GB50476混凝土结构耐久性设计规范方案文档格式.docx
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jiegou@）。
本规范主编单位、参编单位和主要起草人：
主编单位：
清华大学
参编单位：
中国建筑科学研究院
国家建筑工程质量监督检验中心
北京市市政工程设计研究总院
同济大学
西安建筑科技大学
大连理工大学
中交四航工程研究院
中交天津港湾工程研究院
路桥集团桥梁技术有限公司
中国建筑工程总公司
主要起草人：
陈肇元邸小坛李克非廉慧珍徐有邻
包琦玮王庆霖黄土元金伟良干伟忠
赵筠朱万旭鲍卫刚潘德强孙伟
王铠陈蔚凡巴恒静路新瀛谢永江
郝挺宇邓德华冷发光缪昌文钱稼茹
王清湘张鑫邢锋尤天直赵铁军
1总则
1.0.1为保证混凝土结构的耐久性达到规定的设计使用年限，确保工程的合理使用寿命要求，制定本规范。
1.0.2本规范适用于常见环境作用下房屋建筑、城市桥梁、隧道等市政基础设施与一般构筑物中普通混凝土结构及其构件的耐久性设计，不适用于轻骨料混凝土及其他特种混凝土结构。
1.0.3本规范规定的耐久性设计要求，应为结构达到设计使用年限并具有必要保证率的最低要求。
设计中可根据工程的具体特点、当地的环境条件与实践经验，以及具体的施工条件等适当提高。
1.0.4混凝土结构的耐久性没计，除执行本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.1.1环境作用environmentalaction
温、湿度及其变化以及二氧化碳、氧、盐、酸等环境因素对结构的作用。
2.1.2劣化degradation
材料性能随时间的逐渐衰减。
2.1.3劣化模型degradationmodel
描述材料性能劣化过程的数学表达式。
2.1.4结构耐久性structuredurability
在设计确定的环境作用和维修、使用条件下，结构构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。
2.1.5结构使用年限structureservicelife
结构各种性能均能满足使用要求的年限。
2.1.6氯离子在混凝土中的扩散系数chloridediffusioncoefficientofconcrete
描述混凝土孔隙水中氯离子从高浓度区向低浓度区扩散过程的参数。
2.1.7混凝土抗冻耐久性指数DF（durabilityfactor）
混凝土经规定次数快速冻融循环试验后，用标准试验方法测定的动弹性模量与初始动弹性模量的比值。
2.1.8引气airentrainment
混凝土拌合时用表面活性剂在混凝土中形成均匀、稳定球形微气泡的工艺措施。
2.1.9含气量concreteaircontent
混凝土中气泡体积与混凝土总体积的比值。
对于采用引气工艺的混凝土，气泡体积包括掺入引气剂后形成的气泡体积和混凝
土拌合过程中挟带的空气体积。
2.1.10气泡间隔系数airbubblespacing
硬化混凝土或水泥浆体中相邻气泡边缘之间的平均距离。
2.1.11维修maintenance
为维持结构在使用年限内所需性能而采取的各种技术和管理活动。
2.1.12修复restore
通过修补、更换或加固，使受到损伤的结构恢复到满足正常使用所进行的活动。
2.1.13大修majorrepair
需在一定期限内停止结构的正常使用，或大面积置换结构中的受损混凝土，或更换结构主要构件的修复活动。
2.1.14可修复性restorability
受到损伤的结构或构件具有能够经济合理地被修复的能力。
2.1.15胶凝材料cementitiousmaterial，orbinder
混凝土原材料中具有胶结作用的硅酸盐水泥和粉煤灰、硅灰、磨细矿渣等矿物掺合料与混合料的总称。
2.1.16水胶比watertobinderratio
混凝土拌合物中用水量与胶凝材料总量的重量比。
2.1.17大掺量矿物掺合料混凝土concretewithhighvolumesupplementarycementitiousmaterials
胶凝材料中含有较大比例的粉煤灰、硅灰、磨细矿渣等矿物掺合料和混合料，需要采取较低的水胶比和特殊施工措施的混凝土。
2.1.18钢筋的混凝土保护层concretecovertoreinforcement
从混凝~~NNN筋（包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋）公称直径外边缘之间的最小距离；
对后张法预应力筋，为套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离。
2.1.19防腐蚀附加措施additionalprotectivemeasures
在改善混凝土密实性、增加保护层厚度和利用防排水措施等常规手段的基础上，为进一步提高混凝土结构耐久性所采取的补充措施，包括混凝土表面涂层、防腐蚀面层、环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂和阴极保护等。
2.1.20多重防护策略multipleprotectivestrategy
为确保混凝土结构和构件的使用年限而同时采取多种防腐蚀附加措施的方法。
2.1.2l混凝土结构concretestructure
以混凝土为主制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构；
无筋或不配置受力钢筋的结构为素混凝土结构，钢筋混凝土和预应力混凝土结构在本规范统称为配筋混凝土结构。
2.2符号
c——钢筋的混凝土保护层厚度；
c1——钢筋的混凝土保护层厚度的检测值；
Ca30——强度等级为c30的引气混凝土；
DRCM——用外加电场加速离子迁移的标准试验方法测得的氯离子扩散系数；
DF——混凝土抗冻耐久性指数；
E0——经历冻融循环之前混凝土的初始动弹性模量；
E1——经历冻融循环后混凝土的动弹性模量；
W/B——混凝土的水胶比；
αf——混凝土原材料中的粉煤灰重量占胶凝材料总重的比值；
αs——混凝土原材料中的磨细矿渣重量占胶凝材料总重的比值；
△——混凝土保护层施工允许负偏差的绝对值。
3基本规定
3.1设计原则
3.1.1混凝土结构的耐久性应根据结构的设计使用年限、结构所处的环境类别及作用等级进行设计。
对于氯化物环境下的重要混凝土结构，尚应按本规范附录A的规定采用定量方法进行辅助性校核。
3.1.2混凝土结构的耐久性设计应包括下列内容：
1结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级；
2有利于减轻环境作用的结构形式、布置和构造；
3混凝土结构材料的耐久性质量要求；
4钢筋的混凝土保护层厚度；
5混凝土裂缝控制要求；
6防水、排水等构造措施；
7严重环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略，
8耐久性所需的施工养护制度与保护层厚度的施工质量验收要求。
9结构使用阶段的维护、修理与检测要求。
3.2环境类别与作用等级
3.2.1结构所处环境按其对钢筋和混凝土材料的腐蚀机理可分为5类，并应按表3.2.1确定。
表3.2.1环境类别
环境类别
名称
腐蚀机理
I
一般环境
保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀
Ⅱ
冻融环境
反复冻融导致混凝士损伤
Ⅲ
海洋氯化物环境
氯盐引起钢筋锈蚀
Ⅳ
除冰盐等其他氯化物环境
注：
一般环境系指无冻融、氯化物和其他化学腐蚀物质作用。
3·
2·
2环境对配筋混凝土结构的作用程度应采用环境作用等级表达，并应符合表3.2.2的规定。
表3.2.2环境作用等级
环境作用等级
A
轻微
B
轻度
C
中度
D
严重
E
非常严重
F
极端严重
I-A
I-B
I-C
一
Ⅱ-C
Ⅱ-D
Ⅱ-E
Ⅲ-C
Ⅲ-D
Ⅲ-E
III-F
V-C
V-D
V-E
化学腐蚀环境
3当结构构件受到多种环境类别共同作用时.应分别满足每种环境类别单独作用下的耐久性要求。
3.2.4在长期潮湿或接触水的环境条件下，混凝土结构的耐久性设计应考虑混凝土可能发生的碱一骨料反应、钙矾石延迟反应和软水对混凝土的溶蚀，在设计中采取相应的措施。
对混凝土含碱量的限制应根据附录B确定。
5混凝土结构的耐久性设计尚应考虑高速流水、风沙以及车轮行驶对混凝土表面的冲刷、磨损作用等实际使用条件对耐久性的影响。
3.3设计使用年限
1混凝土结构的设计使用年限应按建筑物的合理使用年限确定，不应低于现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的规定；
对于城市桥梁等市政工程结构应按照表3.3.1的规定确定。
表3.3.1混凝土结构的设计使用年限
设计使用年限
适用范围
不低于100年
城市快速路和主干道上的桥梁以及其他道路上的大型桥梁、隧道、重要的市政设等
不低于50年
城市次干道和一般道路上的中小型桥梁，一般市政设施
3.3.2一般环境下的民用建筑在设计使用年限内无需大修，其结构构件的设计使用年限应与结构整体设计使用年限相同。
严重环境作用下的桥梁、隧道等混凝土结构，其部分构件可设计成易于更换的形式，或能够经济合理地进行大修。
可更换构件的设计使用年限可低于结构整体的设计使用年限，并应在设计文件中明确规定。
3.4材料要求
3.4.1混凝土材料应根据结构所处的环境类别、作用等级和结构设计使用年限，按同时满足混凝土最低强度等级、最大水胶比和混凝土原材料组成的要求确定。
3.4.2对重要工程或大型工程，应针对具体的环境类别和作用等级，分别提出抗冻耐久性指数、氯离子在混凝土中的扩散系数等具体量化耐久性指标。
3.4.3结构构件的混凝土强度等级应同时满足耐久性和承载能力的要求。
3.4.4配筋混凝土结构满足耐久性要求的混凝土最低强度等级应符合表3.4.4的规定。
表3.4.4满足耐久性要求的混凝土最低强度等级
环境类别与作用等级
100年
50
30年
C30
C25
C35
C40
II-C
C35，C45
C30，C45
C30，C40
II-D
G40
Ca35
II-E
C45
Ca40
III-C，IV-C.V-C，III-D，IV-D
V-D，Ⅲ-E,Ⅳ-E
C50
V-E，Ⅲ-F
C55
注：
1预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不应低于C40；
2如能加大钢筋的保护层厚度，大截面受雎墩、柱的混凝土强度等级可以低于表中规定的数值，但不应低于第3.4.5条规定的素混凝土最低强度等级。
3.4.5素混凝土结构满足耐久性要求的混凝土最低强度等级，一般环境不应低于c15；
冻融环境和化学腐蚀环境应根据本规范表5.3.2、表7.3.2的规定确定；
氯化物环境可按本规范表6.3.2的III-C或IV-C环境作用等级确定。
3.4.6直径为6ram的细直径热轧钢筋作为受力主筋，应只限在一般环境（I类）中使用，且当环境作用等级为轻微（T—A）和轻度（I-B）时，构件的设计使用年限不得超过50年；
当环
境作用等级为中度（I-C）时，设计使用年限不得超过30年。
3.4.7冷加工钢筋不宜作为预应力筋使用，也不宜作为按塑性设计构件的受力主筋。
公称直径不大于61Tim的冷加工钢筋应只在I-A、I-B等级的环境作用中作为受力钢筋使用，且构件的设计使用年限不得超过50年。
3.4.8预应力筋的公称直径不得小于5mm。
3.4.9同一构件中的受力钢筋，宜使用同材质的钢筋。
3.5构造规定
3.5.1不同环境作用下钢筋主筋、箍筋和分布筋，其混凝土保护层厚度应满足钢筋防锈、耐火以及与混凝土之间粘结力传递的要求，且混凝土保护层厚度设计值不得小于钢筋的公称直径。
3.5.2具有连续密封套管的后张预应力钢筋，其混凝土保护层厚度可与普通钢筋相同且不应小于孔道直径的1/2；
否则应比普通钢筋增加10mm。
先张法构件中预应力钢筋在全预应力状态下的保护层厚度可与普通钢筋相同，否则应比普通钢筋增加10mm。
直径大于16mm的热轧预应力钢筋保护层厚度可与普通钢筋相同。
3.5.3工厂预制的混凝土构件，其普通钢筋和预应力钢筋的混凝土保护层厚度可比现浇构件减少5mm。
3.5.4在荷载作用下配筋混凝土构件的表面裂缝最大宽度计算值不应超过表3.5.4中的限值。
对裂缝宽度无特殊外观要求的，当保护层设计厚度超过30ram时，可将厚度取为30ram计算裂缝的最大宽度。
表3.5.4表面裂缝计算宽度限值（mm）
钢筋混凝土构件
有粘结预应力混凝土构件
0.40
0.20
0.30
0.20（0.15）
0.10
按二级裂缝控制或按部分预应力A类构件控制
E,F
0.15
按一级裂缝控制或按全预应力类构件控制
1括号中的宽度适用于采用钢丝或钢绞线的先张预应力构件；
2裂缝控制等级为二级或一级时，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010计算裂缝宽度；
部分预应力A类构件或全预应力构件按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62计算裂缝宽度；
3有自防水要求的混凝土构件，其横向弯曲的表面裂缝计算宽度不应超过0.20mm。
3.5.5混凝土结构构件的形状和构造应有效地避免水、汽和有害物质在混凝土表面的积聚，并应采取以下构造措施：
1受雨淋或可能积水的露天混凝土构件顶面，宜做成斜面，并应考虑结构挠度和预应力反拱对排水的影响；
2受雨淋的室外悬挑构件侧边下沿，应做滴水槽、鹰嘴或采取其他防止雨水淌向构件底面的构造措施；
3屋面、桥面应专门设置排水系统，且不得将水直接排向下部混凝土构件的表面；
4在混凝土结构构件与上覆的露天面层之间，应设置可靠的防水层。
3.5.6当环境作用等级为D、E、F级时，应减少混凝土结构构件表面的暴露面积，并应避免表面的凹凸变化；
构件的棱角宜做成圆角。
3.5.7施工缝、伸缩缝等连接缝的设置宜避开局部环境作用不利的部位，否则应采取有效的防护措施。
3.5.8暴露在混凝土结构构件外的吊环、紧固件、连接件等金属部件，表面应采用可靠的防腐措施；
后张法预应力体系应采取多重防护措施。
3.6施工质量的附加要求
3.6.1根据结构所处的环境类别与作用等级，混凝土耐久性所需的施工养护应符合表3.6.1的规定。
表3.6.1施工养护制度要求
混凝土类型
养护制度
一般混凝土
至少养护ld
大掺量矿物掺合料混凝土
浇筑后立即覆盖并加湿养护，至少养护3d
I-B，I-C，
Ⅱ-C，
Ⅲ-C，Ⅳ-C，
Ⅱ-D，V-D
Ⅱ-E，V-E
养护至现场混凝土的强度不低于28d标准强度的50％.且小少于3d
浇筑后立即覆盖并加湿养护，养护至现场混凝土的强度不低于28d标准强度的50％，且不少于7d
Ⅲ-D，Ⅳ-D
Ⅲ-E，Ⅳ-E
Ⅲ-F
浇筑后立即覆盖并加湿养护，养护至现场混凝土的强度不低于28d标准强度的50％，且不少于7d。
加湿养护结束后应继续用养护喷涂或覆盖保湿、防风一段时间至现场混凝土的强度不低于28d标准强度的70％
1表中要求适用于混凝土表面大气温度不低于10℃的情况，否则应延长养护时间；
2有盐的冻融环境中混凝土施工养护应按Ⅲ、Ⅳ类环境的规定执行；
3大掺量矿物掺合料混凝土在I-A环境中用于永久浸没于水中的构件。
3.6.2处于I-A、I-B环境下的混凝土结构构件，其保护层厚度的施工质量验收要求按照现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定执行。
3.6.3环境作用等级为c、D、E、F的混凝土结构构件，应按下列要求进行保护层厚度的施工质量验收：
1对选定的每一配筋构件，选择有代表性的最外侧钢筋8～16根进行混凝土保护层厚度的无破损检测；
对每根钢筋，应选取3个代表性部位测量。
2对同一构件所有的测点，如有95％或以上的实测保护层厚度c1满足以下要求，则认为合格：
cl≥c-△（3.6.3）
式中c——保护层设计厚度；
△——保护层施工允许负偏差的绝剥值，对梁柱等条形构件取10mm，板墙等面形构件取5mm。
3当不能满足第2款的要求时，可增加同样数量的测点进行检测，按两次测点的全部数据进行统计，如仍不能满足第2款的要求，则判定为不合格，并要求采取相应的补救措施。
4一般环境
4.1一般规定
4.1.1一般环境下混凝土结构的耐久性设计，应控制在正常大气作用下混凝土碳化引起的内部钢筋锈蚀。
4.1.2当混凝土结构构件同时承受其他环境作用时，应按环境作用等级较高的有关要求进行耐久性设计。
4.1.3一般环境下混凝土结构的构造要求应符合本规范第3.5节的规定。
4.1.4一般环境下混凝土结构施工质量控制应按照本规范第3.6节的规定执行。
4.2环境作用等级
4.2.1一般环境对配筋混凝土结构的环境作用等级应根据具体情况按表4.2.1确定。
表4.2.1一般环境对配筋混凝土结构的环境作用等级
环境条件
结构构件示例
室内干燥环境
常年干燥、低湿度环境中的室内构件；
所有表面均永久处于静水下的构件
永久的静水浸没环境
非干湿交替的室内超市环境
中、高湿度环境中的室内构件；
不接触或偶尔接触雨水的室外构件；
长期与水或湿润土体接触的构件
非干湿交替的露天环境
长期湿润环境
干湿交替环境
与冷凝水、露水或与蒸汽频繁接触的室内构件；
地下室顶板构件；
表面频繁淋雨或频繁与水接触的室外构件；
处于水位变动区的构件
1环境条件系指混凝土表面的局部环境；
2干燥、低湿度环境指年平均湿度低于60％，中、高湿厦环境指年半均湿度大于60％}
3干湿交替指混凝土表面经常交替接触到大气和水的环境条件。
4.2.2配筋混凝土墙、板构件的一侧表面接触室内干燥空气、另一侧表面接触水或湿润土体时，接触空气一侧的环境作用等级宜按干湿交替环境确定。
4.3材料与保护层厚度
4.3.1一般环境中的配筋混凝土结构构件.其普通钢筋的保护层最小厚度与相应的混凝土强度等级、最大水胶比应符合表4.3.1的要求。
4.3.2大截面混凝土墩柱在加大钢筋的混凝土保护层厚度的前提下，其混凝土强度等级可低于本规范表4.3.1中的要求.但降低幅度不应超过两个强度等级，且设计使用年限为100年和50年的构件，其强度等级不应低于C25和C20。
当采用的混凝土强度等级比本规范表4.3.1的规定低一个等级时，混凝土保护层厚度应增加5mm；
当低两个等级时，混凝土保护层厚度应增加10mm。
表4.3.1一般环境中混凝土材料与钢筋的保护层最小厚度c（mm）
50年
混凝土强度等级
最大水胶比
c
板、墙等面形结构
0.55
20
0.60
≥C40
0.50
0.45
30
25
≥C35
≥C30
≥C50
0.36
40
35
≥C45
梁、柱等条形结构
≥C25
45
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