【同木讲堂】混凝土强度对梁受力的影响

2019年5月，长沙混凝土门事件网络上传得沸沸扬扬。12月1日，长沙住建部门通报了湖南拓宇混凝土有限公司涉事项目混凝土质量的核查情况。

公报显示，涉事项目混凝土除原材无检验，出厂无合格证外，主要是配合比不当和后期使用过程中随意加水而导致的强度降低。随后，设计院针对地下室顶板梁的混凝土强度低于原设计一级的情况进行了复核，结果显示满足承载力和正常使用要求。

这一复核结果引起了行业人士纷纷议论，这在一定程度上是否意味着原设计存在过大安全冗余？

今天我们暂且不对这个结果的真实性提出质疑，而是客观分析混凝土强度等级对梁承载力的影响程度，探求和揭示事物的本质。

梁是楼盖中最为重要的受弯受剪构件，从设计规范来看，正截面受弯计算中抗弯承载力和混凝土强度成正比例关系，即强度越高，受压区高度越小，承载力越大。但为了避免超筋和少筋破坏，受压区高度被限制在一定范围之内。

相对界限受压区高度在C50以下和HRB400级三级钢时，取0.518，如常见的梁截面250mm×600mm，C30，梁底筋3根直径22而言，受压区高度按单筋计算为115mm，C25时138mm，均在70mm到293mm之内，抗弯承载力按规范计算。

C30时，抗弯承载力M=1.0×14.3×250×115×（565-115/2）=209kNm；

C25时，抗弯承载力M=1.0×11.9×250×138×（565-138/2）=204kNm。

可见混凝土强度降低后，承载力没有明显降低。

但是对于受剪而言，由于受剪承载力由混凝土和箍筋两方面承担，其中混凝土承担的剪力沿着梁长是不变的，不足的地方才由箍筋来承担。

按目前设计规范中关于梁箍筋的构造要求，全梁混凝土承担的部分约占50%，而混凝土承担剪力与轴心抗拉强度设计值有关，C30和C25时降低了约10%，这就意味着混凝土强度等级降低一级，抗剪承载力降低了5%，这是微乎其微的。

综上分析，梁混凝土强度等级降低对于受弯受剪承载力影响是很小的。

但是我们也应该注意到，对于抗震锚固长度和搭接的要求，强度降低一级的影响是比较大的。参考16G101-1，约相当于需要增加5到7倍钢筋直径，对于次梁而言锚固将会变得困难。

因此，还是建议施工时按照规范要求进行，避免出现因劣质原料引起的工程质量问题。