴心抗压强度fcd和轴心抗拉强度ftd设计值（MPa）
中国桥梁规范
对混凝土材料物理力学性能要求
对位于III类和IV类环境桥梁，主要受拉钢筋宜采用树脂表面涂层防护， 而预应力钢筋、锚具等要采取专门防护措施。
Байду номын сангаас
中国桥梁规范
对混凝土材料耐久性要求
水位变动区混凝土抗冻等级
结构混凝土抗渗等级
中国桥梁规范
对混凝土材料耐久性要求
普通钢筋和预应力直线钢筋最小混凝土保护层厚度（mm）
美国桥梁规范
• 对混凝土材料物理力学性能要求 • 对混凝土材料耐久性要求
Na2O+0.658K2O<0.6% <0.1%（BS EN197-1）
相同 严于英国
原材料与测试标准-水泥
物理性能
项目 细度 中国规范 比表面积≥300m2/kg或80微米筛 余≤10.0%或45微米筛余≤30.0% P.I＆P.II：初凝时间≤45min； 终凝时间≤390min 普通水泥：初凝时间≤45min； 终凝时间≤600min P.I：蒸压膨胀﹤0.80% 其他：蒸压膨胀﹤0.50% 必须通过饼状试件的煮沸试验 美国规范 比表面积 ≥280m2/kg 初凝时间 ≥45min；终凝 时间≤375min 蒸压膨胀 ﹤0.80% 严于美国 规范 备注 略高于美 国
凝结时 间
安定性
原材料与测试标准-水泥
强度
项目 中国规范 测试两到三个龄期 每个龄期三个试件 试件尺寸：160×40×40mm （540g水泥，1350g标准砂， W/C=0.44） 美国规范 备注
抗弯和抗 压强度
见ASTM C183 只有抗压测试
原材料与测试标准-砂
砂（细骨料）
项目 中国规范 美国规范 备注
Eurocode part
EN1992 – Eurocode 2: Design of concrete structures
EN1992-1-1: Common rules for buildings and civil engineering structures
EN1992-1-2: Structural fire design EN1992-2-2: Bridges （BS5400）
美国桥梁规范
对混凝土材料耐久性要求
• 防护涂层。采用钢筋（预应力钢束、锚具） 表面树脂或镀锌涂层，防止锈蚀。 • 后张法预应力钢筋注浆保护。
中国桥规主筋保护层厚度（mm）
美国桥规主筋保护层厚度
二、混凝土材料规范比较
原材料与测试标准
• • • • 水泥 细骨料（砂） 粗骨料（石） 水
原材料与测试标准-水泥
• • • • • 混凝土结构设计的通用准则 结构设计理论与方法 混凝土工民建设计 混凝土桥梁设计 海洋混凝土结构设计
欧洲结构设计规范构架
Eurocode
EN1990 – Eurocode: Basis of structural design EN1991 – Eurocode 1: Actions on structures EN1991-1-1: Densities, Self-weight and imposed loads EN1991-1-2: Actions on structures exposed to fire EN1991-1-3: Snow loads EN1991-1-4: Wind loads EN1991-1-5: Thermal actions EN1991-1-6: Actions during execution EN1991-1-7: Accidental actions due to impact and explosions EN1991-2: Traffic loads on bridges EN1991-3: Actions induced by cranes and machinery EN1991-4: Actions in silos and tanks
我国原水泥标准(1999)存在的问题 • 水泥品种划分和强度等级不匹配，生产的普 通硅酸盐水泥中混合材掺量超标现象严重 • 标准中没有规定混合材掺量检测方法 • 水泥中参加混合材种类呈开放状态 • 水泥深长中使用盐类早强剂等 • 检验规则的可操作性不强等
原材料与测试标准-水泥
化学组成
项目 中国规范 美国规范 最大6.0% 最大3.5%C3A﹥8%） 最大3.0%C3A≤8%） 最大3.0% 最大0.75% 备注 基本相同 基本相同 基本相同 P.I型与类型I相 同；P.II型稍大
美国桥梁规范
对混凝土材料物理力学性能要求
弹性模量：对于单位密度（1440～2500kg/m3）和规定抗压 强度（<105MPa）的混凝土材料，Ec可按下公式取值： E 0.043K f （考虑了骨料和密度的影响）
1.5 c 1
c
c
泊 松 比： νc =0.2 收缩和徐变：取值依据CEB-FIP Model Code或ACI209 热膨胀系数：普通混凝土在5.4～14.4×10-6/˚C
混凝土的弹性模量（Ec，MPa）
混凝土剪切模量（Gc=0.4Ec）和泊松比（ νc =0.2 ） 收缩和徐变：取值依据CEB-FIP Model Code （1990） 热膨胀系数：混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土取值10×10-6/˚C
中国桥梁规范
对混凝土材料耐久性要求
环境类别与混凝土的基本要求
水泥品种和等级
项目 中国规范 美国规范 备注
确定水泥品种 和等级的标准 不一致
水泥品 主要根据应 主要根据组成和强度 种和等 用和组成划 划分 分 级
原材料与测试标准-水泥
国内外水泥品种
原材料与测试标准-水泥
国内外水泥品种
原材料与测试标准-水泥
我国标准制定的水泥品种（2007年标准）
原材料与测试标准-水泥
使用非饮用水条件
使用非饮用水的砂浆或混凝土的28天强度至少达到相同情况 下使用饮用水砂浆或混凝土的90%。 水泥凝结时间变化不超过30分钟
使用非饮用水的砂浆的7天和28天强度至少达到相同情况 下使用饮用水的90%。
中国规范 更严格
混凝土配合比设计
• 混凝土配合比设计基本要求 • 强度标准值和配比强度关系 • 混凝土试配要求
含泥量
最大3.0%（C30及以上） 最大5.0%（C25及以下）
最大3.0%
美国规范对低强度 混凝土要求较严
原材料与测试标准-石
石（粗骨料）
项目 含泥量 针片状 骨料含 量 中国规范 最大2.5%（C10以下） 最大2.0%（C15，C20，C25） 最大1.0%（C30及以上） 最大40%（C10以下） 最大25%（C15，C20，C25） 最大15%（C30及以上） 最大10%（泵送混凝土） 不超过构件最小截面尺寸的1/4 不超过钢筋净间距的3/4 不超过板厚的1/2并且不超过 50mm 对于泵送混凝土：不超过泵管 内径的1/3 美国规范 2.0%-10.0%（各种混 凝土） 备注 中国规范严 于美国规范
交通运输部基本建设质量监督总站讲座之一
中美混凝土规范比较
交通部公路科学研究院 二OO八年十月
报告内容
1. 2. 3. 4. 桥梁设计规范简介 混凝土材料规范比较 混凝土强度换算 总结
一、桥梁设计规范简介
中美混凝土桥梁设计规范简介
• 中国公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范（2004） • 美国AASHTO桥梁设计规范（2005） • 欧洲混凝土桥梁设计规范（2002）
美国桥梁规范
对混凝土材料物理力学性能要求
混凝土等级说明
混凝土等级 Class of concrete
A
等级描述
除了混凝土暴露于海水或是其他等级混凝土要求，一般情况 适用于所有桥梁结构构件
B
C P S
用于基础、支座、桥墩墩身、重力挡土墙
用于薄细截面的构件，例如厚度小于100mm的钢筋混凝土栏 杆，充填钢桁架板 用于强度超过28MPa的情况，对于预应力混凝土，粗骨料尺寸 不能超过20mm 用于水下混凝土，作为防水围堰
美国桥梁规范
对混凝土材料耐久性要求
• 一般规定：设计考虑包括混凝土质量、表面保护涂层、最小保护层厚 度、钢筋尺寸和分布、构造设计和裂缝宽度。主要目的是防止钢筋锈 蚀，相关技术标准依据参考ACI 222R。对于特殊条件的耐久性防护， 需要在合同文本给予说明。 • 预防碱骨料反应：限制使用可发生碱-硅反应的骨料，具体规定参考 ACI 201.2R。 • 混凝土保护层：对于无表面防护的预应力钢筋和普通钢筋保护层厚度 不得低于规定值（见后表）。对于水灰比≤0.40，保护层修定系数是 0.8；对于水灰比≥0.50，修定系数是1.2。 对于桥面混凝土铺装层，考虑磨蚀影响，需适当提高保护层限值。 主筋最小保护层厚度（包括树脂表面涂层钢筋）是25mm。 对于箍筋处，混凝土保护层厚度不能小于25mm。
无描述 不超过模板截面最小 尺寸的1/5 非常相近， 不超过板厚的1/3 中国规范的 不超过钢筋（及钢丝、 要求更具体 钢筋束预应力管）净 间距的3/4
骨料最 大尺寸
原材料与测试标准-水
水
项目 饮用水 混凝土种类 PH 物质 含量 不溶物（mg/l） 可溶物（mg/l） SO42-（mg/l） S2（mg/l） Cl-（mg/l） 中国规范 符合国家饮用水标准的水可用于各种混凝土 预应力混凝土 ﹥4 ﹤2000 ﹤2000 ﹤600 ﹤100 钢丝或热处理钢筋的 预应力混凝土 ﹤350 其他预应力 混凝土 ﹤500 钢筋混凝 土 ﹥4 ﹤2000 ﹤5000 ﹤2700 — 钢筋混凝 土 ﹤1200 素混凝土 ﹥4 ﹤2000 ﹤10000 ﹤2700 — 素混凝土 ﹤3500 预应力 混凝土 ﹤600 与Cl-接触的 钢筋混凝土 ﹤1500 不接触水的钢 筋混凝土 ﹤10000 其他钢筋 混凝土 ﹤3000 中国规范 严于美国 规范 未发现明确限制 中国规范 严于美国 规范 美国规范 几乎所有可以饮用或无明显异味的自然水均可用于混凝 土 备注 基本一致
欧洲混凝土桥梁设计规范简介
（1） EN1990 – Eurocode: Basis of structural design
• 结构设计一般原则，适用于工民建和土木工程设计
（2）EN1991 – Eurocode 1: Actions on structures
• 一般荷载作用 • 特殊荷载作用
（3）EN1992 – Eurocode 2: Design of concrete structures
中国混凝土桥梁设计规范简介
（1）公路桥梁设计通用规范（2004）
• 一般设计原则 • 荷载作用的定义、组合与分项系数取值方法
（2）中国公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 涵设计规范（2004）
• 设计理论与方法 • 构造设计
美国混凝土桥梁设计规范简介
美国AASHTO桥梁设计规范（2005）
• • • • • 结构设计一般原则 荷载及荷载组合与分项系数 结构分析及评价 （混凝土、钢、铝、木）结构设计 构造设计等
混凝土配合比设计-混凝土
混凝土配合比设计
项目 中国规范
强度 工作度 耐久性等特殊要求
美国规范
强度 工作度 耐久性等特殊要求
备注
设计目标
一样
抗压标准 15×15×15cm立方体 试件尺寸
Φ15×30cm圆柱体
前者强度 约是后者 的1.25倍
美国桥梁规范
对混凝土材料物理力学性能要求
• 采用规定强度抗压值f´c（没有使用我国标准中强 度标准值与设计值概念） • 采用圆柱体试件强度值 • 抗压强度超过70MPa的混凝土，需要指明强度与 其他力学属性的关系
美国桥梁规范
对混凝土材料物理力学性能要求
混凝土配合比与等级
AE（air-entrainment）：加引气剂情况
氧化镁 （MgO）
三氧化硫 （SO3） 烧失量 不溶物
最大5.0%；如果安定性合格，不 超过6.0%
最大3.5%对矿渣水泥：最大4.0% P.I型：最大3.0%；P.II型：最大 3.5%；普通水泥：最大5.0% P.I型：最大0.75%；P.II型：最大 1.5%
碱含量 氯离子含 量
Na2O+0.658K2O<0.6% <0.06%