马 捷

(广州珠江外资建筑设计院有限公司，广东广州 510060)

1 澳门混凝土结构设计规范概况

当前，随着澳门经济的飞速发展，涌现了一大批闻名中外的赌场酒店建筑和超高层建筑。从材料成本、工艺的角度出发，大多采用了钢筋混凝土结构。由于澳门使用了独立的行业规范体系，与国标有所区别。因此，了解和掌握其相关行业规范准则，是国内设计人员能够参与当地工程项目，促进两地同行开展交流与合作的前提。现行的澳门混凝土结构设计相关规范主要包括《钢筋混凝土及预应力混凝土结构规章》(下称“混凝土规章”)、《屋宇结构及桥梁结构之安全及荷载规章》(下称“荷载规章”)、《钢筋混凝土用热轧钢筋标准》及《混凝土标准》等，是澳门政府在《欧洲法典二》及中华人民共和国国标等标准的基础上，结合当地地理环境、气候条件以及经济、技术水平等因素编制而成的。其中，《混凝土规章》与《荷载规章》是本地规范体系的基础与核心。下面主要针对该规章的若干主要部分进行介绍。

2 结构材料分类与环境级别

2.1 混凝土

常用的混凝土强度等级共10级，由B15至B60。《混凝土规章》规定，钢筋混凝土结构构件不宜采用低于B20，采用预应力构件时不低于B30。混凝土抗压强度标准值采用28 d龄期的150/300 mm圆柱体试块，依照标准试验方法具有95%保证率的压缩抵抗值(即抗压强度值)，单位为MPa，如表1所示。其中，抗拉强度平均值可由公式求出，抗拉强度标准值为fctk=0.7fctm。而国标采用的是150 mm立方体抗压强作为28 d龄期试块，换算为标准值时需考虑棱柱强度与立方体强度的比值ac1，C40以上混凝土还必须考虑脆性折减系数ac2。

表1 混凝土强度等级

混凝土抗压强度设计值fcd和抗拉强度设计值fctd均由圆柱体试块抗压(拉)强度标准值除以分项系数γC=1.5得出。而国标采用的材料分项系数为1.4，比澳门规范略低。混凝土强度设计值如表2所示。可见抗压强度设计值澳门略高于国标相应的数值，而抗拉强度设计值刚好相反。在设计中应留意该区别，即与国标相比，其抗压性能更好，但脆性差，高标号混凝土构件更容易开裂，需做好足够的抗裂措施。泊松比v取值为0.2。各级强度的混凝土28 d弹性模量平均值如表3所示。

表2 澳门规范混凝土抗压强度设计值 MPa

表3 28 d混凝土弹性模量平均值EC，28 GPa

2.2 钢筋

钢筋按强度等级划分为四级，即A235号光面圆钢筋，A335，A400及A500号带肋钢筋。其最小强度标准值fsyk如表4所示。钢筋弹性模量为200 GPa(即2×105N/mm2)。钢筋强度设计值fsyd由标准值fsyk除以分项系数 γS=1.15得出。工程中最常用A400号钢筋，强度设计值为348 MPa。而国内最常用型号为HRB400，强度设计值为360 MPa，略高于澳门标准。最常用钢筋直径包括 10，12，16，20，25，32 与 40。

表4 普通钢筋强度标准值与设计值 MPa

2.3 环境级别与钢筋最小保护层

混凝土构件处于开裂极限状态时，需考虑外界环境对混凝土构件的侵蚀性与钢筋腐蚀作用。澳门规范环境级别分为三级:一级为混凝土不直接与水或泥土接触;二级为混凝土暴露于非侵蚀性空气、水或泥土;三级为混凝土与侵蚀性空气、水或泥土接触。一般民用建筑结构构件的环境级别可定为二级。钢筋最小保护层厚度如表5所示，且最小保护层厚度不应低于主筋直径尺寸。

表5 普通钢筋最小保护层

3 荷载效应

3.1 荷载效应组合与分项系数

基本组合公式为:

其中，SGik为永久荷载标准值的效应值;SQ1k为首要可变荷载标准值的效应值;SQjk为次要可变荷载标准值的效应值;γgi为永久荷载分项系数;γq为可变荷载分项系数;ψ0j为对应于第j个可变荷载的组合系数。荷载分项系数按以下规定采用:当永久荷载效应对结构不利时，γg=1.35;当永久荷载效应对结构有利时，γg=1.00;可变荷载效应分项系数γq=1.50。国标的永久荷载和活荷载分项系数一般取1.2和1.4，因此，通常情况下澳门规范要求建筑物承受重力荷载作用的安全系数高于国标。

3.2 风荷载

澳门规范采用风荷载重现期为200年，风荷载标准值的定义，首先按照对应地面粗糙度类别的阵风速度标准值vkh(单位为m/s)，再经过风荷载标准值公式，即(单位为kPa)换算得出的。其中，h为离地高度，m。位于靠近沿海地带，风力由海中直接吹袭地区的建筑物为第一类粗糙度，公式19，其他情况为第二类粗糙度，公式不同高度的风荷载标准值如表6所示。风荷载在建筑物上的实际效应，可通过压力值Ph体现，Ph=δpwh(单位为kN/m2)。δp为风压系数，其取决于建筑物形状、风力作用方向及大小等。

表6 澳门风荷载标准值

3.3 地震作用

《荷载规章》对于有足够延性的结构体而言，地震影响系数为0.24αE，震力折减系数取0.5。因此，折减后地震影响系数约为0.12αE，相当于国标7度抗震设防烈度，设计基本地震加速度为0.10g的地区。与GB 50011-2010建筑抗震设计规范关于澳门的设计基本地震加速度为0.10g较为一致。在地震作用的分析理论方面，《荷载规章》目前只提供了底部剪力法。当需要进行振型分解反应谱法、弹性时程分析法等更精细的计算分析时，暂时只能参考国标或其他成熟的规范体系，但其控制条件比国标较为宽松，因此可创作出体型更复杂的建筑作品。

3.4 活荷载取值

活荷载值是根据设计基准期最大荷载概率分布的95%确定的，设计基准期为50年。根据不同的用途及占用种类，把房屋分成七个使用组。包括有住宅、旅馆、公共设施(如医院、学校等)、服务性行业(如机关、办公楼等)、商业(如商店、超市等)、工业和文体中心(如电影院、图书馆等)。以第一组为例，取值如表7所示。

表7 第一组作住宅用途的建筑物

4 构造要求

规范对梁的纵向受拉钢筋的最小ρmin与最大配筋率ρmax提出了相关要求。其中，ρmin如表8所示。梁底纵向受拉及受压钢筋最大配筋率不应超过4%。纵向最小配筋率ρmin如表9所示，柱纵向最大配筋率ρmax不应超过8%。澳门规范关于梁、柱最大配筋率的限值均大于国标。而最小配筋率均为定值，与混凝土等级无关。

表8 梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率

表9 柱纵向钢筋的最小配筋百分率

5 某高层宿舍楼PKPM算例

下面以某实际工程为例，简单介绍澳门工程通过PKPM软件计算分析的若干参数定义。本工程为一栋16层的宿舍楼，框剪结构，长 ×宽 ×高=82 m×21 m×52.8 m，总建筑面积约为2.8万m2，如图1所示。工程设防地震分组为第一组，设防烈度7度，设计基本地震加速度值0.10g，二类场地，框架抗震等级三级，剪力墙抗震等级二级，水平地震影响系数最大值为0.08，场地特征周期值为0.35。地震粗糙度类别为一类，修正后基本风压为0.9 kN/m2。钢筋强度等级为A400，强度设计值为348 N/mm2。结构梁、板采用B35混凝土等级;结构墙、柱混凝土等级取值从底到顶分别为B50～B35。恒载分项系数为1.35，活载分项系数为1.5，风荷载分项系数为1.5，计算振型个数取21个，振型有效质量系数为95.89%，计算结果如表10，表11所示。从结构前三个主振型可以看出该结构刚度均匀，体型良好。第一、第二周期均为纯平动，扭转比仅为0.71，扭转效应不显著。最大层间位移角和位移比均在合理范围，满足规范要求。

图1 宿舍楼结构平面图

表10 考虑扭转耦联的振动周期

表11 X与Y方向位移值

6 结语

本文对澳门混凝土设计规范和荷载规范当中的若干主要内容进行了探讨，包括了混凝土、钢筋的材料特性、环境级别、荷载组合效应等，并且对两地规范存在差异的指标进行了比较，指出了两者的优劣。最后，举例说明了PKPM软件进行澳门工程设计时的一些参数的设定，为同类工程设计提供参考。两地规范体系既有共通之处，又各具特色，设计人员需要在实践中不断地摸索和总结。

［1］第60/96/M号法令.钢筋混凝土及预应力混凝土结构规章［S］.澳门:澳门政府印刷署，1999.

［2］第60/96/M号法令.屋宇结构及桥梁结构之安全及荷载规章［S］.澳门:澳门政府印刷署，1999.

［3］GB 50010-2010，混凝土结构设计规范［S］.

［4］GB 50009-2012，建筑结构荷载规范［S］.