英国混凝土要求规范bs8110.docx
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英国混凝土要求规范bs8110
BS8110：
Part1：
1997
第三部分：
设计和细部：
钢筋混凝土
3.1.5结构混凝土的耐久性
3.1.5.1通则
符合耐久性设计和施工的混凝土构件和结构能有效地保护其中的钢筋免受腐蚀，结构在设计寿命内在使用环境中能够满足使用要求。
为使结构能够满足耐久性要求，需要考虑设计和施工各个阶段的各种相互联系的因素。
因此，在对结构形式和钢筋保护层进行设计和施工时要考虑环境的因素（见3.3.4.1）。
当环境特别恶劣时，设计阶段需要考虑水泥的种类。
影响混凝土耐久性的主要特征是能够渗入混凝土内的氧、二氧化碳、氯化物和其他有害物质的含量，以及混凝土结合这些物质的能力。
混凝土的这些特性取决于混凝土的成分和混凝土搅拌过程方法（详见本规范的2.4.7和BS5328：
Part1：
1997的第五条。
影响耐久性的因素包括：
a）结构的设计和细部构造（见3.1.5.2.1）
b）钢筋保护层（见3.3和4.12.3）：
c）暴露的环境：
（见3.3.4）
d）水泥种类（见4.2和BS5328：
Part1：
1997的5.3.4）；
e）粗骨料的种类（见BS5328：
Part1：
1997的4.3和5.2）
f）水泥成分和混凝土的水灰比（见本规范的3.3.5和BS5328：
Part1：
1997的5.4）；
g）添加剂的品种和含量（见BS5328：
Part1：
1997的4.4和5.3.3）
h）施工工艺、振捣充分、和有效的养护（见6.2）
i）接缝和连接（见6.2.9和6.2.10）
使用阶段的混凝土及其裸露程度以及有关混合物质、工艺和设计的相关因素应给予足够的考虑。
为满足在这些条件下的耐久性要求，混凝土的选择应符合BS5328：
Part1和Part2的要求。
3.1.5.2耐久性设计
3.1.5.2.1结构的设计和细部构造
混凝土的劣化一般是游离水存在的时候发生的。
所以结构设计应满足在任何地方，结构都要尽可能减少水的吸收，尽可能减少暴露在潮湿环境中。
暴露在水的环境中的结构的形状和细部构造应提高相应的排水性能，并采取专门的措施防止积水和灌水。
裂缝也会积水，并为水的流动提供渠道，所以也要尽可能减少裂缝。
化学品和大气的侵害下，截面较薄、截面单侧受静水压力、截面部分浸水的结构，以及构件的棱角和边缘较为脆弱。
结构寿命的提高可以通过采取以下措施：
钢筋的弯角部位采用专门的保护层；棱角处倒角或采用圆形截面；或采用表面处理技术防止或减少水、二氧化碳及其他有害化学物质的渗入。
良好的养护（见6.2.3）能构有效地避免过早的水分地流失。
单次浇注的混凝土尺寸超过600mm，尤其是水泥用量超过400kg/m3的时候，应采取适当的措施减少水化热的影响，例如采用低水化热材料。
水化热量及比率与水泥的用量和波特兰水泥的化学成分以及混合水泥中矿渣或粉煤灰的化学成分，还有混凝土中混合物的成分有关。
这些因素也可能也会影响混凝土的强化率、极限强度和其他的性能。
3.1.5.2.2混凝土保护层厚度和混凝土质量
混凝土中钢筋的防腐，是通过适当厚度的高质量混凝土层提供的碱性环境来保护。
表3.4和4.8根据3.3.4所描述的环境条件和混凝土混合物的材料特性，给出了一般重量骨料的混凝土的名义保护层厚度限制值。
所有钢筋保护层厚度都应该满足该表格值的要求，包括箍筋、预应力筋。
3.1.5.2.3其他性能
当初步估计有骨料对混凝土的物理和化学性能可能产生非正常的影响，或骨料和钢筋有非正常相互作用时，在结构的设计和施工阶段应该考虑一些额外的因素。
例如主要取决于骨料成分的弹性模量（见BS8110：
Part2：
1985的第三部分）。
3.1.5.2.4无钢筋的混凝土
BS5328：
1997：
Part1的表6和7给出了确保暴露在适当环境中的结构寿命的相关建议值，包括最大自由水灰比、最小水泥用量和最小混凝土强度等级。
对于一般重量骨料的混凝土，和非软土环境下低层结构基础和楼板用的混凝土（见BS5328：
11997Part1：
1997表7a所示硫酸盐种类1），混凝土的最小等级C10的最小水泥用量不得小于175kg/m3，其他种类混凝土水泥用量不得小于210kg/m3。
如果一个构件设计为无钢筋混凝土构件，但是布置了一些架立钢筋，则该构件可视为无钢筋混凝土构件。
因为该补充条款的目的是即使最终架立钢筋腐蚀，也允许腐蚀对混凝土表层或内层有一定的损伤。
3.3钢筋的混凝土保护层
3.3.1名义保护层
3.3.1.1通则
名义保护层是针对包括箍筋在内的所有钢筋的保护层厚度的设计。
名义保护层在设计时应用，并在图纸中标出。
所有钢筋保护层的实际厚度不得比名义保护层厚度小5mm以上。
名义保护层厚度应符合以下要求：
a）应和不均匀表面上浇注混凝土的有关钢筋尺寸和骨料尺寸的规定相符合。
（见3.3.1.2到3.3.1.4）
b）钢材的防腐蚀要求（见3.3.3）
c）钢材的防火要求（见3.3.6）；
d）保护层应允许一定的表面处理措施，例如凿面方法。
3.3.1.2钢筋尺寸
所有钢材的名义保护层厚度应符合以下要求：
钢筋的最终保护层厚度不得小于钢筋主筋直径的大小；当截面中钢筋成对或成捆时，截面中一束钢筋尺寸大小等于所有钢筋截面面积之和；同时，所有箍筋的名义保护层都必须保证。
3.3.1.3名义最大骨料尺寸
名义保护层厚度必须大于最大骨料直径尺寸。
粗骨料的最大直径不得大于混凝土截面或构件最薄处厚度的1/4。
对于大多数的构件，骨料的直径选在20mm是比较合适的。
当截面中混凝土的流动不受限制时，宜选用直径较大的骨料。
截面或单元中钢筋间距较小时，骨料最大名义直径宜选用14mm或10mm。
3.3.1.4不平整表面的混凝土的浇注
在这种情况下，为确保获得一个合适的最小保护层厚度，保护层厚度宜在表3.3给出的值的基础上适当地上调得到特定的保护层厚度。
因此，直接在地面浇注混凝土时，钢筋的名义保护层厚度不得小于75mm。
在适当的碎石层表面浇注混凝土时，最大名义保护层厚度（不包括碎石层）不得小于40mm。
3.3.2直钢筋头
对于没有暴露在环境中的直钢筋头没有规定保护层厚度，但是露出的钢筋头应采取防护措施避免直接暴露在空气或其他有害环境中。
3.3.3防腐蚀保护层
钢筋防腐蚀保护层厚度的确定取决于结构所处的环境以及混凝土的质量和钢筋周围混凝土浇注时的布置和养护。
考虑这些因素的作用，表3.4给出了一般重量骨料混凝土的名义保护层厚度。
一些情况下，除3.3.4所举方法，还需要另外采取措施以确保钢筋的保护。
更多的信息见3.1.5。
3.3.4暴露环境
暴露的各种环境种类在表3.3列出，并在表3.2给予定义描述。
3.3.5耐久性混凝土的评定方法
3.3.5.1配合比
符合表3.3要求的混凝土应规定为指定混合料、设计混合料或规定混合料（designatedmixes,designedmixesorprescribedmixed）以和BS5328：
Part2相一致。
为简化起见，表3.4中关于指定混合料最低等级的说明可和BS5328：
Part2保持一致。
例如RC30和C30，RC35等同于C35，RC40同于C40，RC45同C45，RC50同C50（见BS5328：
Part2：
1997中的表2）。
这些标定的应用可以确保独立的水灰比和最小水泥含量可以作为说明的一部分，而不需要单独详细列出。
同时也包括20mm名义最大粗骨料直径以外的水泥用量的调整变动。
关于有害化学和物理环境下的附加规定应和BS5328：
Part1：
1997中的第五款一致。
注：
指定混合料（designatedmixes）一般不适用于预应力混凝土或桩基础和膜片式墙的原地浇注混凝土。
3.3.5.2水泥含量的允许减少量
表3.2暴露的环境的分类
环境
暴露条件
轻度
混凝土表面不受天气或有害条件的侵害
中度
混凝土表面暴露但是不受暴雨或严寒的侵害；混凝土表面潮湿长期处在无腐蚀性的水、土环境中（见BS5328：
Part1：
1997中的表7a的硫酸盐种类）；
凝聚收缩混凝土。
严重
混凝土表面经常淋雨，长期处在干湿交替或偶尔结冰环境中，或收缩严重
非常严重
表面偶尔接触海水淋浴或除冰盐的危害（直接或间接）
混凝土表面暴露在腐蚀性气体中，表面潮湿，结冰严重
最严重
混凝土表面频繁暴露在海水淋浴中，或频繁遭受除冰盐危害（直接或间接）
混凝土埋入海水的最低水位1m以下。
腐蚀、磨损性1）
混凝土表面直接暴露在磨损性、腐蚀性的操作环境中：
如机械、铁制轮胎的汽车或泥石流
1）对地板材料见BS8204
注1：
有关腐蚀性水和土详见BS5328：
Part1：
1997中的5.3.4；
注2：
海洋环境也见BS6349
表3.3所示的最大水灰比适用于普通施工性能的混凝土，对于水灰比远小于表3.3所示的最大水灰比的混凝土，其生产和使用都是在特别好的控制条件下进行的，所以这种混凝土的水泥用量在满足下列要求的情况下可以适当地减少：
a）水泥含量的减少量不得多于表3.3所示的适宜用量的10％；
b）相应的水灰比的减小百分比不得小于水泥含量减少的百分比；
c）最终的混合物应具有良好的混合和搅拌性能；
d）建立了一个系统的控制确保水泥减少量符合混凝土的配制要求。
3.3.5.3混凝土等级的允许减小范围
由于组成材料的自然特性，表3.3所示的混凝土强度很难做到均匀，所以要建立一个确保水灰比和水泥含量的系统的校核体制。
强度为C30，C35，C40和C45的混凝土等级可以相应的减少不多于5，分别到C25，C30，C35和C40。
表3.3符合耐久性要求的所有钢筋（包括分布钢筋）的标定保护层厚度（见注1）
暴露环境（见3.3.4）
名义保护层尺寸（mm）
轻度
25
20
201）
201）
201）
中度
35
30
25
20
严重
40
30
25
非常严重
502）
402）
302）
极端严重
50
腐蚀性，损耗性
见注3
见注3
最大水灰比
0.65
0.60
0.55
0.50
0.45
最小水泥含量（kg/m3）
275
300
325
350
400
最低强度等级
C30
C35
C40
C45
C50
1）当粗骨料的最大名义直径未超过15mm时，该保护层厚度值可以减少到15mm
2）当混凝土处于潮湿和结冰环境时，需要用引气剂（见BS5328：
Part1：
1997中的5.3.3），这时强度等级可以减少5个。
注1：
本表格适用于名义直径为20mm的一般重量骨料。
关于最少水泥用量和最大名义直径不是20mm的粗骨料的混凝土的具体情况见BS5328：
Part1：
1997中的表8。
2：
防硫酸盐腐蚀水泥的使用规定和BS4027一致。
这些水泥对氯化铁的迁移没有保护作用。
如果在非常严重或最严重的环境中使用该水泥，则表3.3中所列的混凝土的保护层的厚度应该增加10mm。
3：
在相应环境下，扣除允许的保护层磨损后，保护层厚度不得小于名义值
3.3.6防火保护层
具有防腐蚀性能的保护层并不一定具有防火能力。
表3.4和图3.2给出的保护层的值能够满足防火的要求。
表3.4给出的值是根据BS8110：
Part2：
1985的第四部分的相关建议给出的。
但是对于柱和梁，为了对所有的钢材保护层进行规定，表3.4给所给出的保护层的厚度已经调整为标定保护层厚度。
图3.2中也给出了构件防火的最小尺寸。
在某些环境中，对防火性能进行更为细致的设计能够带来重大的经济效益。
BS8110：
Part2：
1985的第四部分对防火设计做了更为详尽的设计，包括提高防火性能的表面处理规定。
3.3.7保护层控制
良好的施工工艺才能保证钢筋布置合理，才能保证保护层达到规定要求。
7.3中给出了相应的施工工艺的规定。
注：
保护层的更详尽的信息如下：
a）耐久性总则（见本规范的3.1.5和BS5328：
Part1：
1997中的第五款）;
b）预应力混凝土（见4.12.3）；
c）保护层控制（见7.3）；
d）防火（见BS8110：
Part2：
1985的第四部分）；
e）轻骨料混凝土（见BS8110：
Part2：
1985的第五部分）；
表3.4满足防火性要求的所有钢筋的名义保护层厚度
防火
h
名义保护层
梁1）
楼板
肋
柱1）mm
简支mm
连续mm
简支mm
连续mm
简支mm
连续mm
0.5
1
1.5
2
3
4
202）
202）
20
40
60
70
202）
202）
202）
30
40
50
202）
20
25
35
45
55
202）
20
20
25
35
45
202）
20
35
45
55
65
202）
202）
20
35
45
55
202）
202）
20
25
25
25
1）为评价梁和柱的名义保护层，表4.2和BS8110：
Part2：
1985的4.3得到的主筋的保护层厚度已扣除允许的箍筋10mm的直径，按8－12mm扣除。
（见3.3.6）
2）当粗骨料的最大名义直径不大于15mm时，该保护层厚度可以减少到15mm
注1：
表3.2明确地给出肋和最小尺寸相关的保护层厚度。
使用小尺寸构件时，其保护层厚度需要增加，具体指示见BS8110：
Part2：
1985的第四部分。
2：
表中红色部分的情况应注意必要的附加检测方法以减小发生剥落的危险（见BS8110：
Part2：
1985的第四部分）。
耐火时间
h
最小梁宽b（mm）
腹板宽
b（mm）
最小板厚h（mm）
柱宽b
最小墙厚
全部暴露
50％暴露
一个表面暴露
p<0.4%
mm
0.4%<1%
mm
p>1%
mm
0.5
200
125
75
150
125
100
150
100
75
1
200
125
95
200
160
120
150
120
75
1.5
200
125
110
250
200
140
175
140
100
2
200
125
125
300
200
160
160
100
3
240
150
150
400
300
200
200
150
4
250
175
170
450
350
240
240
180
注：
1。
表中的最小尺寸分别和表3.4和4.6所列的保护层相关。
2．p为混凝土截面的配筋率。
图3.2满足防火性要求的钢筋混凝土构件的最小尺寸
第四部分：
预应力钢筋混凝土的设计和细部构造
4.1.5耐久性和防火性
耐久性和防火性取决对于钢筋和预应力筋的保护层厚度，以及所有材料的质量和施工工艺。
4.12.3和6、7、8部分给出了相应的建议。
构件的防火性能可以通过一些防火试验或其他方法来判断，也可以参考BS8110：
Part2：
1985的第四部分。
4.12.3有粘结预应力钢筋
4.12.3.1.1通则
有粘结预应力钢筋的保护层应遵循3.3中的相关规定，同时也要遵循4.12.3.1.2中有关钢材防腐和4.12.3.1.3有关防火的规定。
对于每个先张法预应力筋头没有保护层方面的规定，但是张拉完以后，其末端应削去与混凝土构件末端持平。
4.12.3.1.2防腐蚀保护层
对于防腐蚀保护层，应根据3.3.4和表4.8，和名义保护层、强度等级及添加剂的限制量对结构暴露环境进行估计。
2.4.7，3.3.5.1和3.3.5.2关于混凝土材料和混合物方面的建议，除规定水泥用量不得低于300kg/m3外，也适用于表4.8。
4.12.3.1.3防火保护层
3.3.6中关于防火保护层的总的建议，除规定不同结构单元的保护层厚度应根据BS8110：
Part2：
1985第四部分表4.9取值外，其他方面也适用于预应力混凝土。
关于防火保护层的更为详尽的信息，包括提高耐火性的表面处理措施等，见BS8110：
Part2：
1985第四部分。
4.12.3.2体内预应力筋
所有体内预应力筋的保护层厚度不得小于50mm。
尤其是当预应力孔道大且宽时，应采取适当的预防措施以保证有效的混凝土保护层。
4.12.3.3体外预应力筋
当体外预应力混凝土保护层是强度不低于C40的高强混凝土时，其保护层厚度不得低于相同条件下体内预应力的保护层的厚度，而且其混凝土保护层应用钢筋和预应力部分混凝土锚固，同时还应确保其裂缝控制符合第三部分的相关规定。
4.12.3.4曲线预应力筋
见4.12.5.6
表4.8符合耐久性要求的所有钢材（包括构造钢筋）的名义保护层厚度（见注1、2、3）
环境条件
名义保护层（mm）
轻度
中度
严重
非常严重
极其严重
磨损性
20
35
20
30
40
50
20
25
30
40
见注3
20
20
25
30
50
见注3
最大水灰比
最小水泥含量（kg/m3）
最小强度等级
0.6
300
C35
0.55
325
C40
0.50
350
C45
0.45
400
C50
1）当粗骨料的最大名义直径未超过15mm时，该保护层厚度值可以减少到15mm
2）当混凝土处于潮湿以结冰环境时，需要用引气剂（见BS5328：
Part1：
1997中的5.3.3），
这时强度等级可以减少5个。
注1：
本表格适用于名义直径未20mm的一般重量骨料。
关于最少水泥用量和最大名义直径
不是20mm的粗骨料的混凝土的具体情况见BS5328：
Part1：
1997中的表8。
2：
防硫酸盐腐蚀水泥的使用规定和BS4027一致。
这些水泥对氯化铁的迁移没有保护作用。
如果在非常严重或最严重的环境中使用该水泥，则表3.3中所列的混凝土的保护层的厚
度应该增加10mm。
3：
在相应环境下，扣除允许的保护层磨损后，保护层厚度不得小于名义值
表4.9所有钢材的防火名义保护层（见注1和2）
防火性
名义保护层（mm）
梁1）
板
肋
简支
连续
简支
连续
简支
连续
0.5
1
1.5
2
3
4
202）
20
35
60
70
80
202）
202）
20
35
60
70
20
25
30
40
55
65
20
20
25
35
45
55
20
35
45
55
65
75
20
20
35
45
55
65
1）为对梁的名义保护层进行估计，由BS8110：
Part2：
1985的4.3得到的主筋的保护层厚度已扣除允许的箍筋10mm的直径，按8－12mm扣除。
（见3.3.6）
2）当粗骨料的最大名义直径不大于15mm时，该保护层厚度可以减少到15mm
注：
1。
表3.2明确地给出肋和最小尺寸相关的保护层厚度。
使用小尺寸构件时，其保护层厚
度需要增加，具体指示见BS8110：
Part2：
1985的第四部分。
2。
表中黑线以下部分的情况应注意必要的附加检测方法以减小发生剥落的危险（见BS8110：
Part2：
1985的第四部分）
4.12.5曲线预应力
4.12.5.1通则
预应力孔道及后续的张拉过程中应注意防止以下情况发生：
1）垂直于孔道曲面一侧混凝土保护层的崩裂
2）孔道曲面内的混凝土的崩裂
3）与曲面在同一平面的分隔孔道的混凝土的压碎
若无更深入的研究数据，相可用4.12.5.2和4.12.5.3的关建议
4.12.5.2曲线预应力筋的保护层
为防止保护层发生垂直于曲线平面，以及曲面内的胀裂，例如曲线筋大约和表面平行的位置，曲线预应力筋的保护层应和表4.10所规定值一致。
对于后一种情况，如果垂直于混凝土表面的径向力增长较多，孔道必须用箍筋和单元的其他部分锚固。
表4.10曲线孔道的最小保护层（mm）
曲线孔道半径
（m）
孔道内径（mm）
19
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
张拉应力（kN）
296
387
960
1337
1920
2640
3360
4320
5183
6019
7200
8640
9424
10388
11248
13200
2
50
55
155
220
320
445
4
50
70
100
145
205
265
350
420
6
50
65
90
125
165
220
265
310
375
460
8
55
75
95
115
150
185
220
270
330
360
395
10
50
65
85
100
120
140
165
205
250
275
300
330
12
60
75
90
110
125
145
165
200
215
240
260
315
14
55
70
85
100
115
130
150
170
185
200
215
260
16
55
65
80
95
110
125
140
160
175
190
205
225
18
50
65
75
90
105
115
135
150
165
180
190
215
20
60
70
85
100
110
125
145
155
170
180
205
22
55
70
80
95
105
120
140
150
160
175
195
24
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