2019年5月,長沙混凝土門事件在網絡上傳的沸沸揚揚。12月1日,長沙住建部門通報了湖南拓宇混凝土有限公司涉事項目混凝土質量的核查情況。
公報顯示,涉事項目混凝土除原材無檢驗,出廠無合格證外,主要是配合比不當和後期使用過程中隨意加水而導致的強度降低。隨後,設計院針對地下室頂板梁的混凝土強度低於原設計一級的情況進行了覆核,結果顯示滿足承載力和正常使用要求。
這一覆核結果引起了行業人士紛紛議論,這在一定程度上是否意味著原設計存在過大安全冗餘?
今天我們暫且不對這個結果的真實性提出質疑,而是客觀分析混凝土強度等級對梁承載力的影響程度,探求和揭示事物的本質。
梁是樓蓋中最為重要的受彎受剪構件,從設計規範來看,正截面受彎計算中抗彎承載力和混凝土強度成正比例關係,即強度越高,受壓區高度越小,承載力越大。但為了避免超筋和少筋破壞,受壓區高度被限制在一定範圍之內。
相對界限受壓區高度在C50以下和HRB400級三級鋼時,取0.518,如常見的梁截面250mm×600mm,C30,梁底筋3根直徑22而言,受壓區高度按單筋計算為115mm,C25時138mm,均在70mm到293mm之內,抗彎承載力按規範計算。
C30時,抗彎承載力M=1.0×14.3×250×115×(565-115/2)=209kNm;
C25時,抗彎承載力M=1.0×11.9×250×138×(565-138/2)=204kNm。
可見混凝土強度降低後,承載力沒有明顯降低。
但是對於受剪而言,由於受剪承載力由混凝土和箍筋兩方面承擔,其中混凝土承擔的剪力沿著梁長是不變的,不足的地方才由箍筋來承擔。
按目前設計規範中關於梁箍筋的構造要求,全梁混凝土承擔的部分約佔50%,而混凝土承擔剪力與軸心抗拉強度設計值有關,C30和C25時降低了約10%,這就意味著混凝土強度等級降低一級,抗剪承載力降低了5%,這是微乎其微的。
綜上分析,梁混凝土強度等級降低對於受彎受剪承載力影響是很小的。
但是我們也應該注意到,對於抗震錨固長度和搭接的要求,強度降低一級的影響是比較大的。參考16G101-1,約相當於需要增加5到7倍鋼筋直徑,對於次梁而言錨固將會變得困難。
因此,還是建議施工時按照規範要求進行,避免出現因劣質原料引起的工程質量問題。