技术规程（征求意见稿）| 主编：上海市建筑科学研究院有限公司
1.0.1 为提高超高性能混凝土在建筑工程中应用技术水平，促进超高性能混凝土在建筑中应用的科学化、规范化，做到技术先进、安全可靠、适用美观和经济合理，保证工程质量，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于超高性能混凝土在建筑工程中水平承重构件及非承重外墙板的应用。
1.0.3 超高性能混凝土在建筑中的应用除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2.1.1 超高性能混凝土 UHPC (Ultra High Performance Concrete)
具有高抗拉、抗压、抗渗性能开裂后有表观应变硬化或软化行为特征的水泥基复合材料。其中弹性极限抗拉强度不小于5MPa、抗压强度不小于120MPa。
2.1.2 弹性极限抗拉强度 (Elastic Limit Tensile Strength)
单轴拉伸试件由弹性转变为非线性时的转折点所对应的拉伸应力。
2.1.3 抗拉强度 (Tensile Strength)
单轴拉伸试件应变硬化时所对应的最大拉应力。
2.1.4 极限拉应变 (Ultimate Tensile Strain)
单轴拉伸试件达到最大拉应力时所对应的应变。
2.1.5 弹性极限抗弯强度 (Elastic Limit Bending Strength)
抗弯试件由线弹性转变为非线性时的转折点所对应的弯拉应力。
2.1.6 抗弯强度 (Bending Strength)
抗弯试件达到最大承载能力时对应的弯拉应力。
2.1.7 应变硬化 (Strain Hardening)
当拉应力超过弹性极限抗拉强度后，拉应力随应变增大而不下降的现象。
2.1.8 预混料 (Premix)
由水泥、矿物掺和料、骨料按级配配制的干粉料。
2.1.9 工作性 (Workability)
新拌UHPC拌合物浇筑密实的施工性能，用扩展度表征。
2.1.10 UHPC外墙板 (Glass Fiber Reinforced Cement)
以超高性能混凝土作为基材，采用浇筑工艺工厂化预制而成，安装在混凝土结构建筑上具有装饰作用的非承重外墙板。
本标准主要符号说明（材料力学性能）：
| 符号 | 含义 |
|---|---|
| U120 | UHPC标号，表示立方体抗压强度为120MPa |
| fcuk | UHPC的立方体抗压强度标准值 |
| fck | UHPC的轴心抗压强度标准值 |
| fc | UHPC的轴心抗压强度设计值 |
| ftek | UHPC的弹性极限抗拉强度标准值 |
| fte | UHPC的弹性极限抗拉强度设计值 |
| ftk | UHPC的轴心抗拉强度标准值 |
| ft | UHPC的轴心抗拉强度设计值 |
| εtu | UHPC的极限拉应变 |
| EU | UHPC的弹性模量 |
| μ | UHPC的泊松比 |
| UT07~UT10 | UHPC抗拉强度等级（UT07为应变软化型，UT08~UT10为应变硬化型） |
3.0.1 UHPC结构设计包括结构方案设计、作用与作用效应分析、极限状态设计与验算、结构及构件的构造、连接措施及耐久性要求以及满足特殊要求的专门设计目标。
3.0.2 UHPC结构极限状态、直接作用、安全等级、设计使用年限应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定执行。
3.0.3 UHPC结构设计应明确结构用途和使用环境，在设计使用年限内未经技术鉴定或设计许可，不可改变结构用途和使用环境。
3.0.4 超高性能混凝土结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，并采用分项系数的表达式进行设计。
3.0.5 结构的正常使用极限状态验算、受弯构件挠度限值、裂缝控制等级划分、最大裂缝宽度限值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定。
3.0.6 UHPC材料的耐久性设计的内容和环境类别划分应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的相关规定执行，UHPC材料抗渗性能分级应按现行团体标准《超高性能混凝土基本性能与试验方法》T/CBMF37-2018/T/CCPA 7-2018中4.2条规定执行。
| UHPC标号 | 立方体抗压强度标准值（MPa） |
|---|---|
| U120 | 120 |
| U140 | 140 |
| U160 | 160 |
注：立方体抗压强度标准值指按标准方法制作、养护的边长为100mm立方体试件，在28d或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度标准值，采用粗骨料时应乘以0.95折减系数。
| 等级 | 类型 | 弹性极限抗拉强度标准值ftek（MPa） |
|---|---|---|
| UT07 | 应变软化型 | 7 |
| UT08 | 应变硬化型 | 8 |
| UT09 | 应变硬化型 | 9 |
| UT10 | 应变硬化型 | 10 |
注：UT08、UT09、UT10应变硬化型UHPC确定轴心抗拉强度标准值ftk采用的单拉试件及其试验方法应符合T/CBMF37-2018/T/CCPA 7-2018 附录B要求。UT07应变软化型UHPC轴心残余抗拉强度标准值ftk的确定，采用钢纤维混凝土残余弯拉强度测试方法。
| UHPC标号 | 弹性模量（×10⁴ MPa） |
|---|---|
| U120 | 4.0 |
| U140 | 4.2 |
| U160 | 4.5 |
超高性能混凝土剪切变形模量GU可取表中EU的0.4倍，泊松比可取0.20。
5.1.1 本章适用于非预应力和预应力钢筋超高性能混凝土受弯构件（预制楼梯、梁、板等）的承载能力极限状态计算。
5.1.2 无筋超高性能混凝土受弯构件的正截面受弯承载力计算，应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中素混凝土结构构件设计的相关规定，计算时应以超高性能混凝土的强度设计值代替素混凝土的强度设计值。
基本假定：
等效矩形应力图系数：
矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算：
其中受压区高度由下列公式确定：
矩形、T形和I形截面受弯构件斜截面受剪承载力应符合下列规定：
其中：
6.1.1 钢筋超高性能混凝土和预应力超高性能混凝土受弯构件的裂缝控制等级、构件受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010第7.1.1条相关规定，但应将混凝土轴心抗拉强度标准值用超高性能混凝土的弹性极限抗拉强度标准值代替。
重要：采用非线性方法对镂空结构、表皮结构以及薄壁饰面非承重构件进行验算时，构件裂缝宽度限值为0.3mm。
6.1.2 三级裂缝控制等级时，对于采用UT08、UT09以及UT10应变硬化型超高性能混凝土的钢筋超高性能混凝土和预应力超高性能混凝土构件，可不进行裂缝宽度验算。
6.2.1 钢筋超高性能混凝土和预应力超高性能混凝土受弯构件的挠度可按结构力学方法计算，挠度限值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中7.2.1条的规定。
7.1.1 普通钢筋和预应力钢筋的超高性能混凝土保护层厚度应满足下列要求：
7.2.1 钢筋UHPC和预应力UHPC受弯构件采用抗拉性能满足UT08~UT10等级要求的UHPC，且挠度和裂缝宽度验算满足本标准规定时，一侧受拉纵向普通钢筋的最小配筋百分率ρmin取0.2和10ft/fy中的较大值。
7.2.2 采用抗拉性能等级为UT07的应变软化UHPC时，最小配筋百分率ρmin取0.2和20ft/fy中的较大值。
7.3.1 当计算中充分考虑普通钢筋的强度时，其最小锚固长度应符合表7.3.1的规定。
注：d为钢筋公称直径（mm）。对于受压束筋和等代直径de≤28mm的受拉束筋的锚固长度，应以等代直径按表值确定。当UHPC在凝固过程中易受扰动时，锚固长度应增加25%。当带肋钢筋的公称直径大于25mm时，锚固长度应增加25%。
8.2.1 预制结构构件采用钢筋套筒灌浆连接时，应在构件生产前进行钢筋套筒灌浆连接接头的抗拉强度试验，每种规格的连接接头试件数量不应少于3个。
8.2.3 构件制作过程中预埋件安装的种类和数量应符合设计要求，预埋件定位应准确，其安装允许偏差应符合国家现行标准的有关规定，并应采取可靠的临时固定措施。
8.3.2 UHPC应采用强制式搅拌机搅拌，搅拌机的转速不宜低于40r/min。
8.3.3 UHPC宜采用平板振捣器或模外振捣器振捣成型，当采用插入式振捣时，须试验确定对钢纤维分布无影响。浇筑和成型过程中应保证UHPC密实、纤维分布均匀以及构件的整体性，避免拌合物分层、离析以及纤维外露。
8.3.4 预制构件在采用蒸汽养护时，养护过程中温度控制宜采用自动控制系统，蒸汽养护应符合现行国家标准《活性粉末混凝土》GB/T 31387的规定。
9.1.1 本标准适用于以钢纤维、有机纤维/无机纤维作为增强纤维，采用浇筑工艺生产的用于建筑外围护的非承重外墙板，包括超高性能混凝土平板和背负钢架板，不适用于以玻璃纤维为增强纤维，采用喷射工艺生产的外墙板。
9.2.2 UHPC外墙板的外观应符合下列规定：
9.3.1 UHPC外墙板抗弯强度标准值fk应根据抗弯试验结果，按下式计算值确定：
式中：
10.1.1 UHPC外墙建筑设计应根据建筑物的建筑美学、使用功能、周围环境、建筑设计要求、技术经济分析，合理选择确定。
10.1.3 UHPC外墙板的形状尺寸、表面造型、质感及色彩等应符合建筑立面设计要求，还应与制造工艺水平相适应。
10.2.2 UHPC外墙的抗风压性能、水密性能、气密性能、热工性能、空气声隔声性能、平面内变形性能、抗震性能、耐撞击性能、承重力性能等性能指标应符合设计要求，并应符合现行国家标准《建筑幕墙》GB/T 21086的有关规定。
UHPC平板构造：
UHPC背附钢架板：
连接要求：
11.1.1 UHPC外墙板应根据围护结构要求进行结构设计，应具有足够的承载力、抗裂性、刚度、稳定性和相对于主体结构的位移能力。
11.2.1 UHPC外墙板的温湿度作用效应主要包括：
11.3.6 UHPC外墙板按正常使用极限状态进行抗裂验算。在正常使用情况下，UHPC外墙板主要承受重力荷载、风荷载和温湿度作用。
对于UHPC竖直外墙，由于风荷载与重力荷载相互垂直，因此，在验算UHPC外墙板的抗裂性时，仅需按风荷载和温湿度作用考虑对其抗裂性的影响。
11.4.1 UHPC外墙板承载力极限状态设计计算的应力表达式用下式描述：
式中：
11.5.1 UHPC外墙板的抗裂验算是正常使用极限状态设计的基本内容，重要性远大于挠度验算。其主要原因是UHPC外墙板的抗拉初裂强度较低，而另一方面，UHPC外墙板大多限制在弹性范围工作，其变形较小，一般不会超过本标准规定的挠度限值。
11.6.1 UHPC外墙板与预埋件间的锚固承载力对UHPC结构的安全性来说是非常重要的。
预埋螺母（或后锚锚栓）受拉时主要破坏形式：
预埋螺母（或后锚锚栓）锚固受剪时破坏形式：
11.6.7 UHPC外墙板的锚固承载力推荐通过实验方法确定，其锚固承载力标准值根据样品试验实测得到的承载力数据，按美国PCI编制的《GFRC板推荐性规范》规定的数理统计方法计算确定。
11.7.1 UHPC外墙板在弹性范围工作，其挠度值一般小于板厚。
11.7.3 为了保证UHPC平板的结构安全及其正常使用，须对其进行承载力验算、抗裂验算和挠度验算。
11.8.1 UHPC面板采用纵横相互平行排列的柔性锚杆的支承约束可简化为点支承形式。这种点支承UHPC板的结构计算采用直接设计法。
板区格内力分配：
11.8.3 对于板幅尺寸不大于6m的UHPC背附钢架板，当柔性锚杆的构造尺寸符合本标准推荐的构造尺寸条件下，其UHPC面板的温湿度应力一般小于0.3N/mm²，可忽略不计。
12.2.3 UHPC外墙板制作所用的模具可以是木模、玻璃钢模、钢模、硅胶模、水泥模、石膏模或复合模等。
12.2.4 由于超高性能混凝土用水量少，粘度大，还要保证纤维均匀分散，因此一般建议采用强制式搅拌机生产。
12.2.5 超高性能混凝土拌合物应具有自密实或自流平特性，超高性能混凝土粘度较大，如果不是自流平，靠手动成型很难振实，也很容易引入缺陷。
12.2.6 UHPC外墙板成型过程中不应进行插捣，以防出现纤维的不均匀分布和引入缺陷。
12.2.7 UHPC外墙板浇筑完成后必须及时覆盖塑料薄膜，超高性能混凝土拌合物失水后很容易起皮，影响结构的致密性，还容易引起收缩裂缝。
12.2.8 UHPC材料脱模强度一般为产品设计强度值的40%，局部应力过于集中会导致UHPC局部出现破损或开裂。
12.5.2 UHPC外墙板本身或外墙板之间出现色差，通常以6m距离观察是否影响整体效果作为评判依据。
12.5.3 UHPC外墙板立面垂直度的偏差：指整个UHPC外墙板立面高度范围内任取3m高度立面偏差不大于5mm，任取15m高度立面偏差不大于10mm，对于高层建筑任取30m高度立面偏差不大于20mm。
13.1.2 严重缺陷是指严重影响产品结构或安装使用功能的缺陷。
13.1.4 UHPC外墙板性能检测项目检测应符合下列规定：
13.1.5 色差无法用量化的标准进行控制。UHPC产品的属性决定了色差很难避免，色差可以通过规范材料与工艺得到有效控制，轻微色差能反映出UHPC材料的自然艺术表现力，但过大色差难以被建筑师或业主接受。