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文檔簡介
水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范DesigncodeforhydraulicconcretestructuresDL/T5057—1996(代替SDJ20—78)
主編部門:電力工業(yè)部西北勘測設(shè)計(jì)研究院批準(zhǔn)部門:中華人民共和國電力工業(yè)部施行日期:1997
中華人民共和國電力工業(yè)部關(guān)于發(fā)布《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的告知
電技[1996]576號(hào)
各電管局,各省、自治區(qū)、直轄市電力局,水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院,各有關(guān)單位:《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)審查通過,批準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)予發(fā)布。其編號(hào)為:DL/T5057—1996該標(biāo)準(zhǔn)自1997年請將執(zhí)行中的問題和意見告電力工業(yè)部水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院,并抄送部標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室。
一九九六年九月五日
1總則1.0.1為了在水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,做到安全合用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理,特制訂本規(guī)范。1.0.2本規(guī)范合用于水利水電工程中的素混凝土、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),但不合用于混凝土壩的設(shè)計(jì)。1.0.3本規(guī)范是根據(jù)GB50199—94《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的原則制訂的。1.0.4當(dāng)水工建筑物有專門的設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí),尚應(yīng)符合專門規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。2重要術(shù)語與符號(hào)2.1主要術(shù)語編號(hào)術(shù)語涵義2.1.1概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)以影響結(jié)構(gòu)可靠度的基本變量(涉及附加變量)作為隨機(jī)變量,根據(jù)極限狀態(tài)方程計(jì)算結(jié)構(gòu)的失效概率或可靠指標(biāo)的設(shè)計(jì)方法2.1.2分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式以代表值和分項(xiàng)系數(shù)反映極限狀態(tài)方程中各基本變量(涉及附加變量)的不定性和變異性,并與目的可靠指標(biāo)相聯(lián)系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表達(dá)方法2.1.3承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)成最大承載能力,或達(dá)成不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)2.1.4正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)成使用功能上允許的某一規(guī)定限值的極限狀態(tài)2.1.5作用(荷載)施加在結(jié)構(gòu)上的集中或分布力,或引起結(jié)構(gòu)外加變形、約束變形的因素。前者稱直接作用(或荷載),后者稱間接作用2.1.6永久作用(荷載)在設(shè)計(jì)基如期內(nèi)量值不隨時(shí)間變化,或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的作用(荷載)。其中,直接作用也稱恒荷載2.1.7可變作用(荷載)在設(shè)計(jì)基如期內(nèi)量值隨時(shí)間變化,且其變化與平均值相比不可忽略的作用(荷載)。其中,直接作用也稱活荷載2.1.8可控制的可變作用(荷載)在作用過程中可嚴(yán)格控制使其不超過規(guī)定限值的可變作用(荷載)2.1.9偶爾作用(荷載)在設(shè)計(jì)基如期內(nèi)出現(xiàn)的概率很小,而一旦出現(xiàn),其量值很大且連續(xù)時(shí)間很短的作用(荷載)2.1.10作用(荷載)效應(yīng)作用(荷載)引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力、變形等2.1.11設(shè)計(jì)狀況結(jié)構(gòu)在施工、安裝、運(yùn)營、檢修各個(gè)時(shí)期也許出現(xiàn)的不同結(jié)構(gòu)體系、環(huán)境和作用(荷載)等構(gòu)成的設(shè)計(jì)條件2.1.12持久狀況在結(jié)構(gòu)正常使用過程中,一定出現(xiàn)且連續(xù)時(shí)間很長,一般與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基如期為同一量級的設(shè)計(jì)狀況2.1.13短暫狀況在結(jié)構(gòu)施工、安裝、檢修或使用過程中,短暫出現(xiàn)的設(shè)計(jì)狀況2.1.14偶爾狀況在結(jié)構(gòu)使用過程中,規(guī)定的出現(xiàn)概率很低、連續(xù)期很短的設(shè)計(jì)狀況2.1.15基本組合按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),持久狀況或短暫狀況下,永久作用(荷載)與可變作用(荷載)效應(yīng)的組合2.1.16偶爾組合按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),永久作用(荷載)、可變作用(荷載)與一種偶爾作用(荷載)效應(yīng)的組合2.1.17短期組合按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),可變作用(荷載)的短期效應(yīng)與永久作用(荷載)效應(yīng)的組合2.1.18長期組合按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),可變作用(荷載)的長期效應(yīng)與永久作用(荷載)效應(yīng)的組合2.1.19作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),采用的各種作用(荷載)的基本代表值。按基如期作用(荷載)最大值的概率分布的某一分位值擬定2.1.20作用(荷載)設(shè)計(jì)值作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值乘以作用(荷載)分項(xiàng)系數(shù)后的值2.1.21材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),采用的材料強(qiáng)度的基本代表值。按符合規(guī)定質(zhì)量的材料強(qiáng)度的概率分布的某一分位值擬定2.1.22材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料性能分項(xiàng)系數(shù)后的值2.1.23結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)用來考慮水利水電工程結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的結(jié)構(gòu)安全級別的系數(shù)2.1.24設(shè)計(jì)狀況系數(shù)用來考慮在不同設(shè)計(jì)狀況下可以有不同的可靠度水平的系數(shù)2.1.25材料性能分項(xiàng)系數(shù)用來考慮材料性能對其標(biāo)準(zhǔn)值的不利變異的系數(shù)2.1.26作用(荷載)分項(xiàng)系數(shù)用來考慮作用(荷載)對其標(biāo)準(zhǔn)值的不利變異的系數(shù)2.1.27結(jié)構(gòu)系數(shù)在分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式中,用來考慮作用(荷載)效應(yīng)計(jì)算和抗力計(jì)算不定性以及作用(荷載)分項(xiàng)系數(shù)、材料性能分項(xiàng)系數(shù)不能完全考慮的其他各種變異性的系數(shù)2.1.28耐久性在設(shè)計(jì)基如期內(nèi),結(jié)構(gòu)在正常使用和維護(hù)條件下,隨時(shí)間變化而仍能滿足預(yù)定功能規(guī)定的能力2.1.29相對界線受壓區(qū)高度受拉鋼筋和受壓區(qū)混凝土同時(shí)達(dá)成其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)的混凝土受壓區(qū)高度與截面有效高度的比值2.1.30計(jì)算剪跨比集中荷載作用點(diǎn)至支座截面或節(jié)點(diǎn)邊沿的距離與截面有效高度的比值2.1.31截面抵抗矩的塑性系數(shù)正截面塑性抵抗矩與彈性抵抗矩之比2.1.32深受彎構(gòu)件跨高比l0/h≤5的鋼筋混凝土深梁、短梁和厚板的統(tǒng)稱2.1.33深梁跨高比l0/h≤2的簡支梁和跨高比l0/h≤2.5的連續(xù)梁2.1.34短梁跨高比l0/h≤5但大于深梁范疇的梁2.1.35厚板跨高比l0/h≤5的板
2.2材料性能符號(hào)編號(hào)符號(hào)涵義2.2.1Ec混凝土彈性模量2.2.2Es鋼筋彈性模量2.2.3Gc混凝土剪變模量2.2.4νc混凝土泊松比2.2.5C20表達(dá)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為20N/mm2的混凝土強(qiáng)度等級2.2.6F100表達(dá)抗凍為100級的混凝土抗凍等級2.2.7W2表達(dá)抗?jié)B為2級的混凝土抗?jié)B等級2.2.8fck、fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值2.2.9ftk、ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值2.2.10fyk、fpyk熱軋鋼筋及冷拉鋼筋作為普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值2.2.11fstk冷軋帶肋鋼筋作為普通鋼筋時(shí)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值2.2.12fptk熱解決鋼筋、鋼絲、鋼絞線、冷軋帶肋鋼筋作為預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值2.2.13fy、f′y普通鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2.2.14fpy、f′py預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2.2.15fyv箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
2.3作用(荷載)和作用(荷載)效應(yīng)符號(hào)編號(hào)符號(hào)涵義2.3.1M、N、T、V由各作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的作用分項(xiàng)系數(shù)后所產(chǎn)生的效應(yīng)總和并再乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0及設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ后的彎矩、軸向力、扭矩、剪力設(shè)計(jì)值2.3.2Ms、Ns荷載效應(yīng)短期組合時(shí),由各作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的效應(yīng)總和并乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0后的彎矩、軸向力2.3.3Ml、Nl荷載效應(yīng)長期組合時(shí),由各作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值并考慮荷載長期組合系數(shù)后所產(chǎn)生的效應(yīng)總和再乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0后的彎矩、軸向力2.3.4Np后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力2.3.5Np0混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力2.3.6Vc混凝土的受剪承載力2.3.7Vsv箍筋的受剪承載力2.3.8Vsb彎起鋼筋的受剪承載力2.3.9σcs、σcl在荷載效應(yīng)的短期組合、長期組合下抗裂驗(yàn)算邊沿的混凝土法向應(yīng)力2.3.10σpc由預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力2.3.11σtp、σcp混凝土中的主拉應(yīng)力、主壓應(yīng)力2.3.12σs、σp正截面承載力計(jì)算中縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力2.3.13σss、σsl按荷載效應(yīng)的短期組合、長期組合計(jì)算的構(gòu)件的縱向受拉鋼筋應(yīng)力2.3.14σcon預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力2.3.15σpo、σ′po受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力2.3.16σpe、σ′pe受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力2.3.17σl、σ′l受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失值2.3.18τ混凝土的剪應(yīng)力
2.4幾何參數(shù)符號(hào)編號(hào)符號(hào)涵義2.4.1a縱向非預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離2.4.2as、a′s縱向非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋合力點(diǎn)、受壓鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離2.4.3ap、a′p受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)、受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離2.4.4b矩形截面寬度,T形、I形截面腹板的寬度2.4.5bf、b′fT形或I形截面受拉區(qū)、受壓區(qū)翼緣的計(jì)算寬度2.4.6c混凝土保護(hù)層厚度2.4.7d鋼筋直徑2.4.8e、e′軸向力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)、縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)的距離2.4.9ec混凝土受壓區(qū)的合力點(diǎn)到截面重心的距離2.4.10e0軸向力對截面重心的偏心距2.4.11epo、epn換算截面重心、凈截面重心至預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)的距離2.4.12h截面高度2.4.13h0截面有效高度,即受拉鋼筋的重心至截面受壓邊沿的距離2.4.14hf、h′fT形或I形截面受拉區(qū)、受壓區(qū)翼緣的高度2.4.15hw截面腹板的高度2.4.16i回轉(zhuǎn)半徑2.4.17la縱向受拉鋼筋的最小錨固長度2.4.18l0計(jì)算跨度或計(jì)算長度2.4.19rc曲率半徑2.4.20s箍筋或分布鋼筋的間距2.4.21x混凝土受壓區(qū)計(jì)算高度2.4.22xb界線受壓區(qū)計(jì)算高度2.4.23y′c混凝土截面重心至受壓區(qū)邊沿的距離2.4.24y0、yn換算截面重心、凈截面重心至所計(jì)算纖維的距離2.4.25yp、y′p受拉區(qū)、受壓區(qū)的預(yù)應(yīng)力合力點(diǎn)至換算截面重心的距離2.4.26ys、y′s受拉區(qū)、受壓區(qū)的非預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至換算截面重心的距離2.4.27z縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受壓區(qū)合力點(diǎn)之間的距離2.4.28A構(gòu)件截面面積2.4.29Ac混凝土截面面積2.4.30A′c混凝土受壓區(qū)的截面面積2.4.31A0構(gòu)件換算截面面積2.4.32An構(gòu)件凈截面面積2.4.33As、A′s受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積2.4.34Ate有效受拉混凝土截面面積2.4.35Ap、A′p受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積2.4.36Ast抗扭縱向鋼筋的所有截面面積2.4.37Asv1、Ast1受剪、受扭計(jì)算中單肢箍筋的截面面積2.4.38Asv、Ash同一截面內(nèi)各肢豎向箍筋、水平箍筋的所有截面面積2.4.39Asb、Apb同一彎起平面內(nèi)非預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的截面面積2.4.40Al混凝土局部受壓面積2.4.41Bs受彎構(gòu)件的短期剛度2.4.42Bl受彎構(gòu)件的長期剛度2.4.43Wt截面受拉邊沿的彈性抵抗矩;受扭構(gòu)件的截面受扭塑性抵抗矩2.4.44Wc截面受壓邊沿的彈性抵抗矩2.4.45W0換算截面受拉邊沿的彈性抵抗矩2.4.46Ic混凝土截面對于其自身重心軸的慣性矩2.4.47I0換算截面慣性矩2.4.48In凈截面慣性矩2.4.49Wmax最大裂縫寬度
2.5計(jì)算系數(shù)及其它符號(hào)編號(hào)符號(hào)涵義2.5.1a混凝土的導(dǎo)溫系數(shù)2.5.2c混凝土的比熱2.5.3α1裂縫寬度驗(yàn)算時(shí)考慮構(gòu)件受力特性的系數(shù)2.5.4α2裂縫寬度驗(yàn)算時(shí)考慮鋼筋表面形狀的系數(shù)2.5.5α3裂縫寬度驗(yàn)算時(shí)考慮荷載長期作用影響的系數(shù)2.5.6αc混凝土線膨脹系數(shù)2.5.7αct混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)2.5.8αE鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值2.5.9β混凝土局部受壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù);混凝土的放熱系數(shù)2.5.10βt剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力減少系數(shù)2.5.11γ受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)2.5.12γm截面抵抗矩的塑性系數(shù)2.5.13γd結(jié)構(gòu)系數(shù)2.5.14γG永久作用(荷載)分項(xiàng)系數(shù)2.5.15γQ可變作用(荷載)分項(xiàng)系數(shù)2.5.16γ0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)2.5.17η偏心受壓構(gòu)件考慮撓曲影響的軸向力偏心距增大系數(shù)2.5.18θ考慮荷載長期作用對撓度增大的影響系數(shù)2.5.19λ計(jì)算剪跨比;混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)2.5.20ξb受拉鋼筋和受壓區(qū)混凝土同時(shí)達(dá)成強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)的相對界線受壓區(qū)計(jì)算高度2.5.21ρ縱向受拉鋼筋配筋率;可變作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值的長期組合系數(shù)2.5.22ρmin最小配筋率2.5.23ρ0min基本最小配筋率2.5.24ρsv豎向箍筋或豎向分布鋼筋的配筋率2.5.25ρsh水平箍筋或水平分布鋼筋的配筋率2.5.26ρte縱向受拉鋼筋的有效配筋率2.5.27ρv間接鋼筋的體積配筋率2.5.28軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)2.5.29ψ設(shè)計(jì)狀況系數(shù)2.5.30ω荷載分布的影響系數(shù)
3材料3.1混凝土3.1.1混凝土應(yīng)滿足強(qiáng)度規(guī)定,并應(yīng)根據(jù)建筑物的工作條件、地區(qū)氣候等具體情況,分別滿足抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、抗沖刷等耐久性的規(guī)定。3.1.2混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)由按標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件,在28d齡期用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值擬定。注:混凝土強(qiáng)度等級用符號(hào)C和立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(以N/mm2計(jì))表達(dá)。3.1.3混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按表3.1.3采用。表3.1.3混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)強(qiáng)度種類符號(hào)混凝土強(qiáng)度等級C10C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60軸心抗壓fck6.710.013.517.020.023.527.029.532.034.036.0軸心抗拉ftk0.901.201.501.752.002.252.452.602.752.852.95
在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)中,不宜運(yùn)用混凝土的后期強(qiáng)度。但經(jīng)充足論證后,也可根據(jù)建筑物的型式、地區(qū)的氣候條件以及開始承受荷載的時(shí)間,采用60d或90d齡期的抗壓強(qiáng)度?;炷敛煌g期的抗壓強(qiáng)度增長率,應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)擬定。當(dāng)無實(shí)驗(yàn)資料時(shí),可按照附錄A采用。3.1.4構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3.1.4采用。3.1.5對防止溫度裂縫有較高規(guī)定的大體積混凝土結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對混凝土提出高延伸率和低熱性規(guī)定,宜選用低熱水泥或摻加合適的摻合料與外加劑。3.1.6混凝土的重力密度(重度)應(yīng)由實(shí)驗(yàn)擬定。當(dāng)無實(shí)驗(yàn)資料時(shí),素混凝土可按24kN/m3、鋼筋混凝土可按25kN/m3采用。表3.1.4混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)強(qiáng)度種類符號(hào)混凝土強(qiáng)度等級C10C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60軸心抗壓fc5.07.510.012.515.017.519.521.523.525.026.5軸心抗拉ft0.650.901.101.301.501.651.801.902.002.102.20注:計(jì)算現(xiàn)澆的鋼筋混凝土柱時(shí),如截面的長邊或直徑小于300mm,則表中強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8。3.1.728d齡期時(shí)混凝土受壓或受拉彈性模量Ec可按表3.1.7采用?;炷恋牟此杀圈蚦可取為0.167?;炷良糇兡A縂c可按表3.1.7混凝土彈性模量的0.4倍采用。表3.1.7混凝土彈性模量Ec(N/mm2)混凝土強(qiáng)度等級彈性模量混凝土強(qiáng)度等級彈性模量C101.75×104C403.25×104C152.20×104C453.35×104C202.55×104C503.45×104C252.80×104C553.55×104C303.00×104C603.60×104C353.15×104
3.2鋼筋3.2.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋,應(yīng)按下列規(guī)定選用:(1)普通鋼筋宜采用Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級鋼筋和LL550級冷軋帶肋鋼筋,也可采用冷拉Ⅰ級(d≤12mm)鋼筋;(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線、熱解決鋼筋,也可采用冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋。對中小型構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用LL650級或LL800級冷軋帶肋鋼筋。注:普通鋼筋系指用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋。3.2.2鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。熱軋鋼筋和冷拉鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系根據(jù)屈服強(qiáng)度擬定。對普通鋼筋用fyk表達(dá);對預(yù)應(yīng)力鋼筋用fpyk表達(dá)。鋼絲、鋼絞線、熱解決鋼筋和冷軋帶肋鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系根據(jù)極限抗拉強(qiáng)度擬定。對LL550級冷軋帶肋鋼筋用fstk表達(dá);對預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、熱解決鋼筋、LL650級和LL800級冷軋帶肋鋼筋用fptk表達(dá)。普通鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按表3.2.2-1及表3.2.2-2采用。若設(shè)計(jì)中仍采用冷拔低碳鋼絲,則其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值可按照有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用。表3.2.2-1鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)種類fyk或fpyk或fstk或fptk熱軋鋼筋Ⅰ級(Q235)235Ⅱ級(20MnSi、20MnNb(b))335Ⅲ級(20MnSiV、20MnTi、K20MnSi)400Ⅳ級(40Si2MnV、45SiMnV、45Si2MnTi)540冷拉鋼筋Ⅰ級(d≤12)280Ⅱ級(d≤25)(d=28~40)450430Ⅲ級500Ⅳ級700冷軋帶肋鋼筋LL550(d=4~12)550LL650(d=4~6)650LL800(d=5)800熱解決鋼筋40Si2Mn(d=6)48Si2Mn(d=8.2)45Si2Cr(d=10)1470注:Ⅲ級K20MnSi鋼筋系余熱解決鋼筋。3.2.3鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy或fpy及鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f′y或f′py,應(yīng)分別按表3.2.3-1及表3.2.3-2采用。若設(shè)計(jì)中仍采用冷拔低碳鋼絲,則其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按照有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用。表3.2.2-2鋼絲、鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)種類fptk碳素鋼絲φ4、φ5φ6φ7、φ8、φ91470、1570、1670、17701570、16701470、1570刻痕鋼絲φ5、φ71470、1570鋼絞線二股(2φ5)d=10(2φ6)d=121720三股(3φ5)d=10.8(3φ6)d=12.91720七股(7φ3)d=9.0(7φ4)d=12.0(7φ5)d=15.01670、17701570、16701470、1570d=9.5d=11.1d=12.7d=15.21860186018601720、1820、1860注:1.碳素鋼絲和刻痕鋼絲系指GB5223—95《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲》中的消除應(yīng)力的高強(qiáng)度圓形鋼絲。2.根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),同一規(guī)格的鋼絲(鋼絞線)有不同的強(qiáng)度級別,因此表中對同一規(guī)格的鋼絲(鋼絞線)列出了相應(yīng)的fptk值,在設(shè)計(jì)中可自行選用。3.鋼絞線直徑d系指鋼絞線截面的外接圓直徑,即公稱直徑。表3.2.3-1鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)種類fy或fpyfy或fpy熱軋鋼筋Ⅰ級(Q235)210210Ⅱ級[20MnSi、20MnNb(b)]310310Ⅲ級(20MnSiV、20MnTi、K20MnSi)360360Ⅳ級(40Si2MnV、45SiMnV、45Si2MnTi)500400冷拉鋼筋Ⅰ級(d≤12)250210Ⅱ級(d≤25)(d=28~40)380360310310Ⅲ級420360Ⅳ級580400冷軋帶肋鋼筋LL550(d=4~12)360360LL650(d=4~6)430380LL800(d=5)530380熱解決鋼筋40Si2Mn(d=6)48Si2Mn(d=8.2)45Si2Cr(d=10)1000400注:1.在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,軸心受拉和小偏心受拉構(gòu)件的鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大于310N/mm2時(shí),仍應(yīng)按310N/mm2取用;其他構(gòu)件的鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大于360N/mm2時(shí),仍應(yīng)按360N/mm2取用;對于直徑大于12mm的Ⅰ級鋼筋,如經(jīng)冷拉,不得運(yùn)用冷拉后的強(qiáng)度。2.成盤供應(yīng)的LL550級冷軋帶肋鋼筋經(jīng)機(jī)械調(diào)直后,抗拉及抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)減少20N/mm2。3.結(jié)構(gòu)構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時(shí),每種鋼筋根據(jù)其受力情況應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。表3.2.3-2鋼絲、鋼絞線強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)種類fpyf′py碳素鋼絲φ4~φ9fpykpyk=16701130fpyk=15701070fpyk=14701000刻痕鋼絲φ5、φ7fpykpyk=14701000鋼絞線二股fpyk股fpyk股fpykpyk=18201240fpyk=17701200fpyk=17201170fpyk=16701130fpyk=15701070fpyk=14701000注:當(dāng)碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不符合表3.2.2-2的規(guī)定期,其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)進(jìn)行換算。3.2.4鋼筋彈性模量Es應(yīng)按表3.2.4采用。表3.2.4鋼筋彈性模量(N/mm2)種類EsⅠ級鋼筋、冷拉Ⅰ級鋼筋2.1×105Ⅱ級鋼筋、Ⅲ級鋼筋、Ⅳ級鋼筋、熱解決鋼筋、碳素鋼絲2.0×105冷軋帶肋鋼筋1.9×105冷拉Ⅱ級鋼筋、冷拉Ⅲ級鋼筋、冷拉Ⅳ級鋼筋、刻痕鋼絲、鋼絞線1.8×105注:鋼絞線也可采用實(shí)測的彈性模量。
4基本設(shè)計(jì)規(guī)定4.1一般規(guī)定4.1.1本規(guī)范采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則,以分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.1.2水工混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)承載能力及正常使用極限狀態(tài)的規(guī)定,分別按下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算:(1)承載能力及穩(wěn)定:所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載能力計(jì)算;必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗傾、抗滑及抗浮驗(yàn)算;對需要抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu),尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震承載能力計(jì)算。(2)變形:對使用上需控制變形值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算。(3)抗裂或裂縫寬度:對使用上規(guī)定進(jìn)行裂縫控制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)進(jìn)行抗裂或裂縫寬度驗(yàn)算。4.1.3水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)SDJ12—78《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(山區(qū)、丘陵區(qū)部分)》的規(guī)定,按水工建筑物的級別,采用不同的水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別。水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別按表4.1.3劃分為三級。表4.1.3水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別水工建筑物級別水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別1Ⅰ2,3Ⅱ4,5Ⅲ
對有特殊安全規(guī)定的水工建筑物,其結(jié)構(gòu)安全級別應(yīng)經(jīng)專門研究擬定。結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)安全級別,可根據(jù)其在水工建筑物中的部位、自身破壞對水工建筑物安全影響的大小,采用與水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別相同或減少一級,但不得低于Ⅲ級。4.1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)在施工、安裝、運(yùn)營、檢修等不同時(shí)期也許出現(xiàn)的不同結(jié)構(gòu)體系、作用(荷載)和環(huán)境條件,按以下三種設(shè)計(jì)狀況設(shè)計(jì):①持久狀況;②短暫狀況;③偶爾狀況。三種設(shè)計(jì)狀況均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。對持久狀況尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì),對短暫狀況可根據(jù)需要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì),對偶爾狀況可不進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。4.1.5按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮下列兩種作用(荷載)效應(yīng)組合:①基本組合;②偶爾組合。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮下列兩種作用(荷載)效應(yīng)組合:①短期組合;②長期組合。4.1.6對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行施工吊裝驗(yàn)算時(shí),預(yù)制構(gòu)件自重應(yīng)計(jì)入動(dòng)力系數(shù),動(dòng)力系數(shù)可取為1.5;根據(jù)構(gòu)件吊裝時(shí)的實(shí)際受力情況,也可適當(dāng)增減。4.1.7無法按桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求得截面內(nèi)力的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),可由彈性力學(xué)分析方法求得截面的應(yīng)力圖形面積以擬定配筋數(shù)量;或按鋼筋混凝土有限元方法進(jìn)行分析。4.1.8建筑物在施工和運(yùn)營期間,如溫度的變化對建筑物有較大影響時(shí),應(yīng)進(jìn)行溫度應(yīng)力計(jì)算,并宜采用構(gòu)造措施和施工措施以消除或減少溫度應(yīng)力。使用中允許出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,在計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí),應(yīng)考慮裂縫開展而使構(gòu)件剛度減少的影響。4.1.9在水工建筑物設(shè)計(jì)中,必要時(shí)應(yīng)考慮作用在構(gòu)件截面上的滲透壓力,并宜采用專門的排水、防滲、止水措施,以減少滲透壓力。4.1.10水工混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境條件可分為下列四個(gè)類別:一類——室內(nèi)正常環(huán)境;二類——露天環(huán)境,長期處在地下或水下的環(huán)境;三類——水位變動(dòng)區(qū),或有侵蝕性地下水的地下環(huán)境;四類——海水浪濺區(qū)及鹽霧作用區(qū),潮濕并有嚴(yán)重侵蝕性介質(zhì)作用的環(huán)境。注:1.大氣區(qū)與浪濺區(qū)的分界線為設(shè)計(jì)最高水位加1.5m;浪濺區(qū)與水位變動(dòng)區(qū)的分界線為設(shè)計(jì)最高水位減1.0m;水位變動(dòng)區(qū)與水下區(qū)的分界線為設(shè)計(jì)最低水位減1.0m。鹽霧作用區(qū)為離海岸線500m范圍內(nèi)的地區(qū);2.凍融比較嚴(yán)重的三類環(huán)境條件的建筑物,可將其環(huán)境類別提高為四類。4.2承載能力極限狀態(tài)計(jì)算規(guī)定4.2.1對于基本組合,應(yīng)采用下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式:(4.2.1)式中γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),對結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件,可分別取1.1,1.0,0.9;ψ——設(shè)計(jì)狀況系數(shù),相應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶爾狀況,可分別取1.0,0.95,0.85;S(·)——作用(荷載)效應(yīng)函數(shù);R(·)——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力函數(shù);γd——結(jié)構(gòu)系數(shù),按表4.2.1取用;γG——永久作用(荷載)分項(xiàng)系數(shù),按附錄B取用;γQ——可變作用(荷載)分項(xiàng)系數(shù),按附錄B取用;Gk——永久作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值;Qk——可變作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值;fd——材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按表3.1.4、表3.2.3-1及表3.2.3-2取用;ak——結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。注:本規(guī)范的承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的有關(guān)條文中,所有內(nèi)力設(shè)計(jì)值(N、M、V、T等)系指由各作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的作用(荷載)分項(xiàng)系數(shù)后所產(chǎn)生的效應(yīng)總和并再乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0及設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ后的值。表4.2.1承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)的結(jié)構(gòu)系數(shù)γd值表素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)受拉破壞受壓破壞2.001.301.20注:1.承受永久作用(荷載)為主的構(gòu)件,結(jié)構(gòu)系數(shù)γd應(yīng)按表中數(shù)值增長0.05,但承受土重和土壓力為主的構(gòu)件可不增長。2.對新型結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)系數(shù)γd可適當(dāng)提高。4.2.2對于偶爾組合,極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式宜按下列原則擬定:(1)偶爾作用分項(xiàng)系數(shù)可取為1.0;(2)參與組合的某些可變作用,可根據(jù)各類水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定作適當(dāng)折減;(3)結(jié)構(gòu)系數(shù)γd值可按表4.2.1的規(guī)定取用。4.3正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算規(guī)定4.3.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)應(yīng)分別按作用(荷載)效應(yīng)的短期組合和長期組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于短期組合,應(yīng)采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式:γ0Ss(Gk,Qk,fk,ak)≤c1/γd3(4.3.1-1)對于長期組合,應(yīng)采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式:γ0Sl(Gk,ρQk,fk,ak)≤c2/γd4(4.3.1-2)上二式中c1、c2——結(jié)構(gòu)的功能限值;Ss(·)、Sl(·)——作用(荷載)效應(yīng)短期組合和長期組合時(shí)的功能函數(shù);fk——材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,按表3.1.3、表3.2.2-1及表3.2.2-2取用;ρ——可變作用標(biāo)準(zhǔn)值的長期組合系數(shù),可參照有關(guān)荷載規(guī)范的規(guī)定及工程經(jīng)驗(yàn)取用;γd3、γd4——正常使用極限狀態(tài)短期組合、長期組合的結(jié)構(gòu)系數(shù)。注:本規(guī)范的正常使用極限狀態(tài)計(jì)算的有關(guān)條文中,荷載效應(yīng)短期組合時(shí)的內(nèi)力值(Ns、Ms等)系指由各作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的效應(yīng)總和并乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0后的值;荷載效應(yīng)長期組合時(shí)的內(nèi)力值(Nl、Ml等)系指由各作用(荷載)標(biāo)準(zhǔn)值并考慮荷載長期組合系數(shù)后所產(chǎn)生的效應(yīng)總和再乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0后的值。4.3.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)使用規(guī)定進(jìn)行不同的裂縫控制驗(yàn)算。(1)抗裂驗(yàn)算:承受水壓的軸心受拉構(gòu)件、小偏心受拉構(gòu)件以及發(fā)生裂縫后會(huì)引起嚴(yán)重滲漏的其它構(gòu)件,應(yīng)進(jìn)行抗裂驗(yàn)算。如有可靠防滲措施或不影響正常使用時(shí),也可不進(jìn)行抗裂驗(yàn)算??沽羊?yàn)算時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉邊沿的拉應(yīng)力不應(yīng)超過以混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)αct控制的應(yīng)力值,對于荷載效應(yīng)的短期組合,αct取為0.85;對于長期組合,αct取為0.7。(2)裂縫寬度驗(yàn)算:需進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)按荷載效應(yīng)的短期組合和長期組合兩種情況分別進(jìn)行驗(yàn)算,其最大裂縫寬度計(jì)算值不應(yīng)超過表4.3.2所規(guī)定的允許值。表4.3.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大裂縫寬度允許值(mm)環(huán)境條件類別最大裂縫寬度允許值短期組合長期組合一0.400.35二0.300.25三0.250.20四0.150.10注:1.當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受水壓且水力梯度i>20時(shí),表列數(shù)字宜減小0.05。2.結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土保護(hù)層厚度大于50mm時(shí),表列數(shù)字可增長0.05。3.若結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面設(shè)有專門的防滲面層等防護(hù)措施時(shí),最大裂縫寬度允許值可適當(dāng)加大。4.3.3預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)按表4.3.3根據(jù)環(huán)境條件類別和預(yù)應(yīng)力鋼筋種類選用不同的裂縫控制等級:一級——嚴(yán)格規(guī)定不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,按荷載效應(yīng)的短期組合進(jìn)行計(jì)算,構(gòu)件受拉邊沿混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。二級——一般規(guī)定不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,按荷載效應(yīng)的短期組合和長期組合分別進(jìn)行計(jì)算,構(gòu)件受拉邊沿混凝土允許產(chǎn)生拉應(yīng)力,但拉應(yīng)力不應(yīng)超過以混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)αct控制的應(yīng)力值。αct值見表4.3.3。三級——允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,按荷載效應(yīng)的短期組合和長期組合兩種情況分別進(jìn)行計(jì)算,最大裂縫寬度計(jì)算值不應(yīng)超過表4.3.3所列的允許值。表4.3.3預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫控制等級、混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)及最大裂縫寬度允許值環(huán)境條件類別鋼筋種類冷拉Ⅱ級鋼筋冷拉Ⅲ級鋼筋冷拉Ⅳ級鋼筋碳素鋼絲刻痕鋼絲鋼絞線熱解決鋼筋冷軋帶肋鋼筋一三級0.2mm(0.15mm)二級αct=0.7(0.4)二二級αct=0.7(0.4)二級αct=0.5(0.3)三二級αct=0.5(0.3)一級四一級一級注:1.表中數(shù)值為荷載效應(yīng)短期組合的數(shù)據(jù),括號(hào)內(nèi)數(shù)值為長期組合的數(shù)據(jù)。2.當(dāng)有可靠的論證時(shí),預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂規(guī)定可適當(dāng)放寬。4.3.4受彎構(gòu)件的最大撓度應(yīng)按荷載效應(yīng)的短期組合和長期組合兩種情況分別進(jìn)行驗(yàn)算,其計(jì)算值不應(yīng)超過表4.3.4規(guī)定的允許值。表4.3.4受彎構(gòu)件的允許撓度項(xiàng)次構(gòu)件類型允許撓度(以計(jì)算跨度l0計(jì)算)短期組合長期組合1吊車梁:手動(dòng)吊車電動(dòng)吊車l0/500l0/600——2渡槽槽身:當(dāng)l0≤10m時(shí)當(dāng)l0>10m時(shí)l0/400l0/500l0/450l0/5503工作橋及啟閉機(jī)下大梁l0/400—4屋蓋、樓蓋當(dāng)l0<7m時(shí)當(dāng)7m≤l0≤9m時(shí)當(dāng)l0>9m時(shí)
l0/200l0/250l0/300
l0/250l0/300l0/400注:1.假如構(gòu)件制作時(shí)預(yù)先起拱,則在驗(yàn)算最大撓度值時(shí),可將計(jì)算所得的撓度減去起拱值。2.懸臂構(gòu)件的允許撓度值按表中相應(yīng)數(shù)值乘2取用。3.對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件尚可減去預(yù)加應(yīng)力所產(chǎn)生的反拱值。4.4結(jié)構(gòu)耐久性規(guī)定4.4.1設(shè)計(jì)永久性建筑物時(shí),應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的耐久性規(guī)定。設(shè)計(jì)時(shí)可按結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別提出相應(yīng)的耐久性規(guī)定。也可根據(jù)結(jié)構(gòu)表層保護(hù)措施的實(shí)際情況及預(yù)期的施工質(zhì)量控制水平,將環(huán)境類別適當(dāng)提高或減少,但不應(yīng)低于一類,也不應(yīng)高于四類。臨時(shí)性建筑物及大體積結(jié)構(gòu)的內(nèi)部混凝土可不提出耐久性規(guī)定。4.4.2混凝土強(qiáng)度等級不宜低于表4.4.2所列數(shù)值。4.4.3鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土水灰比不宜大于表4.4.3所列數(shù)值。素混凝土結(jié)構(gòu)的最大水灰比可按表4.4.3所列數(shù)值增大0.05。表4.4.2混凝土最低強(qiáng)度等級環(huán)境條件類別素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土Ⅰ級鋼筋Ⅱ、Ⅲ級鋼筋熱軋鋼筋、冷軋帶肋鋼筋高強(qiáng)鋼絲、熱解決鋼筋一C10C15C20C30C40二C15C15C20C30C40三C15C20C25C35C40四C20C25C30C35C40注:1.橋面及處在露天的梁、柱結(jié)構(gòu),混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C25。2.有抗沖耐磨規(guī)定的部位,應(yīng)進(jìn)行專門研究擬定,且混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C25。表4.4.3混凝土最大水灰比環(huán)境條件類別最大水灰比環(huán)境條件類別最大水灰比一0.65三0.55二0.60四0.45注:1.結(jié)構(gòu)類型為薄壁或薄腹構(gòu)件時(shí),最大水灰比宜適當(dāng)減小。2.處在三、四類環(huán)境條件又受凍嚴(yán)重或受沖刷嚴(yán)重的結(jié)構(gòu),最大水灰比應(yīng)按照《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行。3.承受水力梯度較大的結(jié)構(gòu),最大水灰比宜適當(dāng)減小。4.4.4混凝土的水泥用量不宜少于表4.4.4所列數(shù)值。表4.4.4混凝土的最小水泥用量(kg/m3)環(huán)境條件類別最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土一200220280二230260300三270300340四300360380注:當(dāng)摻加有效外加劑及高效摻合料時(shí),最小水泥用量可適當(dāng)減小。4.4.5對于有抗?jié)B性規(guī)定的結(jié)構(gòu),混凝土應(yīng)滿足有關(guān)抗?jié)B等級的規(guī)定?;炷量?jié)B等級按28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件測定,混凝土抗?jié)B等級分為:W2、W4、W6、W8、W10、W12六級。根據(jù)建筑物開始承受水壓力的時(shí)間,也可運(yùn)用60d或90d齡期的試件測定抗?jié)B等級。結(jié)構(gòu)所需的混凝土抗?jié)B等級應(yīng)根據(jù)所承受的水頭、水力梯度以及下游排水條件、水質(zhì)條件和滲透水的危害限度等因素?cái)M定,并不得低于表4.4.5的規(guī)定值。表4.4.5混凝土抗?jié)B等級的最小允許值項(xiàng)次結(jié)構(gòu)類型及運(yùn)用條件抗?jié)B等級1大體積混凝土結(jié)構(gòu)的下游面及建筑物內(nèi)部W22大體積混凝土結(jié)構(gòu)的擋水面H<30W4H=30~70W6H=70~150W8H>150W103素混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件其背水面能自由滲水者i<10W4i=10~30W6i=30~50W8i>50W10注:1.表中H為水頭(m),i為水力梯度。2.當(dāng)結(jié)構(gòu)表層設(shè)有專門可靠的防滲層時(shí),表中規(guī)定的混凝土抗?jié)B等級可適當(dāng)減少。3.承受侵蝕水作用的結(jié)構(gòu),混凝土抗?jié)B等級應(yīng)進(jìn)行專門的實(shí)驗(yàn)研究,但不得低于W4。4.埋置在地基中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如基礎(chǔ)防滲墻等),可按照表中第3項(xiàng)的規(guī)定選擇混凝土抗?jié)B等級。5.對背水面能自由滲水的素混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,當(dāng)水頭小于10m時(shí),其混凝土抗?jié)B等級可根據(jù)表中第3項(xiàng)減少一級。6.對嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)且水力梯度較大的結(jié)構(gòu),其抗?jié)B等級應(yīng)按表中的規(guī)定提高一個(gè)等級。4.4.6混凝土抗凍等級按28d齡期的試件用快凍實(shí)驗(yàn)方法測定,分為F400、F300、F200、F150、F100、F50六級。經(jīng)論證,也可用60d或90d齡期的試件測定。對于有抗凍規(guī)定的結(jié)構(gòu),應(yīng)按表4.4.6根據(jù)氣候分區(qū)、凍融循環(huán)次數(shù)、表面局部小氣候條件、水分飽和限度、結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性和檢修條件等選定抗凍等級。在不利因素較多時(shí),可選用提高一級的抗凍等級。表4.4.6混凝土抗凍等級項(xiàng)次氣候分區(qū)嚴(yán)寒寒冷溫和年凍融循環(huán)次數(shù)(次)≥100<100≥100<100—1受凍后果嚴(yán)重且難于檢修的部位(1)水電站尾水部位、蓄能電站進(jìn)出口的冬季水位變化區(qū),閘門槽二期混凝土,軌道基礎(chǔ);(2)冬季通航或受電站尾水位影響的不通航船閘的水位變化區(qū);(3)流速大于25m/s、過冰、多沙或多推移質(zhì)的溢洪道,或其它輸水部位的過水面及二期混凝土;(4)冬季有水的露天鋼筋混凝土壓力水管、渡槽、薄壁閘門井F300F300F300F200F1002受凍后果嚴(yán)重但有檢修條件的部位(1)大體積混凝土結(jié)構(gòu)上游面冬季水位變化區(qū);(2)水電站或船閘的尾水渠及引航道的擋墻、護(hù)坡;(3)流速小于25m/s的溢洪道、輸水洞、引水系統(tǒng)的過水面;(4)易積雪、結(jié)霜或飽和的路面、平臺(tái)欄桿、挑檐及豎井薄壁等構(gòu)件F300F200F200F150F503受凍較重部位(1)大體積混凝土結(jié)構(gòu)外露的陰面部位;(2)冬季有水或易長期積雪結(jié)冰的渠系建筑物F200F200F150F150F504受凍較輕部位(1)大體積混凝土結(jié)構(gòu)外露的陽面部位;(2)冬季無水干燥的渠系建筑物;(3)水下薄壁構(gòu)件;(4)流速大于25m/s的水下過水面F200F150F100F100F505水下、土中及大體積內(nèi)部的混凝土F50F50———注:1.氣候分區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)為:嚴(yán)寒:最冷月平均氣溫低于-10℃;寒冷:最冷月平均氣溫高于-10℃,但低于-3℃;溫和:最冷月平均氣溫高于-3℃。2.冬季水位變化區(qū)是指運(yùn)營期也許碰到的冬季最低水位以下0.5~1m至冬季最高水位以上1m(陽面)、2m(陰面)、4m(水電站尾水區(qū))的部位。3.陽面指冬季大多為睛天,平均天天有4h陽光照射,不受山體或建筑物遮擋的表面,否則均按陰面考慮。4.最冷月平均氣溫低于-25℃地區(qū)的混凝土抗凍等級應(yīng)根據(jù)具體情況研究擬定。5.在無抗凍規(guī)定的地區(qū),混凝土抗凍等級也不宜低于F50。4.4.7抗凍混凝土必須摻加引氣劑。其水泥、摻合料、外加劑的品種和數(shù)量,水灰比、配比及含氣量等應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)擬定或按照《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》選用。4.4.8對于接觸侵蝕性介質(zhì)的結(jié)構(gòu),應(yīng)采用抗侵蝕性水泥,或同時(shí)采用特殊防護(hù)措施等。對遭受高速水流空蝕的部位,應(yīng)采用合理的結(jié)構(gòu)型式、改善通氣條件、提高混凝土密實(shí)度、嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)表面的平整度或設(shè)立專門防護(hù)面層等措施。在有泥沙磨蝕的部位,應(yīng)采用質(zhì)地堅(jiān)硬的骨料、減少水灰比、提高混凝土強(qiáng)度等級、改善施工方法,必要時(shí)還應(yīng)采用耐磨護(hù)面材料。4.4.9結(jié)構(gòu)的型式應(yīng)有助于排去局部積水,避免水氣凝聚于區(qū)間。當(dāng)環(huán)境條件類別為三、四類時(shí),不宜采用薄壁和薄腹的結(jié)構(gòu)型式。5素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)計(jì)算5.1一般規(guī)定5.1.1素混凝土不得用于軸心受拉或偏心受拉構(gòu)件。當(dāng)裂縫形成會(huì)導(dǎo)致破壞、導(dǎo)致不允許的變形或破壞結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能時(shí),不應(yīng)采用素混凝土受彎構(gòu)件或合力作用點(diǎn)超過截面范圍的偏心受壓構(gòu)件。經(jīng)論證,圍巖中的隧洞襯砌等可不受上述規(guī)定的限制。5.1.2對素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行下列計(jì)算:(1)承載能力計(jì)算,涉及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算;(2)承受局部荷載部位的局部受壓計(jì)算。5.2受壓構(gòu)件5.2.1素混凝土受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的工作條件及軸向力至截面重心的距離e0值的大小,選擇下列兩種方法之一進(jìn)行:(1)不考慮混凝土受拉區(qū)作用,僅對受壓區(qū)承載力進(jìn)行計(jì)算;(2)考慮混凝土受拉區(qū)作用,對受拉區(qū)和受壓區(qū)承載力同時(shí)進(jìn)行計(jì)算。對于沒有抗裂規(guī)定的構(gòu)件,當(dāng)e0<0.4y′c時(shí),可按第一種方法計(jì)算;當(dāng)0.4y′c≤e0≤0.8y′c時(shí),也可按第一種方法進(jìn)行計(jì)算,并應(yīng)在混凝土受拉區(qū)配置構(gòu)造鋼筋,其配筋量不少于構(gòu)件截面面積的0.05%,但每米寬度內(nèi)的鋼筋截面面積不大于1500mm2。如能滿足第二種計(jì)算方法的規(guī)定,則可不配置此項(xiàng)構(gòu)造鋼筋。對于有抗裂規(guī)定的構(gòu)件(例如承受水壓的構(gòu)件)或沒有抗裂規(guī)定而e0>0.8y′c的構(gòu)件,應(yīng)按第二種方法計(jì)算。y′c為截面重心至受壓區(qū)邊沿的距離。5.2.2當(dāng)計(jì)算素混凝土受壓構(gòu)件的正截面承載力而不考慮混凝土受拉區(qū)作用時(shí),假定受壓區(qū)的法向應(yīng)力圖形為矩形,其應(yīng)力值等于混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,此時(shí),軸向力作用點(diǎn)與受壓區(qū)混凝土合力點(diǎn)相重合。對稱于彎矩作用平面的任意截面的受壓構(gòu)件,其受壓承載力應(yīng)按下式計(jì)算:(5.2.2-1)受壓區(qū)高度x應(yīng)按下列條件擬定:ec=e0(5.2.2-2)此時(shí),e0尚應(yīng)符合下列規(guī)定:e0≤0.8y′c(5.2.2-3)矩形截面的受壓構(gòu)件,其受壓承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算(圖5.2.2):(5.2.2-4)上四式中N——軸向力設(shè)計(jì)值;——素混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),按表5.2.2-1采用;fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按表3.1.4采用;A′c——混凝土受壓區(qū)的截面面積;γd——素混凝土結(jié)構(gòu)受壓破壞的結(jié)構(gòu)系數(shù),按表4.2.1采用;ec——混凝土受壓區(qū)的合力點(diǎn)至截面重心的距離;e0——軸向力作用點(diǎn)至截面重心的距離;y′c——截面重心至受壓區(qū)邊沿的距離;b——矩形截面寬度;h——矩形截面高度。圖5.2.2矩形截面的素混凝土受壓構(gòu)件受壓承載力計(jì)算圖表5.2.2-1素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)jl0/b<44681012141618202224262830l0/i<1414212835424956637076839097104j1.000.980.960.910.860.820.770.720.680.630.590.550.510.470.44注:表中b為矩形截面的邊長,其取值對軸心受壓構(gòu)件為短邊尺寸,對偏心受壓構(gòu)件為彎矩作用平面的截面高度。i為任意截面的回轉(zhuǎn)半徑,其取值對軸心受壓構(gòu)件為最小回轉(zhuǎn)半徑,對偏心受壓構(gòu)件為彎矩作用平面的回轉(zhuǎn)半徑。l0為構(gòu)件計(jì)算長度,按表5.2.2-2采用。
表5.2.2-2構(gòu)件的計(jì)算長度構(gòu)件及兩端約束情況計(jì)算長度l0直桿兩端固定0.5l一端固定,一端為不移動(dòng)的鉸0.7l兩端均為不移動(dòng)的鉸1.0l一端固定,一端自由2.0l拱三鉸拱0.58S雙鉸拱0.54S無鉸拱0.36S注:l—構(gòu)件支點(diǎn)間長度;S—拱軸線長度。5.2.3當(dāng)計(jì)算素混凝土受壓構(gòu)件的正截面承載力,考慮混凝土受拉區(qū)的作用時(shí),應(yīng)對受拉區(qū)和受壓區(qū)承載力分別進(jìn)行計(jì)算。受拉區(qū)承載力按下式計(jì)算:(5.2.3-1)受壓區(qū)承載力按下式計(jì)算:(5.2.3-2)對矩形截面,受拉區(qū)和受壓區(qū)承載力分別按下列公式計(jì)算:(5.2.3-3)(5.2.3-4)上四式中Wt——截面受拉邊沿的彈性抵抗矩;Wc——截面受壓邊沿的彈性抵抗矩;γd——素混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù),根據(jù)受拉破壞、受壓破壞分別采用表4.2.1中的有關(guān)值;A——構(gòu)件截面面積;γm——截面抵抗矩的塑性系數(shù),按附錄C采用;ft——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按表3.1.4采用。5.2.4素混凝土偏心受壓構(gòu)件,除應(yīng)計(jì)算彎矩作用平面的受壓承載力外,還應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力。此時(shí),不考慮彎矩作用,但應(yīng)考慮穩(wěn)定系數(shù)φ的影響。5.3受彎構(gòu)件5.3.1素混凝土受彎構(gòu)件的正截面承載力,應(yīng)按下列公式計(jì)算:對稱于彎矩作用平面的任意截面(5.3.1-1)矩形截面(5.3.1-2)上二式中M——彎矩設(shè)計(jì)值;γd——素混凝土結(jié)構(gòu)受拉破壞的結(jié)構(gòu)系數(shù),按表4.2.1采用。5.4局部受壓5.4.1素混凝土構(gòu)件的局部受壓承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算:(5.4.1-1)(5.4.1-2)假如在局部受壓區(qū)尚有非局部荷載作用時(shí),應(yīng)按下列公式計(jì)算:(5.4.1-3)式中Fl——局部受壓的軸向力設(shè)計(jì)值;Al——局部受壓面積;γd——素混凝土結(jié)構(gòu)受壓破壞的結(jié)構(gòu)系數(shù),按表4.2.1采用;ω——荷載分布的影響系數(shù):當(dāng)局部受壓區(qū)內(nèi)的荷載為均勻分布時(shí),取ω=1.0;當(dāng)局部荷載為非均勻分布時(shí)(如梁、過梁等的端部支承面),取ω=0.75;σ——非局部荷載設(shè)計(jì)值所產(chǎn)生的壓應(yīng)力;β——混凝土局部受壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù);Ab——混凝土局部受壓時(shí)的計(jì)算底面積,可根據(jù)局部受壓面積與計(jì)算底面積同心對稱的原則擬定,可按圖5.4.1取用。圖5.4.1擬定局部受壓計(jì)算底面積Ab示意圖5.5素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造鋼筋5.5.1素混凝土結(jié)構(gòu)在截面尺寸急劇變化處、孔口周邊及遭受高速水流劇烈沖刷的表面應(yīng)設(shè)立構(gòu)造鋼筋。5.5.2對于遭受劇烈氣溫或濕度變化作用的素混凝土結(jié)構(gòu)表面,宜配置構(gòu)造鋼筋網(wǎng),其重要受約束方向的鋼筋數(shù)量可采用構(gòu)件截面面積的0.04%,但每米內(nèi)不多于1200mm2;鋼筋以小直徑的為宜,間距不宜大于250mm。6鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)計(jì)算6.1正截面承載力計(jì)算的一般規(guī)定6.1.1正截面承載力計(jì)算方法的基本假定為:(1)截面應(yīng)變保持平面。(2)不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度。(3)混凝土軸心受壓的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線為拋物線,其極限壓應(yīng)變?nèi)?.002,相應(yīng)的最大壓應(yīng)力取混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc。對非均勻受壓構(gòu)件,當(dāng)壓應(yīng)變?chǔ)與≤0.002時(shí),應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線為拋物線;當(dāng)壓應(yīng)變?chǔ)與>0.002時(shí),應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈水平線,其極限壓應(yīng)變?chǔ)與u取0.0033,相應(yīng)的最大壓應(yīng)力取混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc。(4)鋼筋應(yīng)力取等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積,但不大于其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。受拉鋼筋的允許極限拉應(yīng)變?nèi)?.01。6.1.2混凝土非均勻受壓區(qū)的應(yīng)力圖形可簡化為等效的矩形應(yīng)力圖,其高度取等于按平截面假定所擬定的中和軸高度乘以系數(shù)0.8,矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力取為fc。6.1.3受拉鋼筋和受壓區(qū)混凝土同時(shí)達(dá)成其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)的相對界線受壓區(qū)計(jì)算高度ξb按下式計(jì)算:(6.1.3)式中ξb——相對界線受壓區(qū)計(jì)算高度;fy——受拉鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按表3.2.3-1擬定;Es——鋼筋彈性模量,按表3.2.4擬定;h0——截面的有效高度;xb——界線受壓區(qū)計(jì)算高度。注:1.當(dāng)采用冷軋帶肋鋼筋時(shí),式(6.1.3)分母中的1應(yīng)改為1.6;2.在截面受拉區(qū)內(nèi)配置有不同種類的鋼筋的受彎構(gòu)件,其相對界線受壓區(qū)高度應(yīng)分別計(jì)算,并取其較小值。6.1.4鋼筋應(yīng)力可根據(jù)截面應(yīng)變保持平面的假定計(jì)算,也可按下式計(jì)算:(6.1.4-1)此時(shí),鋼筋應(yīng)力應(yīng)符合下列條件:-f′y≤σsi≤fy(6.1.4-2)式中h0i——第i層縱向鋼筋截面重心至混凝土受壓區(qū)邊沿的距離;x——混凝土受壓區(qū)計(jì)算高度;σsi——第i層縱向鋼筋的應(yīng)力,正號(hào)代表拉應(yīng)力,負(fù)號(hào)代表壓應(yīng)力;f′y——受壓鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按表3.2.3-1擬定。6.2正截面受彎承載力計(jì)算6.2.1矩形截面或翼緣位于受拉邊的T形截面受彎構(gòu)件,其正截面受彎承載力應(yīng)按下式計(jì)算(圖6.2.1):(6.2.1-1)圖6.2.1矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算圖此時(shí),受壓區(qū)高度x按下式擬定:fcbx=fyAs-f′yA′s(6.2.1-2)混凝土受壓區(qū)的高度尚應(yīng)符合下列規(guī)定:x≤ξbh0(6.2.1-3)x≥2a′s6.2.1-4)上四式中M——彎矩設(shè)計(jì)值;fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按表3.1.4擬定;γd——鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù),按表4.2.1擬定;As、A′s——縱向受拉及受壓鋼筋的截面面積;h0——截面的有效高度;b——矩形截面的寬度或T形截面的腹板寬度;a′s——受壓區(qū)鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊沿的距離。當(dāng)不符合上述規(guī)定期,應(yīng)按6.2.4和6.2.5計(jì)算。注:本章所指受彎構(gòu)件為跨高比l0/h>5的構(gòu)件。6.2.2翼緣位于受壓區(qū)的T形截面受彎構(gòu)件,其正截面受彎承載力應(yīng)按下列情況計(jì)算:(1)當(dāng)符合下列條件時(shí):fyAs≤fcb′fh′f+f′yA′s(6.2.2-1)則按寬度為b′f的矩形截面計(jì)算[圖6.2.2(a)]。(2)當(dāng)不符合式(6.2.2-1)的條件時(shí),計(jì)算中應(yīng)考慮截面腹板受壓區(qū)混凝土的工作,其正截面受彎承載力按下列公式計(jì)算[圖6.2.2(b)]:(6.2.2-2)圖6.2.2T形截面受彎構(gòu)件受壓區(qū)高度(a)x≤h'f;(b)x>h'f此時(shí),受壓區(qū)高度x按下式擬定:(6.2.2-3)上三式中h′f——T形截面受壓區(qū)的翼緣高度;b′f——T形截面受壓區(qū)的翼緣計(jì)算寬度,按6.2.3擬定。按上述公式計(jì)算T形截面受彎構(gòu)件時(shí),混凝土受壓區(qū)的高度仍應(yīng)符合式(6.2.1-3)、式(6.2.1-4)的規(guī)定。6.2.3T形及倒L形截面受彎構(gòu)件位于受壓區(qū)的翼緣計(jì)算寬度b′f,應(yīng)按表6.2.3所列各項(xiàng)中的最小值取用。6.2.4受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計(jì)算,應(yīng)符合x≤ξbh0的規(guī)定。當(dāng)受拉鋼筋按構(gòu)造規(guī)定或按正常使用極限狀態(tài)計(jì)算規(guī)定配置的鋼筋截面面積大于按受彎承載力計(jì)算的鋼筋截面面積時(shí),則在驗(yàn)算x≤ξbh0的條件時(shí),可僅取受彎承載力所需的縱向受拉鋼筋截面面積。表6.2.3T形及倒L形截面受彎構(gòu)件翼緣計(jì)算寬度b′f項(xiàng)次考慮情況T形截面倒L形截面肋形梁(板)獨(dú)立梁肋形梁(板)1按計(jì)算跨度l0考慮1/3l01/3l01/6l02按梁(肋)凈距sn考慮b+sn—b+sn/23按翼緣高度h′f考慮當(dāng)h′f/h0≥0.1—b+12h′f—當(dāng)0.1>h′f/h0≥0.05b+12h′fb+6h′fb+5h′f當(dāng)h′f/h0<0.05b+12h′fbb+5h′f注:1.表中b為梁的腹板寬度。2.如肋形梁在梁跨內(nèi)設(shè)有間距小于縱肋間距的橫肋時(shí),則可不遵守表中項(xiàng)次3的規(guī)定。3.對有加腋的T形和倒L形截面,當(dāng)受壓區(qū)加腋的高度hh≥h′f且加腋的寬度bh≤3hh時(shí),則其翼緣計(jì)算寬度可按表中項(xiàng)次3的規(guī)定分別增長2bh(T形截面)和bh(倒L形截面)。4.獨(dú)立梁受壓區(qū)的翼緣板在荷載作用下如也許產(chǎn)生沿縱肋方向的裂縫時(shí),則計(jì)算寬度應(yīng)取用腹板寬度b。6.2.5在計(jì)算中考慮受壓區(qū)鋼筋且不符合式(6.2.1-4)的條件時(shí),正截面受彎承載力可按下式計(jì)算:(6.2.5)6.2.6環(huán)形和圓形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力,應(yīng)按6.3.6和6.3.7的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)在式(6.3.6-1)和式(6.3.7-1)中取等號(hào),并取軸向力設(shè)計(jì)值N=0;還應(yīng)將式(6.3.6-2)和式(6.3.7-2)中的Nηe0以彎矩設(shè)計(jì)值M代替。6.2.7雙向受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計(jì)算,當(dāng)內(nèi)、外彎矩作用平面相重合時(shí),應(yīng)按6.1.1~6.1.4的規(guī)定進(jìn)行。矩形、倒L形和T形截面的雙向受彎構(gòu)件,當(dāng)內(nèi)、外彎矩作用平面相重合時(shí),也可按附錄D的近似方法計(jì)算。當(dāng)內(nèi)、外彎矩作用平面不相重合時(shí),除按本條的規(guī)定計(jì)算正截面受彎承載力外,還應(yīng)進(jìn)行受剪扭承載力計(jì)算。6.3正截面受壓承載力計(jì)算6.3.1軸心受壓構(gòu)件,當(dāng)配有箍筋或在縱向鋼筋上焊有橫向鋼筋時(shí),其正截面受壓承載力應(yīng)按下式計(jì)算(圖6.3.1):圖6.3.1配置箍筋的軸心受壓構(gòu)件截面圖(6.3.1)式中N——軸向力設(shè)計(jì)值;j——鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),按表6.3.1采用;fc——混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按表3.1.4擬定;A——構(gòu)件截面面積;當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于3%時(shí),式中A應(yīng)改用凈截面面積An,An=A-A′s;f′y——縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按表3.2.3-1擬定;γd——鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù),按表4.2.1采用;A′s——所有縱向鋼筋的截面面積。注:配置螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋的軸心受壓柱,其正截面受壓承載力可參照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算。表6.3.1鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)jl0/b≤810121416182022242628l0/i≤28354248556269768390971.00.980.950.920.870.810.750.700.650.600.56l0/b3032343638404244464850l0/i104111118125132139146153160167174j0.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19注:l0—構(gòu)件計(jì)算長度,按表5.2.2-2計(jì)算;b—矩形截面的短邊尺寸;i—截面最小回轉(zhuǎn)半徑。6.3.2矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算(圖6.3.2):(6.3.2-1)(6.3.2-2)(6.3.2-3)上三式中As、A′s——配置在遠(yuǎn)離或靠近軸向壓力一側(cè)的鋼筋截面面積;e——軸向力作用點(diǎn)至受拉邊或受壓較小邊鋼筋合力點(diǎn)之間的距離;η——考慮撓曲影響的軸向力偏心距增大系數(shù),按6.3.8的規(guī)定計(jì)算;e0——軸向力對截面重心的偏心距,e0=M/N;σs——受拉邊或受壓較小邊鋼筋的應(yīng)力:當(dāng)ξ≤ξb時(shí),稱為大偏心受壓構(gòu)件,此時(shí)取σs=fy,ξ=x/h0;當(dāng)ξ>ξb時(shí),稱為小偏心受壓構(gòu)件,此時(shí)σs按式(6.1.4-1)及式(6.1.4-2)計(jì)算;as——受拉區(qū)鋼筋合力點(diǎn)至受拉區(qū)邊沿的距離;a′s——受壓區(qū)鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊沿的距離;x——混凝土受壓區(qū)計(jì)算高度;當(dāng)x>h時(shí),在式(6.3.2-1)、式(6.3.2-2)中取x=h。圖6.3.2矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算圖如計(jì)算中考慮受壓鋼筋時(shí),則受壓區(qū)高度應(yīng)符合下列條件:x≥2a′s(6.3.2-4)當(dāng)不符合式(6.3.2-4)的條件時(shí),其正截面受壓承載力可參照6.2.5的原則進(jìn)行計(jì)算。此時(shí),應(yīng)將式(6.2.5)中M用Ne′代替。此處,e′為軸向力作用點(diǎn)至受壓區(qū)鋼筋A(yù)′s合力點(diǎn)之間的距離,在計(jì)算中應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。對小偏心受壓構(gòu)件,尚應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算:
(6.3.2-5)式中h′0——受壓鋼筋合力點(diǎn)至受拉邊或受壓較小邊的距離,h′0=h-a′s。6.3.3對稱配筋的矩形截面小偏心受壓構(gòu)件,也可按下式計(jì)算:(6.3.3-1)此處,相對受壓區(qū)高度可按下式計(jì)算:(6.3.3-2)對稱配筋和非對稱配筋的矩形截面小偏心受壓構(gòu)件,也可按附錄E的簡化方法計(jì)算。6.3.4T形截面偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)翼緣位于截面的較大受壓邊沿時(shí),其正截面受壓承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:(1)如受壓區(qū)高度x≤h′f,應(yīng)按照寬度為b′f的矩形截面計(jì)算;(2)如受壓區(qū)高度x>h′f,如圖6.3.4所示,則應(yīng)考慮腹板的受壓作用,按下列公式計(jì)算:圖6.3.4T形截面偏心受壓構(gòu)件的正截面受壓承載力計(jì)算圖(6.3.4-1)(6.3.4-2)注:1.當(dāng)翼緣位于截面受拉邊或受壓較小邊且x>h-hf時(shí),在正截面受壓承載力計(jì)算中應(yīng)考慮翼緣受壓部分的作用。2.翼緣計(jì)算寬度b′f應(yīng)遵守6.2.3的規(guī)定。對翼緣位于截面受拉邊或受壓較小邊的小偏心受壓構(gòu)件,尚應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算:圖6.3.5沿截面腹部均勻配筋的I形截面圖(6.3.4-3)上三式中e′——軸向力作用點(diǎn)至受壓鋼筋合力點(diǎn)之間的距離;hf——T形截面翼緣位于截面受拉邊或受壓較小邊時(shí)的翼緣高度;bf——T形截面翼緣位于截面受拉邊或受壓較小邊時(shí)的翼緣計(jì)算寬度。6.3.5沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋的矩形、T形或I形截面偏心受壓構(gòu)件,其正截面受壓承載力可按下列公式計(jì)算(圖6.3.5):(6.3.5-1)(6.3.5-2)(6.3.5-3)(6.3.5-4)上四式中Asw——沿截面腹部均勻配置的所有縱向鋼筋截面面積;fyw——沿截面腹部均勻配置的縱向鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;σs——受拉邊或受壓較小邊鋼筋A(yù)s的應(yīng)力,當(dāng)ξ≤ξb時(shí),取σs=fy;當(dāng)ξ>ξb時(shí),σs按式(6.1.4-1)及式(6.1.4-2)計(jì)算;Nsw——沿截面腹部均勻配置的縱向鋼筋所承擔(dān)的軸向力,當(dāng)ξ>0.8時(shí),取Nsw=fywAsw;Msw——沿截面腹部均勻配置的縱向鋼筋的內(nèi)力對As重心的力矩,當(dāng)ξ>0.8時(shí),取Msw=0.5fywAswhsw;ω——沿截面均勻配置縱向鋼筋區(qū)段的高度hsw與截面有效高度h0的比值,ω=hsw/h0,宜選取hsw=h0-a′s。注:本條合用于沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋的數(shù)量每排不少于4根的矩形、T形或I形截面。6.3.6沿周邊均勻配置縱向鋼筋的環(huán)形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件(圖6.3.6),其正截面受壓承載力可按下列公式計(jì)算:圖6.3.6沿周邊均勻配筋的環(huán)形截面
(6.3.6-1)(6.3.6-2)αt=1-1.5α(6.3.6-3)上三式中A——構(gòu)件截面面積;As——所有縱向鋼筋的截面面積;r1、r2——環(huán)形截面的內(nèi)、外半徑;rs——縱向鋼筋所在圓周的半徑;e0——軸向力對截面重心的偏心距;α——受壓區(qū)混凝土截面面積與全截面面積的比值;αt——受拉縱向鋼筋截面面積與所有縱向鋼筋截面面積的比值,當(dāng)α>2/3時(shí),取αt=0。注:本條合用于截面內(nèi)縱向鋼筋數(shù)量不少于6根,間距不大于300mm,且r1/r2≥0.5的情況。6.3.7沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件(圖6.3.7),其正截面受壓承載力可按下列公式計(jì)算:圖6.3.7沿周邊均勻配筋的圓形截面
(6.3.7-1)(6.3.7-2)αt=1.25-2α(6.3.7-3)上三式中A——構(gòu)件截面面積;As——所有縱向鋼筋的截面面積;r——圓形截面的半徑;rs——縱向鋼筋所在圓周的半徑;e0——軸向力對截面重心的偏心距;α——相應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角(rad)與2π的比值;αt——縱向受拉鋼筋截面面積與所有縱向鋼筋截面面積的比值,當(dāng)α>0.625時(shí),取αt=0。注:本條合用于截面內(nèi)縱向鋼筋數(shù)量不少于6根,間距不大于300mm的情況。6.3.8計(jì)算偏心受壓構(gòu)件時(shí),應(yīng)考慮構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)撓曲對軸向力偏心距的影響,此時(shí),應(yīng)將軸向力對截面重心的偏心距e0乘以偏心距增大系數(shù)η。η值可按下列公式計(jì)算:(6.3.8-1)(6.3.8-2)(6.3.8-3)上三式中e0——軸向力對截面重心的偏心距,在式(6.3.8-1)中,當(dāng)e0<h0/30時(shí),取e0=h0/30;l0——構(gòu)件的計(jì)算長度,按表5.2.2-2計(jì)算;h——截面高度,其中,對環(huán)形截面,取外直徑d;對圓形截面,取直徑d;h0——截面的有效高度,其中,對環(huán)形截面,取h0=r2+rs;對圓形截面,取h0=r+rs;A——構(gòu)件的截面面積,對T形、I形截面,均取A=bh+2(b′f-b)h′f;ζ1——考慮截面應(yīng)變對截面曲率的影響系數(shù),當(dāng)ζ1>1時(shí),取ζ1=1;ζ2——考慮構(gòu)件長細(xì)比對截面曲率的影響系數(shù),當(dāng)l0/h<15時(shí),取ζ2=1.0。當(dāng)構(gòu)件長細(xì)比l0/h(或l0/d)≤8時(shí),可不考慮撓曲對偏心距的影響。6.3.9偏心受壓構(gòu)件除應(yīng)計(jì)算彎矩作用平面的受壓承載力以外,尚應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力。此時(shí),可不考慮彎矩的作用,但應(yīng)考慮穩(wěn)定系數(shù)j的影響。6.3.10對具有兩個(gè)互相垂直的對稱軸的矩形、I形截面鋼筋混凝土雙向偏心受壓構(gòu)件,其正截面受壓承載力可按下式計(jì)算(圖6.3.10):(6.3.10)式中N0——構(gòu)件軸心受壓承載力設(shè)計(jì)值;Nx——軸向力作用于X軸、并考慮相應(yīng)的偏心距ηxe0x后,按所有縱向鋼筋計(jì)算的構(gòu)件偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值;此處,e0x、ηx應(yīng)分別按6.3.2及6.3.8的規(guī)
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