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现行法规和规范框架下允许的钢筋保护层厚度与混凝土结构耐久性检讨

发布于：2015-11-17 10:01:17 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

摘要：本文通过对国内外规范允许的混凝土结构钢筋保护层厚度进行比较研究，对现行法规和规范框架下允许的钢筋保护层厚度与混凝土结构耐久性的关系进行论证，确认以中国现行法规和规范框架下允许的钢筋保护层厚度决定的混凝土结构耐久性既远远低于国内权威组织和权威学者的规定和建议，也远远低于欧洲、美国规范的规定。

关键词：耐久性、保护层厚度、混凝土结构耐久性、结构安全

一．研究分析的理论基础

安全使用年限近似与保护层厚度的平方成反比关系。

——陈肇元《钢筋的混凝土保护层设计要求急待改善》

二．现行法规和规范框架下允许的最小钢筋保护层厚度是决定混凝土结构耐久性的主要因素

1．法定必须执行的《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002（2011）附录E第E.0.1条规定：钢筋保护层厚度检验的结构部位，应有监理（建设）、施工等各方根据结构构件的重要性共同选定。

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002（2011）附录E条文说明强调：

对结构实体钢筋保护层的检验，其检验范围主要是钢筋位置可能显著影响结构构件承载力和耐久性的构件和部位，如梁板类构件的纵向受力钢筋。

2．法定必须执行的《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002（2011）附录E第E.0.2条规定：对每根钢筋，应在有代表性的部位测量一点。

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002（2011）附录E条文说明强调：“有代表性的部位”是指该处钢筋保护层厚度可能对构件承载力或耐久性有显著影响的部位。

3．现行法规和规范框架下允许的最小钢筋保护层厚度决定结构构件的承载力和耐久性。

由于规范规定的结构实体钢筋保护层检验抽样结构部位为钢筋位置可能显著影响结构构件承载力和耐久性的构件和部位。

因此，经实体检验符合现行法规和规范要求的仅仅具备最小钢筋保护层厚度的结构部位均是钢筋位置可能显著影响结构构件承载力和耐久性的构件和部位。

所以，现行法规和规范框架下允许的最小钢筋保护层厚度决定结构构件的承载力和耐久性。

三．法定规范框架

1．设计混凝土构件钢筋保护层厚度必须遵守的法定技术规范

国家工程建设强制性标准《混凝土结构设计规范》GB50010—2010

2．检验混凝土构件钢筋保护层厚度必须遵守的法定技术规范

国家工程建设强制性标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002（2011）

四．中外规范混凝土结构耐久性设计目标比较分析

1．《混凝土结构设计规范》规定的环境界定条件有误，难以正确识别构件暴露环境，导致耐久性设计目标远低于权威组织和国际知名规范的规定。

2．《混凝土结构设计规范GB50010—2010》没有考虑地基基础的不可维修性和环境的可变性，规定的保护层厚度远低于权威组织的建议和国际知名规范的规定。

深埋于地下基础筏板基本不能进行维修。

与地基基础接触的地下水和土壤在结构设计使用期内可能因为水污染等因素的影响而产生腐蚀性。

3．《混凝土结构设计规范GB50010—2010》规定的最低混凝土强度等级低于权威组织的建议和国际知名规范的规定。

五．中国规范框架下施工图设计文件中钢筋保护层厚度设计要求难以在施工中实现

由于《混凝土结构设计规范》规定的保护层厚度中包含的施工允许偏差较国际知名规范小，而我国实际的施工管理技术水平又相对较低，所以在施工中实现设计要求的难度相对较大，可能性相对较低的。

六．现有规范条件下混凝土最小钢筋保护层厚度允许值与权威学者建议值比较

七．现有规范条件下混凝土最小钢筋保护层厚度允许值与权威组织建议值比较

八．现有规范条件下施工图混凝土钢筋保护层厚度标注值与国际知名规范比较

九．结论

1．基于现行法规和规范框架下允许的最小钢筋保护层厚度的混凝土结构安全使用年限仅为国内权威学者在《大气环境条件下混凝土最小保护层厚度研究》给出的钢筋保护层厚度建议值所对应的结构安全使用年限的12%～20%（梁柱构件）。

2．基于现行法规和规范框架下允许的最小钢筋保护层厚度的混凝土结构安全使用年限仅为中国工程院土木水利与建筑学部工程结构安全性与耐久性研究咨询项目组（权威组织）在《混凝土结构耐久性设计与施工指南》中给出的钢筋保护层厚度规定值对应的结构安全使用年限的10～14%。

3．基于现行法规和规范框架下施工图标注的钢筋保护层厚度的混凝土结构安全使用年限仅为欧洲、美国规范规定施工图标注钢筋保护层厚度值对应的结构安全使用年限的25%～39%。

4．中国混凝土结构设计规范规定的钢筋保护层厚度所包含的施工允许偏差比国际知名规范的规定和中国工程院土木水利与建筑学部工程结构安全性与耐久性研究咨询项目组（权威组织）在《混凝土结构耐久性设计与施工指南》中给出建议都要小，面对中国较低的施工管理技术水平，在施工中实现设计要求的难度更大，在施工中实现设计要求的可能性更低。

5．现行法规和规范框架下允许的最小钢筋保护层厚度决定结构构件的承载力和耐久性。

6．以中国现行法规和规范框架下允许的最小钢筋保护层厚度决定的混凝土结构耐久性远远低于权威学者和权威组织的建议。

7．以中国现行法规和规范框架下允许的钢筋保护层厚度决定的混凝土结构耐久性远远低于欧洲、美国规范的规定。

8．依法按国家强制性标准《混凝土结构设计规范GB50010—2010》进行混凝土结构耐久性设计，确定钢筋保护层厚度的设计要求，按国家强制性标准《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204—2002》对钢筋保护层厚度进行检验，并确认合格的混凝土结构，其耐久性不能确保结构在设计使用期内的安全。

参考文献：

1．清华大学土木工程系陈肇元《钢筋的混凝土保护层设计要求急待改善》，《建筑结构》2007年第6期。

2．西安建筑科技大学徐善华、牛荻涛、王庆霖、董振平《大气环境条件下混凝土最小保护层厚度研究》。

3．中国土木工程学会《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCEC01—2004（2005年修订版），中国建筑工业出版社2005。

4．中国建筑科学研究院《混凝土结构设计规范GB50010—2010》中国建筑工业出版社2010。

5．清华大学土木工程系《混凝土结构设计规范GB50476—2008》中国建筑工业出版社2008。

6．中国建筑科学研究院《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204—2002》（2011年版）中国建筑工业出版社2011。

7．清华大学土木工程系李克非、陈肇元《混凝土结构耐久性设计中钢筋保护层的规定与建议论文》，东南大学学报2006.11。