构件强度

构件强度（精选四篇）

构件强度篇1

1 混凝土配合比设计

混凝土配合比设计是结构物质量保证的前提,由于各个项目的自身特点、区域差别、人为因素及其他条件的影响,承建单位对于配合比设计方面的工作过多地从经济利益的角度和传统经验出发,而忽略了完整配合比理论分析和试配过程以及数据的统计取舍[3]。

按《混凝土配合比设计规范》的规定:配制混凝土在工程使用中,其强度标准值具有不小于95%的强度保证率,配合比设计时混凝土配制强度应比设计要求的强度标准高,混凝土应以相同“等级”代替原设计要求中“标号”如C30(30级)、C40(40级)。另外,得出的强度不同(如原先425#水泥现在为32.5级水泥),影响到混凝土水灰比的鲍罗米公式中的回归系数aa(A)和ab(B)的取值。

目前仍有单位沿袭老传统配合比,算出的水灰比较大,不符合经验配合比要求,于是产生拼凑现象,在试配及制作过程中又掺杂无意识的客观因素,使得试验值结果虽勉强符合设计要求,但受施工原材料不均匀性限制最终导致混凝土结构构件后期出现的强度不均匀或产生过多的现象,影响了构件的耐久性、安全性和使用寿命[4]。

混凝土配合比的计算中应综合考虑各方面因素:水泥胶砂强度是配合比计算中的关键参数,应以其标准试验下28 d强度为指标,A、B值分别按碎石(0.46、0.07)、卵石(0.48、0.33)计算,同时要考虑水泥中的矿物质成分对混凝土强度的影响;集料级配合理性,要考虑其符合《混凝土集料实验规程》的要求,同时要考虑其最大堆积密度同现场实地取样的差别;水质和外加剂的选择以及场外实施温度变化也是影响构件混凝土强度的一个因素,这也是常被承建单位在失配过程中忽略的一个因素。上述几个影响因素,缺一不可,否则将严重影响产品的质量,因此相关人员一定要足够重视[5]。

2 高度重视混凝土的标准养护

在对混凝土的结构物工程进行施工的过程中,一些承建商能够按照规范的要求进行混凝土试块的取样及制作,但因为各方面的原因不能保证混凝土试块的标养条件,尤其是标准养护的温度。究其原因,主要有2个方面,一是有限的施工现场条件,二是现场工作人员对于混凝土的施工温度要求及构件强度试验评定的了解比较缺乏,在施工中盲目性较多[6]。《混凝土结构施工及验收规范》中对此的规定要求为,采用标准试件的强度对混凝土结构构件的强度进行评定,即按照标准方法制作立方体试件,边长为150 mm,在空气中的相对湿度为90%、温度达到27~33℃的环境条件下,标准养护为28 d龄期、出厂、吊装、张拉及施工期间临时负荷时的混凝土强度应采用结构构件同条件养护下的标准尺寸试件的混凝土强度,以使构件强度满足设计要求。实际操作中,不论在养护还在成型方面,标准试块与结构构件之间存在一定的差异,而在《混凝土结构工程施工及验收规范》与《混凝土结构设计规范》中对混凝土的相关规定是一致的。分析混凝土强度的设计值与立方体抗压强度标准值之间的关系,简单地说,在对工程试验进行校准及综合的分析后,由混凝土轴心的抗压标准附以混凝土材料分析系数求得混凝土轴心抗压强度设计值。在对混凝土轴心抗压强度的标准值进行确定时应综合考虑以下2个方面的因素:一是混凝土棱柱体的平均抗压强度与立方体(边长为150 mm)的平均抗压强度之间的相互关系(取折减系数为0.76);二是综合对结构物构件中混凝土强度与试件强度之间的差异进行考虑。

3 严格控制施工程序

混凝土的施工在水利工程的建设中发挥的作用很重要,可导致工程出现不合格,严重者还会发生质量事故,对人民群众的生命安全产生严重危害。例如桥梁的施工,由于其地处潮汐河流,具有沙砾覆盖厚、水位变化大等特点,在施工的过程中护筒很难将整个覆盖层穿透,经过施工,结果证明可以选用Φ2.15 m笼式合金钻头进行正循环施工。

3.1 钻孔

先将泥浆泵启动,空转钻机,待一定量的泥浆进入钻孔后再开始钻进,可根据施工地点的土质情况调节钻机钻进的速度,一般在土壤为黏性土时,可选择中等转速,用稀泥浆、大泵量钻进;若土壤为砂性土,可选择轻压、低档、慢速、大泵量、稠泥浆钻进;若土壤为较硬的、含强风化岩层的碎石土,可选择用优质泥浆低档慢速地转进;若土壤为砂砾层,转进时应对泥浆的密度比重进行控制,一般以1.35~1.45为佳。如果在钻进时发现稠度不够,应及时地投放黏土,效果较好,在转孔的过程中不会有塌方等现象出现。

3.2 清孔

清孔时,为了防止钻孔中出现塌方等现象,应保持孔内的水位在地下水位或河流水位以上1.5~2.0 m。清洗干净护臂上附着的泥浆,并清除孔底的钻渣及泥砂等沉积物。由于钻孔的面积比较大,不易对孔底边缘的泥浆和钻渣进行清理,可用3根小钢管插入孔底中进行吹风,以翻起该部位的钻渣与泥浆。为了防止出现塌方,钢管的风管不可在砂层或砾砂层吹风,一定要保证插入到孔底的岩层内;清孔时采取上述方法,6~8 h后即可将孔底沉积物的厚度控制在5 cm以内。

3.3 水下混凝土的灌注

在进行水下混凝土的灌注前,应对孔底泥浆沉淀的厚度进行检测,如不符合清孔的要求,应再次进行清孔,直至其符合要求为止。在混凝土拌合物运到灌注的地点时,应对其均匀性和坍落度进行控制,如发现与要求的不符合,应进行第2次拌合,若拌合2次后发现其仍不能达到要求即不可再行利用。将钢筋骨架安放好后,应及时进行混凝土的灌注,灌注过程不可中断,应保证连续进行。在进行混凝土的灌注时,应控制混凝土的温度不得低于5℃,在混凝土的灌注过程中,若气温低于0℃时,应采取相应的保温措施。在强度未达到设计等级50%的桩顶混凝土不能发生冻害。

应选择适宜的导管对混凝土进行灌注。组成导管的管子直径不可小于250 mm,导管应选择装有垫圈的法兰盘进行连接。在进行混凝土的灌注过程中,为了防止出现污染或者对河道或交通产生阻塞作用,应将溢出的泥浆引流到适当的地点进行处理。处于桩顶以下或地面的井口整体式刚性护筒,应在混凝土的灌注完成后立即拔出;处于地面以上的护筒部分的拆除可待灌注的混凝土抗压强度达到5 MPa后进行。当混凝土的灌注过程中使用全护筒时,应逐步对护筒进行提升,护筒的底面距离混凝土顶面的距离保持在1~2 m。在施工的过程中,灌注的桩顶标高应比设计高,一般高出0.5~1.0 m即可,以保证混凝土的强度。连接前凿出多余的部分,保证桩头无松散层。总之,在灌注混凝土的过程中,应认真仔细地观察,一旦发生故障,及时对原因进行调查,并采取有效的补救措施。

摘要：总结了混凝土构件强度及施工控制措施,包括混凝土配合比设计、高度重视混凝土的标准养护、严格控制施工程序,以期为混凝土的施工提供参考。

关键词：混凝土,配合比设计,标准养护,施工程序

参考文献

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[3]车立玮.路桥混凝土的施工方法分析[J].江西建材,2012(2):169-170.

[4]傅德保.如何加强地下大体积混凝土施工管理[J].江西建材,2012(2):255-256.

[5]杨清岭,张中善,周申彬.钢管柱外包清水混凝土柱施工技术[J].安徽建筑,2012,19(2):60-61.

构件强度篇2

1 固体结构中裂纹的表现形式

1) 钢材的缺陷。钢冶炼过程中, 由于非金属夹杂和气孔在轧制后造成钢材的裂纹和分层;钢材表面的刻槽、凹角、截面突变;钢材加工、焊接过程中形成的局部内应力集中。

2) 钢筋混凝土结构设计、施工、使用过程中, 由于设计缺陷、施工不均匀性、使用过程中局部荷载加大造成的裂纹。

3) 岩体中岩洞、隧洞出现的裂纹。

2 裂纹描述

1) 对于固体内部没有宏观裂纹的均匀试件, 在拉伸时, 应力分布是均匀的。用应力线表示, 如图1 (a) 所示。每一点的应力值等于穿过该点单位面积应力线的条数。某一点的应力线越密集, 则该点的应力就越大。

2) 如试件中有长为2a的宏观裂纹, 受同样的力作用, 这时试件中的力就不是均匀的了。这是因为裂纹内部是空腔, 不受力作用, 没有应力就没有应力线。但应力线的特点是它又不能在试件内部中断, 故应力线在裂纹附近便被挤在两边, 如图1 (b) 所示。这样, 裂纹尖端附近应力线密度增大, 即裂纹尖端地区的应力比平均应力要大, 远离裂纹尖端, 应力线就逐渐趋于均匀, 应力也逐渐等于平均应力。

3) 在裂纹尖端附近, 其应力σ远比外加平均应力σ要大, 即存在应力集中。这样, 当外加应力

σ=σc还比较小, 甚至还低于材料的屈服应力时, 含裂纹试件裂纹尖端区的应力集中就可能使尖端附近某一范围内的应力都达到材料的解理断裂强度, 从而使裂纹前端材料分离, 裂纹快速扩展, 试件脆断。这就是说, 一般含裂纹试件的实际断裂应力σc就明显比无裂纹试件低, 甚至可以远低于材料的屈服强度。

4) 长度2a上的应力线都得挤在裂纹尖端, 如果裂纹愈长, 裂纹尖端附近的应力线的密度就愈大, 应力集中就愈大, 试件就可以在更低的外力作用下断裂, 即断裂应力σc更低。构件中的裂纹愈长 (a愈大) , 则裂纹前端应力集中就愈大, 使裂纹快速扩展的外加应力 (即断裂应力) σc就愈小, 即undefined, 其中Y*是一个和裂纹形状及加载方式有关的量。对每一种特定工艺状态下的材料, undefined常量, 它和裂纹大小、几何形状及加载方式无关, 只和材料本身的成分、热处理及加工工艺有关, 即和σs, σb等一样是标志材料, 一种性能的量, 称之为断裂韧性, 用KIC来表示, 即undefined

用含裂纹试件做实验, 测出裂纹快速扩展所对应的应力σc, 代入 (1) 式, 就能定出材料的KIC值。由于KIC是材料性能, 故用试件测出的KIC值就是实际含裂纹试件抵抗裂纹快速扩展的KIC值。因此, 当构件中裂纹的形状和大小一定, 材料的断裂韧性KIC值大, 构件脆断所需的应力σc也高, 即构件愈不容易发生低应力脆断。反之, 如构件在工作应力下脆断σ*=σc, 这时构件内的裂纹长度必须大于或等于 (1) 式所确定的临界值。

ac= (KIC/σ*y*) 2 (2)

显然, 当材料的KIC愈高时, 在相同的工作应力σ*作用下, 导致构件脆断的临界值ac就愈大, 即可容许构件中存在更长的裂纹。

总之, 构件材料的KIC愈高, 则此构件阻止裂纹快速扩展能力就愈大。即KIC是抵抗裂纹快速扩展的能力的度量, 是材料抵抗低应力脆性破坏的韧性参数, 故称之为断裂韧性。

3 裂纹开裂形态

图2 (a) 所示, 外加正应力σ和裂纹面垂直, 在σ作用下裂纹尖端张开, 且扩展方向和σ垂直, 称为张开型裂纹, 也称为Ⅰ型, KIC的下标“Ⅰ”即表示Ⅰ型的断裂;图2 (b) 中, 在平行裂纹面的剪应力作用下, 裂纹滑开扩展, 称为滑开型裂纹, 也称Ⅱ型, 其断裂韧性为KⅡC;图2 (c) 中, 在剪应力作用下裂纹面上下错开, 裂纹沿原来的方向向前扩展, 称撕开型裂纹, 也称Ⅲ型, 断裂韧性为KⅢC。

4 应力场强度因子和断裂韧性的关系

1) 如图3所示。在试件中心有一长为2a的裂纹, 外力拉应力和裂纹平面垂直。拉伸时, 裂纹张开故为Ⅰ型裂纹。在y轴上距裂纹尖端为r的D点处, 沿x方向的正应力σx为

undefined

其中y*是和裂纹形状、加载方式及试件类型有关的量, 如对无限体中心贯穿裂纹, undefined。

2) 对于裂纹尖端附近任意一点D, 其坐标r是已知的, 故由 (3) 式可知, 该点的内应力场σx的大小就完全由KI来决定。KI大, 裂纹前端各点的应力场就大。KI控制了裂纹尖端附近的应力场, 它是决定应力场强度的主要因素, 故KI称为应力场强度因子。

3) 公式 (3) 表明, 当KI一定时, σx和r的关系是一条双曲线, undefined, 如图3所示。愈接近裂纹尖端, 则σx就愈大。这和愈接近裂纹尖端应力线愈密集, 从而内应力愈大是一致的。

4) 当KI增大到某一临界值时, 就能使裂纹前端某一区域内的内应力σx大到足以使材料分离, 从而导致裂纹快速扩展, 试件断裂。裂纹快速扩展的临界状态所对应的应力场强度因子称为临界应力场强度因子, 用KIC来表示, 就是材料的断裂韧性。

5) 由 (4) 式知, 当外加应力σ=σc从而裂纹快速扩展试件断裂时, 就是临界状态, 这时的应力场强度因子就是断裂韧性KIC, 故

undefined

6) 应为断裂韧性KIC是应力场强度因子KI的临界值, 故两者存在密切的关系, 但其物理意义却完全不同。KIC是裂纹前端应力场强度的度量, 它和裂纹大小、形状、外加应力都有关, 而断裂韧性KIC却是材料阻止宏观裂纹快速扩展能力的度量, 它和裂纹本身的大小、形状无关, 也和外加应力的大小无关。KIC是材料特性, 只和材料成分、热处理及加工工艺有关。

5 断裂韧性KIC是应力场强度因子KI计算实例及分析

1) 如图4所示。两块板宽很大的试件, A试件含裂纹长2a1=40.8mm, B试件裂纹长2a2=5.7mm, 设材料undefined。当外加应力σ=250MPa时, A试件裂纹前端应力场强度因子为undefined, 对这类试件undefined。undefined, 它正好等于使裂纹快速扩展的临界值。故A试件的裂纹在σ=250MPa时将快速扩展, 试件断裂。B试件当σ=250MPa时裂纹前端undefined, 它小于材料的KIC值。故B试件在σ=250MPa作用下裂纹不致扩展, 试件不断。要使试件断裂, 只有加大外力 (如σ=667MPa) , 使裂纹前端KI增大。当KI增大到正好等于材料的KIC时, 试件就断裂。

6 抗裂纹扩展性能指标KIC控制法及应用

在冶金加工、钢筋混凝土结构、岩土工程等实际中;设计、加工过程中, 把材料的抗裂纹扩展性能系数KIC和构件内的裂纹尺寸a以及实际的裂纹应力σc定量地联系起来, 通过无损伤探测知道了构件内裂纹的大小和位置后, 根据材料的KIC就可估算构件的断裂应力σc, 它就是构件的实际承载能力;或者根据缺陷大小以及工作应力σ*可按 (3) 式计算出裂纹前端的应力场强度因子KI, 如KI

ac= (KIC/y*σ*) 2 (6)

如探伤出来的a0

参考文献

[1]汤仁基.弹塑性断裂力学[M].兰州大学出版社, 1985.

[2]徐芝纶.弹性力学[M].北京:人民教育出版社, 1978.

[3]叶开沅, 冯燕伟.材料力学[M].兰州大学出版社, 1985.

构件强度篇3

采用模型决策半结构化问题, 将问题的结构化部分交给已有模型来处理, 已有模型与模型接口的非结构化部分由人将其转化为结构化问题, 并在此基础上建立半结构化问题预测模型是现代预测和决策理论的新思路。

建筑结构中有很多复合材料、复合构件和构件的强度与很多因素有关, 关系复杂, 人们无法通过实验和纯数理方法得到其强度公式或各因素对强度贡献的权值及公式联系。主要困难在于公式的构成关系, 而不在于其中的系数。这是个很强的非结构化问题, 传统数理方法是难以解决的。

2 应用

人工神经网络是对人脑思维简单模仿的网络系统, 它能较好的解决上述矛盾。可以把解决某一具体问题的人工神经网络看作一个大模型, 模型数学结构 (各要素之间关系) 可以事先假定, 模型中的参数由网络训练而出。这样, 可以通过多次假定和模拟得到接近真实的精确模型。

2.1 人工神经网络与BP网络模型

人工神经网络是由很多人工神经元组成的神经模拟系统。单个神经元从相邻神经元获得信息, 同时将内部处理过的信息输出到相邻神经元。信息在由神经元组成的神经系统中层层传递、处理, 最后输出。

图1人工神经网络神经元

公式 (1)

yi—第i个神经元输出的信息;

Wij—第i个神经元对从上一层第j个神经元传递来信息的修正权值;

xj—从上一层第j个神经元传递来的信息;

Qj—第i个神经元的阈值。

f (X) 为激发函数, 这里采用Sigmoid型转换函数:

公式 (2)

BP神经网络 (逆向传播网络) 由输入层、输出层和若干隐含层组成, 同层神经元互不连接, 相邻层神经元通过权重连接。给出实际样本供网络学习, 不断修正每个神经元的输入权值和输出阈值, 学习好的BP神经网络用于预测。

2.2 BP网络模型在强度预测中的应用理论

假设复合材料和构件强度模型为Y=f (X1,

表1 BP神经网络的推理机

X2, X3…Xn, a1, a2, a3…am) , 其中Y为强度函数, f为数学关系, f括号内的变量为假设与强度相关的一些因变量, a1, a2, a3…am为不相关的因变量被错误的引入, [1]最终会剔除 (这样有利于考虑到所有可能因素) 。事先导入可能与该强度相关的因变量, 例如:各单质材料的强度、材料复合方式、工艺复杂程度、构件截面尺寸 (这里只研究材料强度, 不考虑长细比) 等因素, 构造输入层。

图2用于复合材料与构件强度预测的BP神经网络拓扑结构

训练神经网络:

第一步, 初步设定输入层单元到隐含层单元的连接权值Wij, 隐含层单元到输出层单元的连接权值Wi (赋[-1, 1]的随机变量值) , 隐含层单元的阈值Qi和输出层单元的阈值Tk。[2]

第二步, 将以往的强度数据作为训练样本 (Ak, Yk) 输入, k=1, 2, 3…M表示学习样本个数。因变量组Ak= (X1, X2, X3…Xn, a1, a2, a3…am) k, 样本输出为Yk, 实际网络输出为yk, 将yk与Yk的误差看作各层连接权与阈值的过错, 多样本循环修正, 使误差逐步减小。

第三步:将训练好的强度BP网络模型用于强度预测。

2.3 BP网络模型在强度预测中的实现技术

确定输入层神经元数 (输入层神经元数为影响因素的个数) 、隐含层数 (本例为单层, 随着问题非结构化程度的加强, 隐含层可设置成多层) 和隐含层的神经元数是建模关键。[3]

隐含层神经元数的确定是个复杂问题, 它会影响到系统的容错性和学习的复杂程度。它与输入层单元数、输出层单元数有关。本例中只需要输出一个结果, 即输出层单元数为1, 大大简化了学习的复杂程度和隐含层的神经元数。具体的隐含层神经元数的多少由限定网络误差后, 系统自组织学习比较后所得。

结束语

本系统只作为理论研究, 实际应用的技术问题有待探讨。

参考文献

作者简介:杨斌 (1978~) , 男, 汉族, 湖北武汉人, 湖北水利水电职业技术学院建筑工程系教师。

摘要：针对复合材料和构件强度预测问题的非数理性, 拟采用BP神经网络辅助预测, 对其理论进行了深入研究。

关键词：半结构化问题,复合材料,强度,人工神经网络,BP网络

参考文献

[1]高洪深.决策支持系统 (DSS) 理论·方法·案例.清华大学[M].南宁:广西科学技术出版社, 1996:140, 133.

[2]陈晓红, 朱霞.基于神经网络的期货套期保值决策支持系统[J].管理科学学报, 2001, l4:6.

构件强度篇4

根据《钻芯法检验混凝土强度技术规程》CECS03:2007 (以下简称《规程》) [1]规定, 芯样强度确定检测批的混凝土强度推定值能较准确反映混凝土的实体强度。因为检测批标准芯祥试件的最小样本量不少于15个, 且采用统计方法, 根据检测批芯样的混凝土强度标准偏差和样本数量确定置信度为0.85的强度推定区间, 即置信度为0.85的强度上限值和下限值。推定区间是对检测批混凝土相应强度真值的估计区间, 符合现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300的相关规定, 即错判概率小于0.05, 漏判概率小于0.10。但《规程》中“单个构件混凝土强度推定值不再进行数据的舍弃, 而应按有效芯样试件混凝土抗压强度值中的最小值确定”似值得商榷。

混凝土强度的检验与评定应按《混凝土强度检验评定标准》GBJ107[2]的规定执行。那么本《规程》混凝土强度推定值与GBJ107的标准立方体试件强度有何关系?芯样强度检测的混凝土强度推定值是否就是GBJ107的强度验收批呢?笔者认为, 本《规程》的应用有断裂层。芯样强度检测的混凝土强度推定值必须与GBJ107的标准立方体强度建立关系, 才能用GBJ107进行评定和进行合格性判断。

2 检测芯样抗压强度的作用

《混凝土结构工程施工及验收规范》[3]GB50204-92中明确规定:“当对混凝土试件强度代表性有怀疑时, 可采用非破损试验方法或从结构、构件中钻取芯样的方法, 按有关标准规定, 对结构构件中混凝土强度进行推定, 作为是否处理的依据。

2.1 单个构件芯样混凝土抗压强度推定值的讨论

由于混凝土施工和养护条件与标准养护条件的差异, 特别是混凝土实体为自然养护, 温度变化范围很大, 相对湿度也达不到标准养护条件, 因此结构实体的混凝土强度一般都比标准养护的低, 对掺大量矿物掺合料的混凝土影响更甚, 因为矿物掺合料只有在有水或潮湿的条件下才能与水泥水化析出的Ca (OH) 2起化学反应, 生成有胶凝性的C-S-H凝胶。在《钻芯法检验混凝土强度技术规范》CECS03:88第6.0.1条条文说明[4]指出:根据国外的一些试验结果, 结构混凝土强度, 一般仅为标准强度的75%～80%左右。中国建筑科学研究院结构所对试验用墙板的取芯样试验证明, 龄期28d的芯样试件强度换算值也仅为标准强度的86%, 为同条件养护试块的88%。因此芯样换算为标准养护强度应除以0.88。另外, 由于施工时混凝土拌合物的浇注受到钢筋的阻碍而产生离析及泌水, 结构实体芯样的均匀性比实验室成型或同条件养护的成型的要差, 因为后两种成型是在无钢筋存在、拌合物充满整个试模并充分振实的情况下完成的。《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081—2002[5]规定, 实验室成型标准养护的混凝土抗压强度可允许最大值或最小值与中间值的偏差不大于15%, 结构实体混凝土就应该允许更大的误差了。易成等人[6]认为, 大量试验证明, 由同一混凝土试件中切取3个试样, 其测量结果的波动范围也会达到3%～5%, 对于试验室成型的同一配合比的不同试件切取三个试样, 其测量结果通常波动范围存10%～15%, 对于現埸钻芯得到的试样, 其测量结果的波动通常在15%～25%。

因此, 参照GB/T50081—2002对单个构件的混凝土强度推定值应取芯样的抗压强度的平均值作为推定值比较合理, 当最大值或最小值中有一个与中间值的相对误差超过15%时, 取中间值为该构件的推定值。例如, 我们曾检测某混凝土构件, 强度等级为C45, 3个芯样强度分别为53.8MPa、52.9MPa和33.5MPa。以最小强度为推定值, 此构件混凝土强度应为33.5MPa, 达不到C45混凝土的强度要求。事实上, 此最小值很可能是混凝土拌合物离析或钻芯取样时芯样根部受钻具颤动而产生裂缝所致。显然, 用最小值作为推定值来判断混凝土质量是不合理的。若按GB/T50081—2002规定, 由于最小值33.5MPa与中间值52.9MPa的相对误差超过15%, 则应取中间值52.9MPa作为推定值, 即使不考虑标准养护的混凝土强度比自然养护的高, 该组试件的抗压强度也应达到C45混凝土的要求。若该组试件的强度值以强度平均值表示, 代表值应为46.7MPa, 也应达到C45混凝土的要求。若复验回到商品混凝土的标养强度, 还应除以0.88, 按中间值换算, 应为60.1MPa, 按平均值换算, 应为53.1MPa, 均符合混凝土强度C45的设计要求。

2.2 芯样抗压强度合格评定标准

CECS03:88第6.0.4条条文说明指出:在混凝土结构受力过程中, 一般都是从最薄弱区城首先破坏, 为了结构的安全起见, 对于单个构件或单个构件的局部区域, 应取其几个芯样换算强度中的最小值作为该构件的强度代表值。

我国现行的《混凝土结构设计规范》GB50010-2002表4.1.3[7]C15～C80混凝土轴心抗压强度采用值规定是:

其中, 对C15～C40混凝土

式中:fck—结构混凝土轴心抗压强度采用值;

fcu—立方件试件抗压强度标准值。

混凝土轴心抗压强度的采用值只有标准立方体抗压强度的67%。可以这样理解, 只要混凝土实体强度达到立方体强度等级标准值的0.67, 那么混凝土的结构就是安全的。因此, 作为结构安全校核, 芯样强度最小值只要达到立方体强度等级标准值的0.67即可, 即fc≥0.67fcu, 结构就安全了。

事实上, 很多专家也意识到这些问题并提出了相应的解决方法。广东省标准《基桩和地下连续墙钻芯检验技术规范》DBJ15-28-2001[8]中对芯样试件抗压强度的换算值为:“芯样实测强度再除以0.88, 而芯样混凝土强度代表值取1组中3块试件强度换算值的平均值”。

黑龙江省地基基础专家委员会关于《桩基础混凝土强度评定应考虑混凝土工艺影响》[9]一文中指出:“通常情况钻芯取样试块的抗压强度小于混凝土立方试块的抗压强度”, “桩身承载力计算……将混凝土轴心抗压强度设计值乘以一个工作条件系数, 该系数取值范围在0.6～0.75之间”, 因此“工程桩检验时桩混凝土强度评价应允许工程桩混凝土实际强度低于设计强度等级, 但必须满足承载力设计要求”。

美国ACI318规范[10]中规定:当已证实可能是低强混凝土且计算表明承载能力已显著降低时, 可在有问题的部位钻芯试验, 3个芯样强度平均值不应小于规定抗压强度的0.85倍, 最小值应不小于规定抗压强度的0.75倍。香港对混凝土芯样的合格评定标准[11]也与美国ACI318规范的相同, 即:所有钻芯的强度平均值≥级配强度的85%, 最小值≥级配强度的75%。

笔者认为, 此评定方法与我国GBJ107-87中的非统计方法相似, 值得我们参考。上述实例按美国ACI318规范计算, 该构件3个芯样的强度平均值46.7MPa, 大于C45混凝土抗压强度的0.85倍, 最小值33.5MPa, 稍低于C45混凝土抗压强度的0.75倍 (33.75MPa) 。

3 结语

对于单个构件或单个构件的局部区域, 建议用芯样平均值作为单个构件混凝土抗压强度推定值, 其混凝土合格评定标准参照美国ACI318规范的规定, 建议为:单个构件混凝土强度推定值不应小于规定抗压强度的0.85倍, 最小值应不小于规定抗压强度的0.75倍。

参考文献

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