中烏兩國(guó)鋼筋及混凝土標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比及代換方法

王 新，劉立寧，席 珊，劉遠(yuǎn)理

(中國(guó)電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，天津 300384)

1 中國(guó)電建在烏茲別克斯坦水電站項(xiàng)目情況

中國(guó)電建是一個(gè)提供水利電力工程及基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、勘測(cè)設(shè)計(jì)、咨詢監(jiān)理、建設(shè)管理、投資運(yùn)營(yíng)為一體的綜合性建設(shè)集團(tuán)。水電站項(xiàng)目為本公司駐烏的重點(diǎn)項(xiàng)目，需改造水電站始建于20世紀(jì)30～40年代，在20世紀(jì)70年代曾進(jìn)行過(guò)電氣化改造，由于年代久遠(yuǎn)，設(shè)施損壞，部分電站已停止供電，該項(xiàng)目的建設(shè)旨在對(duì)現(xiàn)有水電項(xiàng)目進(jìn)行升級(jí)改造，提升其自動(dòng)化水平。資金來(lái)源為中國(guó)進(jìn)出口銀行貸款，業(yè)主代表為烏茲別克斯坦水電控股公司。合同為交鑰匙(設(shè)計(jì)+采購(gòu)+施工總承包)形式。包括HPP-14，HPP-9，HPP-SFC-2三個(gè)水電站，主要工程內(nèi)容為原有水工結(jié)構(gòu)物修復(fù)、電氣設(shè)備更換、閘門(mén)啟閉機(jī)等金屬結(jié)構(gòu)物翻新等。

2 烏茲別克斯坦標(biāo)準(zhǔn)體系和現(xiàn)行鋼筋混凝土標(biāo)準(zhǔn)

1991年宣布獨(dú)立后，烏茲別克斯坦共和國(guó)于次年成立國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量認(rèn)證中心，并通過(guò)了烏茲別克斯坦(以下簡(jiǎn)稱烏國(guó))《標(biāo)準(zhǔn)化法》。2002年重組為烏茲別克國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化和計(jì)量認(rèn)證管理局。該部門(mén)下的國(guó)家建筑建設(shè)委員會(huì)對(duì)建筑施工企業(yè)承擔(dān)監(jiān)督責(zé)任[1]。在建筑和水工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，烏國(guó)一直沿用前蘇聯(lián)GOST標(biāo)準(zhǔn)。獨(dú)立后，根據(jù)國(guó)情制定了一些法律法規(guī)，目前主要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為：國(guó)際(國(guó)家間、區(qū)域)標(biāo)準(zhǔn)、烏國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、組織標(biāo)準(zhǔn)、外國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[2]。在水電站水工建設(shè)方面，烏國(guó)目前執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為《水工建筑物混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》(KMK 2.06.08—97)，其內(nèi)容主要沿襲了前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。

3 我國(guó)水電站建設(shè)規(guī)模和現(xiàn)行鋼筋混凝土標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)在過(guò)去30年中水電事業(yè)迅猛發(fā)展，截至2017年中國(guó)水電裝機(jī)規(guī)模位裝機(jī)容量為341 GW，占全球裝機(jī)容量的26.91%，居全球第一位。我國(guó)已經(jīng)成功建成了各種各樣的技術(shù)復(fù)雜的大型水電站，在標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)等方面也取積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，其中在土建領(lǐng)域需參照的主要標(biāo)準(zhǔn)為《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010—2010)。下文將著重對(duì)兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析。

4 中烏兩國(guó)鋼筋標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)比及代換

根據(jù)烏國(guó)鋼筋市場(chǎng)的供給情況，市面上供給的鋼筋大多為符合《水工建筑混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》(KMK 2.06.08)標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋沒(méi)有銷售。烏國(guó)和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)鋼筋強(qiáng)度見(jiàn)表1～2。

表1 烏國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的鋼筋強(qiáng)度[7]

表2 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的鋼筋強(qiáng)度[8]

通過(guò)對(duì)比表1～2可以發(fā)現(xiàn)，烏國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中抗剪鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度比我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)取值低。如我國(guó)公司對(duì)烏國(guó)市場(chǎng)和標(biāo)準(zhǔn)比較熟悉，可直接參考KMK 2.06.08標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)成烏國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋。由于烏國(guó)建筑市場(chǎng)對(duì)外開(kāi)放時(shí)間較晚，目前大多數(shù)中國(guó)設(shè)計(jì)院對(duì)烏國(guó)的鋼筋市場(chǎng)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)缺乏足夠了解，可先按照我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)鋼筋代換完成設(shè)計(jì)成果。

4.1 代換原則

代換原則：①應(yīng)遵照等強(qiáng)代換原則[4]；②對(duì)于鋼筋密集的特殊部位，應(yīng)考慮鋼筋直徑、間距、根數(shù)、錨固長(zhǎng)度、搭接長(zhǎng)度、最大配筋率、最小配筋率、混凝土通過(guò)率等要求；③有抗震要求的梁、柱和框架，不宜以強(qiáng)度等級(jí)較高的鋼筋代換原設(shè)計(jì)中的鋼筋原則[5]；④應(yīng)考慮特殊構(gòu)件的特殊要求；(如：吊環(huán)只能用Ⅰ級(jí)鋼筋，吊車梁的鋼筋不允許代換)；⑤當(dāng)構(gòu)件受抗裂、裂縫寬度或撓度控制時(shí)，鋼筋代換應(yīng)進(jìn)行抗裂、裂縫寬度及撓度驗(yàn)算[6]。

4.2 計(jì)算方法

代換后單根筋截面面積×根數(shù)×設(shè)計(jì)強(qiáng)度≥代換前單根筋截面面積×根數(shù)×設(shè)計(jì)強(qiáng)度，計(jì)算式：

式中，n2為代換鋼筋根數(shù)；n1為原設(shè)計(jì)鋼筋根數(shù)；d2為代換鋼筋直徑；d1為原設(shè)計(jì)鋼筋直徑；fy2為代換鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fy1為原設(shè)計(jì)鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

表3 中烏鋼筋級(jí)簡(jiǎn)化代換表

由于本項(xiàng)目為機(jī)電改造項(xiàng)目，鋼筋使用種類和數(shù)量較少，因此，本項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，然后通過(guò)上述公式直接進(jìn)行代換，代換時(shí)需要遵守前文提到的注意事項(xiàng)并經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)院同意。通過(guò)計(jì)算簡(jiǎn)化代換方式如下(見(jiàn)表3)，需要注意的是，在計(jì)算時(shí)為保證結(jié)構(gòu)安全存在少許的鋼筋浪費(fèi)現(xiàn)象。

5 混凝土代換方法

我國(guó)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50107—2010)規(guī)定，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)按立方體試件抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)采用符號(hào)C與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(以N/mm2計(jì))表示。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150 mm的立方體試件，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法在28 d齡期測(cè)得的混凝土抗壓強(qiáng)度總體分布的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的概率為5%。其抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C10、C15、 C20、C25、C30、C35、 C40、C45、 C50、C55、 C60、C65、 C70、C75、 C80、C85、C90、C95和C100，以5 MPa為間隔劃分[8]。

烏國(guó)混凝土成型條件、養(yǎng)護(hù)制度、抗壓試件尺寸及試驗(yàn)齡期等與我國(guó)規(guī)定基本相同。烏國(guó)是以B(бетон)為代號(hào)來(lái)表示混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)分為B3.5、B5、B7.5、B10、B12.5、B15、B20、B25、B30、B35、 B40、B45、B50、B55、B60、B65、B70、B75、B80等[3]。

根據(jù)烏國(guó)《水利工程設(shè)施鋼筋混凝土規(guī)范》(KMK 2.06.08—97)和我國(guó)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50107—2010)的要求，現(xiàn)對(duì)兩國(guó)混凝土的強(qiáng)度對(duì)比見(jiàn)表4。

表4 兩國(guó)混凝土的強(qiáng)度對(duì)比 單位：N·mm-2

通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)合設(shè)計(jì)和實(shí)際需求，可以得到烏國(guó)和中國(guó)混凝土標(biāo)號(hào)可以按照表5直接對(duì)換。

表5 我國(guó)標(biāo)號(hào)和烏國(guó)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)應(yīng)表

通過(guò)對(duì)應(yīng)表?yè)?jù)可以看出，烏國(guó)混凝土在抗壓縮性能上與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基本一致，但其抗拉性能要弱于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。在同等代換時(shí)需要同時(shí)滿足抗拉與抗壓的需求，在抗壓與抗拉性能中選取較大的一個(gè)標(biāo)號(hào)。對(duì)于施工單位常用的混凝土C25抗壓性能對(duì)等B25即可，但在抗拉性能上需選取B30，綜合考慮應(yīng)選取B30作為替代品。

6 小 結(jié)

由于各國(guó)技術(shù)水平和行業(yè)發(fā)展程度差異較大，國(guó)際電力工程項(xiàng)目在不同國(guó)家所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有所不同，標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一帶來(lái)諸多不可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)烏茲別克斯坦和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于鋼筋混凝土的具體參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比，通過(guò)對(duì)比計(jì)算，總結(jié)出了兩國(guó)之間鋼筋混凝土對(duì)等代換的方法和經(jīng)驗(yàn)。本文有利于駐烏中企的項(xiàng)目建設(shè)，同時(shí)對(duì)于推動(dòng)和加快中國(guó)企業(yè)走出國(guó)門(mén)、快速國(guó)際化提供一定的便利。

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