水工混凝土结构设计规范word版.doc

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水工混凝土结构设计规范
Designcodeforhydraulicconcretestructures
DL/T5057—1996
(代替SDJ20—78)
 
主编部门:电力工业部西北勘测设计研究院
批准部门:中华人民共和国电力工业部
施行日期:1997年3月1日
 
 
中华人民共和国电力工业部
关于发布《水工混凝土结构设计规范》
电力行业标准的通知
 
电技[1996]576号
 
各电管局,各省、自治区、直辖市电力局,水电水利规划设计总院,各有关单位:
《水工混凝土结构设计规范》电力行业标准,经审查通过,批准为推荐性标准,现予发布。
其编号为:DL/T5057—1996
该标准自1997年3月1日起实施。
请将执行中的问题和意见告电力工业部水电水利规划设计总院,并抄送部标准化领导小组办公室。
 
一九九六年九月五日
 
1总则
,做到安全适用、技术先进、经济合理,特制订本规范。
、钢筋混凝土及预应力混凝土结构的设计,但不适用于混凝土坝的设计。
—94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》规定的原则制订的。
,尚应符合专门规范的有关要求。
2主要术语与符号

编号
术语
涵义

概率极限状态设计
以影响结构可靠度的基本变量(包括附加变量)作为随机变量,根据极限状态方程计算结构的失效概率或可靠指标的设计方法

分项系数设计表达式
以代表值和分项系数反映极限状态方程中各基本变量(包括附加变量)的不定性和变异性,并与目标可靠指标相联系的结构设计表达方法

承载能力极限状态
结构或构件达到最大承载能力,或达到不适于继续承载的变形的极限状态

正常使用极限状态
结构或构件达到使用功能上允许的某一规定限值的极限状态

作用(荷载)
施加在结构上的集中或分布力,或引起结构外加变形、约束变形的原因。前者称直接作用(或荷载),后者称间接作用
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永久作用(荷载)
在设计基准期内量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用(荷载)。其中,直接作用也称恒荷载

可变作用(荷载)
在设计基准期内量值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的作用(荷载)。其中,直接作用也称活荷载

可控制的可变作用(荷载)
在作用过程中可严格控制使其不超出规定限值的可变作用(荷载)

偶然作用(荷载)
在设计基准期内出现的概率很小,而一旦出现,其量值很大且持续时间很短的作用(荷载)

作用(荷载)效应
作用(荷载)引起的结构或构件的内力、变形等

设计状况
结构在施工、安装、运行、检修各个时期可能出现的不同结构体系、环境和作用(荷载)等构成的设计条件

持久状况
在结构正常使用过程中,一定出现且持续时间很长,一般与结构设计基准期为同一量级的设计状况

短暂状况
在结构施工、安装、检修或使用过程中,短暂出现的设计状况

偶然状况
在结构使用过程中,规定的出现概率很低、持续期很短的设计状况

基本组合
按承载能力极限状态设计时,持久状况或短暂状况下,永久作用(荷载)与可变作用(荷载)效应的组合

偶然组合
按承载能力极限状态设计时,永久作用(荷载)、可变作用(荷载)与一种偶然作用(荷载)效应的组合

短期组合
按正常使用极限状态设计时,可变作用(荷载)的短期效应与永久作用(荷载)效应的组合

长期组合
按正常使用极限状态设计时,可变作用(荷载)的长期效应与永久作用(荷载)效应的组合

作用(荷载)标准值
结构或构件设计时,采用的各种作用(荷载)的基本代表值。按基准期作用(荷载)最大值的概率分布的某一分位值确定

作用(荷载)设计值
作用(荷载)标准值乘以作用(荷载)分项系数后的值

材料强度标准值
结构或构件设计时,采用的材料强度的基本代表值。按符合规定质量的材料强度的概率分布的某一分位值确定

材料强度设计值
材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值

结构重要性系数
用来考虑水利水电工程结构及构件的结构安全级别的系数

设计状况系数
用来考虑在不同设计状况下可以有不同的可靠度水平的系数

材料性能分项系数
用来考虑材料性能对其标准值的不利变异的系数

作用(荷载)分项系数
用来考虑作用(荷载)对其标准值的不利变异的系数

结构系数
在分项系数设计表达式中,用来考虑作用(荷载)效应计算和抗力计算不定性以及作用
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(荷载)分项系数、材料性能分项系数不能完全考虑的其他各种变异性的系数

耐久性
在设计基准期内,结构在正常使用和维护条件下,随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力

相对界限受压区高度
受拉钢筋和受压区混凝土同时达到其强度设计值时的混凝土受压区高度与截面有效高度的比值

计算剪跨比
集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离与截面有效高度的比值

截面抵抗矩的塑性系数
正截面塑性抵抗矩与弹性抵抗矩之比

深受弯构件
跨高比l0/h≤5的钢筋混凝土深梁、短梁和厚板的统称

深梁
跨高比l0/h≤2的简支梁和跨高比l0/h≤

短梁
跨高比l0/h≤5但大于深梁范畴的梁

厚板
跨高比l0/h≤5的板
 

编号
符号
涵义

Ec
混凝土弹性模量

Es
钢筋弹性模量

Gc
混凝土剪变模量

νc
混凝土泊松比

C20
表示立方体抗压强度标准值为20N/mm2的混凝土强度等级

F100
表示抗冻为100级的混凝土抗冻等级

W2
表示抗渗为2级的混凝土抗渗等级

fck、fc
混凝土轴心抗压强度标准值、设计值

ftk、ft
混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值

fyk、fpyk
热轧钢筋及冷拉钢筋作为普通钢筋、预应力钢筋时的强度标准值

fstk
冷轧带肋钢筋作为普通钢筋时的强度标准值

fptk
热处理钢筋、钢丝、钢绞线、冷轧带肋钢筋作为预应力钢筋时的强度标准值

fy、f′y
普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值

fpy、f′py
预应力钢筋的抗拉、抗压强度设计值

fyv
箍筋抗拉强度设计值
 
(荷载)和作用(荷载)效应符号
编号
符号
涵义

M、N、T、V
由各作用(荷载)标准值乘以相应的作用分项系数后所产生的效应总和并再乘以结构重要性系数γ0及设计状况系数ψ后的弯矩、轴向力、扭矩、剪力设计值

Ms、Ns
荷载效应短期组合时,由各作用(荷载)标准值所产生的效应总和并乘以结构重要性系数
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γ0后的弯矩、轴向力

Ml、Nl
荷载效应长期组合时,由各作用(荷载)标准值并考虑荷载长期组合系数后所产生的效应总和再乘以结构重要性系数γ0后的弯矩、轴向力

Np
后张法构件预应力钢筋及非预应力钢筋的合力

Np0
混凝土法向应力等于零时预应力钢筋及非预应力钢筋的合力

Vc
混凝土的受剪承载力

Vsv
箍筋的受剪承载力

Vsb
弯起钢筋的受剪承载力

σcs、σcl
在荷载效应的短期组合、长期组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力

σpc
由预加应力产生的混凝土法向应力

σtp、σcp

混凝土中的主拉应力、主压应力

σs、σp
正截面承载力计算中纵向普通钢筋、预应力钢筋的应力

σss、σsl
按荷载效应的短期组合、长期组合计算的构件的纵向受拉钢筋应力

σcon
预应力钢筋张拉控制应力

σpo、σ′po
受拉区、受压区预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力

σpe、σ′pe
受拉区、受压区预应力钢筋的有效预应力

σl、σ′l
受拉区、受压区预应力钢筋在相应阶段的预应力损失值

τ
混凝土的剪应力
 

编号
符号
涵义

a
纵向非预应力及预应力受拉钢筋合力点至截面近边的距离

as、a′s
纵向非预应力受拉钢筋合力点、受压钢筋合力点至截面近边的距离

ap、a′p
受拉区纵向预应力钢筋合力点、受压区纵向预应力钢筋合力点至截面近边的距离

b
矩形截面宽度,T形、I形截面腹板的宽度

bf、b′f
T形或I形截面受拉区、受压区翼缘的计算宽度

c
混凝土保护层厚度

d
钢筋直径

e、e′
轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点的距离

ec
混凝土受压区的合力点到截面重心的距离

e0
轴向力对截面重心的偏心距

epo、epn
换算截面重心、净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离

h
截面高度

h0
截面有效高度,即受拉钢筋的重心至截面受压边缘的距离
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hf、h′f
T形或I形截面受拉区、受压区翼缘的高度

hw
截面腹板的高度

i
回转半径

la
纵向受拉钢筋的最小锚固长度

l0
计算跨度或计算长度

rc
曲率半径

s
箍筋或分布钢筋的间距

x
混凝土受压区计算高度

xb
界限受压区计算高度

y′c
混凝土截面重心至受压区边缘的距离

y0、yn
换算截面重心、净截面重心至所计算纤维的距离

yp、y′p
受拉区、受压区的预应力合力点至换算截面重心的距离

ys、y′s
受拉区、受压区的非预应力钢筋重心至换算截面重心的距离

z
纵向受拉钢筋合力点至混凝土受压区合力点之间的距离

A
构件截面面积

Ac
混凝土截面面积

A′c
混凝土受压区的截面面积

A0
构件换算截面面积

An
构件净截面面积

As、A′s
受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积

Ate
有效受拉混凝土截面面积

Ap、A′p
受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积

Ast
抗扭纵向钢筋的全部截面面积

Asv1、Ast1
受剪、受扭计算中单肢箍筋的截面面积

Asv、Ash
同一截面内各肢竖向箍筋、水平箍筋的全部截面面积

Asb、Apb
同一弯起平面内非预应力、预应力弯起钢筋的截面面积

Al
混凝土局部受压面积

Bs
受弯构件的短期刚度

Bl
受弯构件的长期刚度

Wt
截面受拉边缘的弹性抵抗矩;受扭构件的截面受扭塑性抵抗矩

Wc
截面受压边缘的弹性抵抗矩

W0
换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩

Ic
混凝土截面对于其本身重心轴的惯性矩

I0
换算截面惯性矩

In
净截面惯性矩

Wmax
最大裂缝宽度
 
 

编号
符号
涵义

a
混凝土的导温系数

c
混凝土的比热
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α1
裂缝宽度验算时考虑构件受力特征的系数

α2
裂缝宽度验算时考虑钢筋表面形状的系数

α3
裂缝宽度验算时考虑荷载长期作用影响的系数

αc
混凝土线膨胀系数

αct
混凝土拉应力限制系数

αE
钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值

β
混凝土局部受压时的强度提高系数;混凝土的放热系数

βt
剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数

γ
受拉区混凝土塑性影响系数

γm
截面抵抗矩的塑性系数

γd
结构系数

γG
永久作用(荷载)分项系数

γQ
可变作用(荷载)分项系数

γ0
结构重要性系数

η
偏心受压构件考虑挠曲影响的轴向力偏心距增大系数

θ
考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数

λ
计算剪跨比;混凝土的导热系数

ξb
受拉钢筋和受压区混凝土同时达到强度设计值时的相对界限受压区计算高度

ρ
纵向受拉钢筋配筋率;可变作用(荷载)标准值的长期组合系数

ρmin
最小配筋率

ρ0min
基本最小配筋率

ρsv
竖向箍筋或竖向分布钢筋的配筋率

ρsh
水平箍筋或水平分布钢筋的配筋率

ρte
纵向受拉钢筋的有效配筋率

ρv
间接钢筋的体积配筋率

轴心受压构件的稳定系数

ψ
设计状况系数

ω
荷载分布的影响系数
 
 
 
3材料

,并应根据建筑物的工作条件、地区气候等具体情况,分别满足抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗冲刷等耐久性的要求。
,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度标准值确定。
注:混凝土强度等级用符号C和立方体抗压强度标准值(以N/mm2计)表示。
。
(N/mm2)
强度种类
符号
混凝土强度等级
C10
C15
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60
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轴心抗压
fck











轴心抗拉
ftk











 
在混凝土结构构件设计中,不宜利用混凝土的后期强度。但经充分论证后,也可根据建筑物的型式、地区的气候条件以及开始承受荷载的时间,采用60d或90d龄期的抗压强度。
混凝土不同龄期的抗压强度增长率,应通过试验确定。当无试验资料时,可按照附录A采用。
,。
,设计时应对混凝土提出高延伸率和低热性要求,宜选用低热水泥或掺加合适的掺合料与外加剂。
(重度)应由试验确定。当无试验资料时,素混凝土可按24kN/m3、钢筋混凝土可按25kN/m3采用。
(N/mm2)
强度种类
符号
混凝土强度等级
C10
C15
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60
轴心抗压
fc











轴心抗拉
ft











注:计算现浇的钢筋混凝土柱时,如截面的长边或直径小于300mm,。
。。。
(N/mm2)
混凝土强度等级
弹性模量
混凝土强度等级
弹性模量
C10
×104
C40
×104
C15
×104
C45
×104
C20
×104
C50
×104
C25
×104
C55
×104
C30
×104
C60
×104
C35
×104
 
 
 

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,应按下列规定选用:
(1)普通钢筋宜采用Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级钢筋和LL550级冷轧带肋钢筋,也可采用冷拉Ⅰ级(d≤12mm)钢筋;
(2)预应力钢筋宜采用碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线、热处理钢筋,也可采用冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋。
对中小型构件中的预应力钢筋宜采用LL650级或LL800级冷轧带肋钢筋。
注:普通钢筋系指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。
%的保证率。
热轧钢筋和冷拉钢筋的强度标准值系根据屈服强度确定。对普通钢筋用fyk表示;对预应力钢筋用fpyk表示。
钢丝、钢绞线、热处理钢筋和冷轧带肋钢筋的强度标准值系根据极限抗拉强度确定。对LL550级冷轧带肋钢筋用fstk表示;对预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋、LL650级和LL800级冷轧带肋钢筋用fptk表示。
--2采用。若设计中仍采用冷拔低碳钢丝,则其强度标准值可按照有关规范的规定采用。
-1钢筋强度标准值(N/mm2)
种类
fyk或fpyk或fstk或fptk
热
轧
钢
筋
Ⅰ级(Q235)
235
Ⅱ级(20MnSi、20MnNb(b))
335
Ⅲ级(20MnSiV、20MnTi、K20MnSi)
400
Ⅳ级(40Si2MnV、45SiMnV、45Si2MnTi)
540
冷
拉
钢
筋
Ⅰ级(d≤12)
280
Ⅱ级(d≤25)
(d=28~40)
450
430
Ⅲ级
500
Ⅳ级
700
冷轧带肋钢筋
LL550(d=4~12)
550
LL650(d=4~6)
650
LL800(d=5)
800
热处理钢筋
40Si2Mn(d=6)
48Si2Mn(d=)
45Si2Cr(d=10)
1470
注:Ⅲ级K20MnSi钢筋系余热处理钢筋。
′y或f′py,--2采用。若设计中仍采用冷拔低碳钢丝,则其强度设计值可按照有关规范的规定采用。
-2钢丝、钢绞线强度标准值(N/mm2)
种类
fptk
碳素钢丝
φ4、φ5
φ6
φ7、φ8、φ9
1470、1570、1670、1770
1570、1670
1470、1570
刻痕钢丝
φ5、φ7
1470、1570
钢绞线
二股
(2φ5)d=10
(2φ6)d=12
1720
三股
(3φ5)d=
1720
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(3φ6)d=
七股
(7φ3)d=
(7φ4)d=
(7φ5)d=
1670、1770
1570、1670
1470、1570
d=
d=
d=
d=
1860
1860
1860
1720、1820、1860
注:—95《预应力混凝土用钢丝》中的消除应力的高强度圆形钢丝。
,同一规格的钢丝(钢绞线)有不同的强度级别,因此表中对同一规格的钢丝(钢绞线)列出了相应的fptk值,在设计中可自行选用。
,即公称直径。
-1钢筋强度设计值(N/mm2)
种类
fy或fpy
fy或fpy
热
轧
钢
筋
Ⅰ级(Q235)
210
210
Ⅱ级[20MnSi、20MnNb(b)]
310
310
Ⅲ级(20MnSiV、20MnTi、K20MnSi)
360
360
Ⅳ级(40Si2MnV、45SiMnV、45Si2MnTi)
500
400
冷
拉
钢
筋
Ⅰ级(d≤12)
250
210
Ⅱ级(d≤25)
(d=28~40)
380
360
310
310
Ⅲ级
420
360
Ⅳ级
580
400
冷轧带肋钢筋
LL550(d=4~12)
360
360
LL650(d=4~6)
430
380
LL800(d=5)
530
380
热处理钢筋
40Si2Mn(d=6)
48Si2Mn(d=)
45Si2Cr(d=10)
1000
400
注:,轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于310N/mm2时,仍应按310N/mm2取用;其他构件的钢筋抗拉强度设计值大于360N/mm2时,仍应按360N/mm2取用;对于直径大于12mm的Ⅰ级钢筋,如经冷拉,不得利用冷拉后的强度。
,抗拉及抗压强度设计值应降低20N/mm2。
,每种钢筋根据其受力情况应采用各自的强度设计值。
-2钢丝、钢绞线强度设计值(N/mm2)
种类
fpy
f′py
碳素钢丝
φ4~φ9
fpyk=1770
1200
400
fpyk=1670
1130
fpyk=1570
1070
fpyk=1470
1000
刻痕钢丝
φ5、φ7
fpyk=1570
1070
360
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fpyk=1470
1000
钢绞线
二股
fpyk=1720
1170
360
三股
fpyk=1720
1170
360
七股
fpyk=1860
1260
360
fpyk=1820
1240
fpyk=1770
1200
fpyk=1720
1170
fpyk=1670
1130
fpyk=1570
1070
fpyk=1470
1000
注:当碳素钢丝、刻痕钢丝、-2的规定时,其强度设计值应进行换算。
。
(N/mm2)
种类
Es
Ⅰ级钢筋、冷拉Ⅰ级钢筋
×105
Ⅱ级钢筋、Ⅲ级钢筋、Ⅳ级钢筋、热处理钢筋、碳素钢丝
×105
冷轧带肋钢筋
×105
冷拉Ⅱ级钢筋、冷拉Ⅲ级钢筋、冷拉Ⅳ级钢筋、刻痕钢丝、钢绞线
×105
注:钢绞线也可采用实测的弹性模量。
 
4基本设计规定

,以分项系数设计表达式进行设计。
。
设计时,应根据承载能力及正常使用极限状态的要求,分别按下列规定进行计算和验算:
(1)承载能力及稳定:所有结构构件均应进行承载能力计算;必要时尚应进行结构的抗倾、抗滑及抗浮验算;对需要抗震设防的结构,尚应进行结构的抗震承载能力计算。
(2)变形:对使用上需控制变形值的结构构件,应进行变形验算。
(3)抗裂或裂缝宽度:对使用上要求进行裂缝控制的结构构件,应进行抗裂或裂缝宽度验算。
4