1、p DL 中华人民共和国电力行业标准水工混凝土结构设计规范条文说明主编部门:电力工业部西北勘测设计研究院批准部门z中华人民共和国电力工业部t tfJ咆jJ去做必1997北京目次1 总则.201 3 材料.202 3. 1 混凝土”“”2023, 2 钢筋.2064 基本设计规定.”2104. 1 一般规定.210 4,2 承载能力极限状态计算规定.211 4. 3 正常使用极限状态验算规定.2154. 4 结构耐久性要求.217 5 素混凝土结构构件承载能力极限状态计算.226 5, 1 一般规定.226 s. 2 受压构件”.226 s. 4 局部受压.226 6 钢筋棍凝土结构构件承载能力
2、极限状态计算.228 6. 1 正截面承载力计算的一般规定.228 6. 2 正截商受弯承载力计算.230 6.3 正截留受压承载力计算.231 6.4 正截面受拉承载力计算.235 6. 5 斜截面承载力计算.”.2366. 6 受扭承载力计算.240 6. 7 受冲切承载力计算., . 242 6.8 局部受压承载力计算“.”.244 7 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算.245 1. 1 正截面抗裂验算”1.2 正截面裂缝宽度验算.”2457. 3 受弯构件挠度验算“.247 8 预应力混凝土结构构件计算.249 8. 1 计算规定.249 198 8.2 正截面承载力计算的一般规定.
3、”2518.3 正截面受弯承载力计算.2518. 5 斜截面承截力计算.252 8. 6 抗裂验算.2538. 7 裂缝宽度验算.253 8.8 受弯构件挠度验算“.254 9 一般构造规定”.2559. 1 永久缝和临时缝.255 9. 2 混凝土保护层.“.256 9. 3 钢筋的错固.2569. 4 钢筋的接头.258 9. 5 最小配筋率.259 9. 6 预制构件的接头、吊环与预埋件.262 10 结构构件的设计构造规定.“.263 10. 1板”.”.“.263 10.2梁.263 10.3柱.”.265 10.4墙”“.265 10. 5 叠合式受弯构件“.26610. 6 深受
4、弯构件.”.269 10.7 立柱独立牛腿”.274 10.8 壁式连续牛腿.275 10.9 弧形闸门支座.275 11 温度作用设计原则.277 11. 1 一般规定.”.277 11. 2 大体积混凝土在温度作用下的裂缝控制.”.278 11. 3 考虑温度作用的钢筋混凝土框架计算.281 12 钢筋混凝土构件抗震设计.283 12. 1 一般规定.:. 283 12. 2 框架粱.”“.285 12. 3 框架柱.287 12. 4 镀接排架柱.”.288199 12. 5 桥跨结构.附录C截面抵抗矩的塑性系数几值附录D钢筋混凝土双向受弯构件正截面受弯承载力近似计算方法.附录E钢筋混凝
5、土短形截面小偏心受压构件配筋计算的简化方法.附录F对称配筋矩形截面双向偏心受压构件正截面承载力近似计算方法.附录G混凝土的热学指标与应力松弛系数.292 附录H非杆件体系钢筋混凝土结构的配筋计算原则.297 200 1总则1. o. 1 1. o. 3 本规范系根据GB5019994水利水电工程结构可靠度设计统一标准(简称水工统标汩的规定,对SDJ20-78水工钢筋混凝土结构设计规范(简称原规植)的设计基本原则进行了修改,并依据科学研究和工程实践增补有关内容后,编制而戚。其适用范围扩大到预应力棍凝土结构和地震区的结构,其它与原规范相同。但不适用于混凝土坝的设计,也不适用于碾压混凝土结构。当结构
6、的受力情况、材料性能等基本条件与本规范的编制依据有出入时,则需要根据具体情况,通过专门试验或分析加以解决。1. o. 4 本规范的施行,必须与按水工统标制订、修订的水工建筑物荷载设计规范等各种水工建筑物设计标准、规范配套使用,不得与未按水工统标制订、修订的各种水工建筑物设计标准、规范混用。201 3材料3, 1 )宦疆土3.1. 2 按照国际标准(1503893)的规定,且为了与其它规范相协调,将原规范混凝土标号的名称改为混凝土强度等级。在确定混凝土强度等级时作了两点重大修改:(1)混凝土试件标准尺寸,由边长200mm的立方体改为边长150mm的立方体;(2)混凝土强度等级的确定原则由原规范规
7、定的强度总体分布的平均值减去1.27倍标准差(保证率90%),改为强度总体分布的平均值减去1.645倍标准差(保证率95%)。用公式表示,即zfcu,k = rcu,15 - 1. 6450fcu = rcu,15 (1 - 1. 6450tcu) (3. 1. 2-1) 式中儿u,k一一混凝土立方体抗压强度标准值,即混凝土强度等级值(N/mm2);fcu,15一一混凝土立方体(边长150mm)抗压强度总体分布的平均值3!cu一一混凝土立方体抗压强度的标准差;01cu棍凝土立方体抗压强度的变异系数。混凝土强度等级由立方体抗压强度标准值确定,立方体抗压强度标准值是本规范混凝土其他力学指标的基本代
8、表值。R (原规班的漉凝土标号)与c(本规范的混凝土强度等级)之间的换算关系为z1 - 1. 64501 ICU,! (0. lR) o. 95(1 - 1. 270缸,15)(3. 1. 2-2) 式中0.95为试件尺寸由200mm立方体改为150mm立方体的尺寸效应影响系数;o.1为计量单位换算系数。202 由此可得出R与C的换算关系如下面表3.1. 2所列z裴3.t. 2 R与C换算关系褒原规范扭凝土标号R(kgf/cm2)100 150 200 250 300 350 混凝土立方体抗压强度变异系数81ou0.23 0.20 o. 18 0.16 o. 14 0.12 本规范混凝土强度等
9、级C(计算值9.24 14.20 19. 21 24.33 29.56 34.89 本规范混凝土强度等级C(取用值)C9 Cl4 Cl9 C24 C29. 5 C35 400 0.10 40.28 C40 注表中混凝土立方体抗压强度的变异系数是取用全国28个大中型水和j水电工程合格水平的混凝土立方体抗压强度的调查统计分析的结果3.1. 3 泪凝土强度标准值(1)混凝土轴心抗压强度标准值根据国内120组槌柱体抗压强度与边长200mm立方体抗压强度的对比试验,并考虑试件尺寸效应影响,两者平均值的关系为2Jlfpri = O. 8 o. 95问酌15= O. 76Jllcu,J5 (3. 1. 3-
10、1) 考虑到结构中混凝土强度与试件棍凝土强度之间的差异,根据以往经验,并结合试验数据分析,同时参考国内外有关规范的规定,对试件强度进行修正,修正系数取为0.867,则结构中混凝土轴心抗压强度与150mm立方体抗压强度的关系为zJllc = O. 867 O. 76fcu,J5 = O. 66问肌15(3. 1. 3-2) 根据混凝土强度标准值的取值原则,并假定(Jfc= (Jfcu ( (Jfc为濡凝土轴心抗压强度的变异系数,则得结构中混凝土轴心抗压强度标准值为z/ck= Jllc(l - 1. 645/J1c) = O. 66Jllcu,15(1一1.645S1c) = o. 66u,k (
11、3. 1. 3-3) (2)混凝土轴心抗拉强度标准值根据国内72组轴心抗拉试件强度与边长200mm立方体抗压强度的对比试验,并考虑尺寸效应影响,两者平均值的关系为z的,sp= O. 58(0. 95Jlf肌的O. 56lf.3,15 (kgf/cm2) (3. 1. 34)203 同样,考虑到结构中棍凝土强度与试件混凝土强度的差异,取修正系数为0.867,同时将计量单位由kgf/cm2改为N/mm2,则结构中混凝土轴心抗拉强度与150mm立方体抗压强度的关系为z的0.867 o. 56ff.3.1s O. 1113 = O. 225#1/!.15 (N/mm2) (3. 1. 3-5) 在假定
12、轴心抗拉强度的变异系数81,fcu条件下,则结构中棍凝土轴心抗拉强度标准值为zftk 向(1- . 6458,) = O. 225#1/.3.15 (1一1.645ft) =O. 225刀:tk( 1一1.6451c.)113(N/mm2) (3. 1. 3-6) 考虑到较高强度等级的混凝土的脆性破坏特征显著和实践经验不足,对C45C60级混凝土,按上式计算后再分别乘以0.975 o. 9的折减系数。对轴心抗压强度也同样考虑了该项折减系数。需要说明的是,由于水工混凝土的强度变异系数与GBlO-89混凝土结构设计规范有所不同,同时本规范将考虑结构中混凝土强度与试件混凝土强度差异的修正系数取为o.
13、867,较GBJ 10-89规范所取修正系数0.88低1.5%,因而本规范混凝土强度标准值的计算值与GBJ10-89规范中的相应值有所不同,但二者十分接近。为了便于实际应用和规范间的胁调,本规范混凝土强度标准值在取整时决定取与GBJ10-89规范相同的指标。(3)取消弯曲抗压强度指标原规范在受弯构件和偏心受压构件的正截面强度计算中,受压区混凝土极限强度取为棍凝土弯曲抗压强度Rw(现GBJI0-89规范采用新符号为cm)。Rw并不是混凝土真正的力学指标,而仅仅是在计算受弯构件或偏心受压构件承载力时,对于非均句受压棍凝土应力图形换算为矩形应力图形时,人为地引人的一个指标。原规范的Rw取值原则是沿用
14、前苏联30年代的资料,明显偏高,同时引人这一指标后,给偏心受压构件计算带来很多麻烦,小偏心受压和轴心受压构件的正截面承载力计算公式也不相衔接。事实上,弯曲抗压强度兀m与轴心抗压强度Jc的比值并非定值,而是204 随着构件相对受压区高度的变化而变化的,当相对受压区高度较小时,fem/Jc就比较大,反之较小。原规范在相对受压区高度接近界限时,承载力计算值偏大,偏于不安全。国际上所有国家的混凝土结构设计规范都没有采用弯曲抗压强度儿m而是直接采用混凝土轴心抗压强度儿,连提出弯曲抗压强度的前苏联,在80年代也已取消不用。我国公路混凝土桥设计规范、铁路混凝土桥设计规范也都没有采用弯曲抗压强度这个指标。经过
15、对受弯构件和大偏心受压构件分别采用fem及兀计算,发现棍凝土抗压强度的取值对受弯构件和大偏心受压构件的极限承载力并无多大影响。因此,本规范决定取消棍凝土的弯曲抗压强度这一指标,而直接用轴心抗压强度计算受弯构件和偏心受压构件的承载力,以求与国际规范接轨。将fem改为Jc后,经过材料用量对比计算,受弯、大偏心受压构件的用钢量增加不多,大都在5%以内。小偏心受压构件在界限附近(加。h0=0.3, O. 7)用钢量有所增加,克服了原规范在界限附近区段计算值高于试验值(偏于不安全)的缺点。(4)混凝土强度随龄期而增长在混凝土结构构件设计中,不宜利用混凝土抗压强度随龄期而增长的后期强度。某些大体积的水工建
16、筑物也会遇到混凝土混筑后要经过较长时间才开始承受荷载的情况。因此,本规范规定经论证后允许采用不同龄期的混凝土抗压强度进行设计。在附录A中列出了不同龄期温凝土抗压强度的比值,可供设计人员在缺乏试验资料时参考。粉煤灰硅酸盐水泥混凝土的不同龄期的抗压强度,可按火山灰质硅酸盐水泥混凝土采用。对于混凝土不同龄期的抗拉强度,其影响因素较多,故不应利用其后期抗拉强度。3.1. 4 混凝土强度设计值根据水工统标的规定,材料强度设计值可取为强度总体分布的平均值减去Km1倍标准差。关于Km1的取值,理论上取为某一固定值最为简便。但考虑到与相关规范的协调,本规范混凝土205 强度设计值决定取与GBJ10-89规范相
17、同的指标,也即取相同的海凝土材料性能分项系数机。这时对于ClOC40级混凝土,由于变异系数8rcu不同,1c=l.33 1. 38,相应的Km1=2.303.83,相应的保证率为98.93% 99. 99%,详见下表3.1. 4 0 襄3.1. 4 混凝土强度标准值、设计值(N/mm1)及分项系戴强度等级ClO Cl5 C20 C25 C30 C35 C40 严lcu16.09 22.35 28. 41 33. 93 38.97 43.61 47.88 81o. 0.23 0.20 0.18 0.16 0.14 o. 12 0.10 /ck 6.1 10. 0 13. 5 17. 0 20.0
18、 23.5 27. 0 标准值f也0.90 . 20 1.50 1. 75 2.00 2.25 2. 45 f也5. 0 7.5 10.0 12. 5 15.0 17. 5 19. 5 设计值J, 0.65 0.90 1. 10 1. 30 i.so 1. 65 1. 80 Km1 2.30 2.46 2.59 2. 76 2.98 3.27 3.83 保证率%98.93 99.31 99. 52 99. 71 99. 86 99.95 99.99 lc 1.34 1. 33 1. 35 .36 1.33 1. 34 1. 38 3.1.1 混凝土受压弹性模量,仍沿用原规范的关系式,仅考虑了试
19、件尺寸和计量单位的换算,本规范采用的关系式为:-4 (3. 1. 7) 本规范表3.1. 7中的弹性模量系按上式求得的,式中fcu以棍凝土强度等级值(N/mm2)代人,即可求得与立方体抗压强度标准值相对应的弹性模量。根据国内的试验资料,?昆凝土受拉弹性模量的试验值与受压弹性模量的数值很接近,故本规范对二者取用相同的数值。3. 2钢筋3.2.2 钢筋强度标准值的确定206 (1)钢筋的强度标准值仍沿用原规范及GBJ10-89规范的规定,即21)对有明显物理流限的热轧钢筋,采用国家标准规定的屈服点作为标准值,国标规定的屈服点即钢筋出厂检验的废品限值42)对无明显物理流限的碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线
20、、热处理钢筋及冷轧带肋钢筋,为与国家标准的出厂检验强度一致起见,采用国标规定的极限抗拉强度作为标准值。但应指出,在构件承载力设计时,本规范取用0.8db为国家标准规定的极限抗拉强度)作为设计上取用的条件屈服点s3)对冷拉钢筋,取屈服点作为标准值。本规范3,2. 2的表3,2.2-1和表3.2. 2-2中的钢筋强度标准值系按下列国家标准采用的。襄3.2.2钢筋所属的国家标准代号襄项次钢筋种类标准代号GB1499-91 1 热轧钢筋GB13013-91 GB13014-91 2 热处理钢筋GB4463-84 3 碳素钢丝GB5223-95 4 刻痕钢丝GB5223-95 GB5224-85 5 钢
21、绞线GB5224-95 6 冷轧带肋钢筋GB13788-92 (2)钢筋种类:本规范在原规范已有钢筋种类的基础上,新增了下述几种类型的钢筋和钢丝z冷拉E、E、N级钢筋p热处理钢筋p碳素钢丝;刻痕钢丝z钢绞线;冷轧带肋钢筋。冷轧带肋钢筋是采用普通低碳钢或低碳合金钢热轧圆盘条为母材,经冷轧减径后在其表面形成具有三面(或二面)月牙纹横肋的钢筋。207 上述新增钢筋种类主要用作预应力钢筋。(3)钢号修改z5号铜因产量很少,故不再列入;国标预应力混凝土用钢丝将钢丝分为“冷拉钢丝”、“消除应力钢丝”及“刻痕钢丝”三种,本规范采用的“碳素钢丝”系指圄标中的“消除应力钢丝”;冷拔低碳钢丝由于性能较脆,且粘结力
22、差,故不再列入,其品种可用冷轧带肋钢筋代替。(4)冷拉钢筋强度的标准值系按“控制应力方法冷拉钢筋”的条件确定的,故当采用控制应力方法冷拉钢筋时,冷拉控制应力取强度标准值,即冷拉E、E、N级钢筋强度的标准值分别取450( 430), 500, 700N /mm2;当采用控制应变(冷拉率方法冷拉钢筋时,冷拉控制应力应取强度标准值加30N/mm2,即480(460), 530, 730N/mm2,井按此应力确定相应的冷拉率。(5) LL550级钢筋宜用作钢筋混凝土结构构件中的受力主筋、架立筋、箍筋和构造钢筋。可采用绑扎、焊接骨架或焊接网片的型式。LL650和LL800级钢筋宜用作预应力混凝土结构构件
23、的受力主筋。(6)考虑到GB5224-95中规定GB5224-85可延长三年使用,本规范将GB5224一85中的钢绞线品种同时列出,以方便使用。3.2.3 钢筋强度设计值的确定(1)受拉钢筋的强度设计值受拉钢筋强度设计值的取值原则与棍凝土强度设计值的取值原则类似,仍以一定的保证率为定义,即J巳iy -Km11y = iy (1 - K mi 8f,) (3. 2. 3) 本规范将钢筋强度设计值取与GBJl0-89规范相同的指标。对于I,JI, Bl级钢筋,可求得其Km1值分别为2.75、3,8、3.6 相应的保证率分别为99,70%、99,99%、99,98%。若将保证率用分项系数的形式表达时
24、,可求得各类钢筋的材料分项系数s如下表3.2. 3所示z208 褒3.2.3钢筋的材料分项系戴项次钢种), I 热轧I级钢筋I. 15 2 热轧E、E、N级钢筋,冷拉I级钢筋I. I 3 冷拉E、E、N级钢筋(用于预应力I. 2 4 碳.钢丝、刻痕钢丝、钢绞线、冷轧带肋钢筋I. 5 对于LL550级冷轧带肋钢筋抗拉强度设计值的取值,还考虑了正常使用状态下的裂缝宽度的影响。根据此类钢筋调直后强度稍有降低的试验结果,调直后的抗拉强度设计值应作相应降低。在国家标准中对同一直径的碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线列有几种抗拉强度,因此本规范在表3.2. 3-2中按不同抗拉强度标准值给出了相应的强度设计值,供设
25、计时采用。在实际工程中,如碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线的强度标准值与本规范表3,2. 2-2的规定不符时,则应对强度设计值另行换算。(2)受压钢筋的强度设计值受压钢筋强度设计值五采用以钢筋应变,O.002作为取值依据,按J:.E.和J:=fy两个条件确定,取二者的较小值。受压冷拉钢筋的强度设计值则按未经冷拉的热轧钢筋取用。3.2.4 钢筋的弹性模量根据国内有关单位的试验研究,将碳素钢丝的弹性模量E.由1.sl05N/mm2提高为2.0l05N/mm2,其它钢筋的弹性模量E.仍采用原规范的规定。根据冷轧带肋钢筋的三种强度级别,直径4lOmm,总共374个试件的实测结果,其弹性模量变化范围为1.88
26、8 105 1.984 105N/mm2之间,故取用E.=1. 9l05N/mm2。209 4基本设计规定4.1 般规定4. 1. 1 原规范是采用以单一安全系数表达的极限状态设计方法。本规范则按水工统标规定,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,并据此采用五个分项系数结构重要性系数、设计状况系数、材料性能分项系数、作用分项系数、结构系数)的设计表达式进行设计。4. 1. 2 4. 1.5 这几条的内容均系按水工统标的规定给出的。对结构构件的计算和验算内容与原规程基本相同,设计时应根据不同设计状况,考虑不周的结构体系及相应的作用(荷载效应组合,进行一种或二种极
27、限状态设计。对于本规范表4,. 3中各级水工建筑物的结构安全级别,也可根据工程实际情况和设计传统习惯选用。4.1.6 预制构件的吊装验算,应根据吊装的具体情况考虑构件自重的动力系数,必要时还应考虑构件吊装受力不均匀的影响。吊装荷载是属于短暂出现的设计状况,应取用短暂设计状况系数进行计算。4.1.7 水工建筑物的结构形式和受力特征比较复杂,如坝内孔口、坝后背管棍凝土、蜗壳等,这些结构不宜或不能用结构力学方法求其内力,而是通过弹性力学(包括弹性力学有限元法)或模型试验等手段来计算或测得其弹性应力图形,并按此配置钢筋。按应力图形配筋方法是一种近似的方法,一般偏于安全。根据当前国内外规范的发展趋势及工
28、程上的实际应用,本规范认为也可采用钢筋混凝土有限元分析方法进行分析和配筋。4. 1.8 由于某些水工混凝土结构尺寸较大,温度变化对其影响很大。工程实践表明,合理的构造措施和温度应力分析对截面尺寸较大的水工棍凝土结构十分重要。因此,本规范增补第11章“温210 度作用设计原则”,对原规范第27条进行了增补和修改。4.1. 9 对于重要工程的结构构件,如水压力渗至裂缝会使结构的整体性受到破坏时,则应考虑作用在裂缝中的渗透压力。渗透压力的计算图形和面积系数应根据专门的设计规范确定。截面承载力计算考虑渗透压力后,相应的结掏系数d可适当降低。4. 1. 10 结构的裂缝控制和耐久性要求与结构所处环境条件
29、有关。原规范把环境条件分为水下、水位变动区与水上三类,不能充分反映环境条件对结构(特别是钢筋锈蚀的实际影响。GBJl0-89规范只把环境分为室内与露天二类,也不造合于水工建筑物。欧洲混凝土协会CEB-90规范把环境条件分为轻徽、一般严重和严重三类。国际预应力学会FIP海工规范对海工建筑物则分为水下区、浪醋区与盐雾作用区三类。我国“海港防腐蚀规定”更把海港建筑物分为大气区、浪溅区、水位变动区及水下区四类。港工规范对内向泼水港则分为大气区、浪溅区及水位变化区三类。通过分析对比,把所有水工建筑物的环境条件类别划分为一至四类,是比较恰当的。不同的环境条件类别,要求不同的耐久性措施。对于处于冻融比较严重
30、的三类环境条件的建筑物,则应按四类条件处理。4.2 承载能力极限状态计算规定4. 2.1 承载能力极限状态设计表达式是采用作用(荷载标准值及其分项系数、材料性能标准值及其分项系数、设计状况系数、结构重要性系数和结构系数表示的。各分项系数是根据结构功能函数各基本变量的统计参数和概率分布类型,经过可靠度分析,并结合工程经验来确定的。至于缺乏统计资料的部分,则凭工程经验确定。(1)结构重要性系数用来考虑水利水电工程结构及构件的重要性和失事后果,对应于结构安全级别的不同,应分别取用不同的结构重要性系数。其值由水工统标规定。211 (2)设计状况系数用来反映结构不同设计状况应有不同的目标可靠指标,对应于
31、持久状况、短暂状况、偶然状况,应分别取用不同的设计状况系数。(3)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,主要是超载系数的概念,其值一般由水工建筑物荷载设计规范给出。作用荷载)分为永久作用G、可变作用Q和偶然作用A三大类。自重、岩土压力、预应力等属于永久作用,校核洪水时的水压力、地震属于偶然作用,其他则属于可变作用。永久作用(荷载中的自重等恒载,变异性很小,统计分析表明可取G=l.05。可变作用(荷载的变异性较大,因此,相应的分项系数h就应具有较大的数值,大体上在1.20左右。但在水工建筑物中某些可变荷载是能够严格控制使其不超出额定值的,如水电站厂房中的吊车轮压是根据制造
32、厂家的铭牌额定值确定的,没有异常超载的可能p水电站厂房安装间有严格控制标准的堆放荷载等,也都没有异常超载的可能,因此对这类可严格控制使其不超出规定限值的可变作用(荷载),其分项系数Q可取较小的数值。对于不同变异性质的作用(荷载)采用不同的分项系数,体现了水工统标的可靠度设计原则,比原规范笼统地采用同一安全系数有了较大的改进。但在按本规范进行结构构件计算时,为了避免材料用量与历史水平相比有过份的减少,以及保证必要的设计可靠度,本规范同时又规定了:对一般可变作用(荷载,分项系数应取为不小于1. 20;对可以严格控制其不超过额定值的可变作用(荷载,其分项系数则应取为不小于1.10。对水工建筑物荷载设
33、计规范未作具体规定的作用(荷载),如车辆荷载等,其分项系数可按本规范附录B中表Bl采用。它们是按概率方法优化计算并考虑工程经验选定的。优化计算的原则是:对各种结构构件,在不同的荷载效应组合及不同的荷载212 效应比值下,按所选定的荷载分项系数比、Q进行设计时,在可靠指标与规定的目标可靠指标最为接近的条件下,要使各种构件在不同作用(荷载)效应组合下的结构系数饥尽可能相等或相近。本规范采用的YQG比值,与国内外有关规范的比值是比较接近的。应注意,本规范G、Q的含意和取值,与GBl0-89混凝土结构设计规范及GBJ9-87建筑结构荷载规范规范中G、h是完全不同的,不能混淆。后两本规范中没有结构系数饥
34、,计算模式的不定性及其它一些影响可靠度的因素均归人民、Q。根据水工统标,偶然作用的分项系数h取为1.0。(4)材料性能分项系数用来反映材料实际强度对所采用的材料强度标准值的不利变异。其取值见本规范3.1. 4的条文说明。(5)结构系数是用来反映作用(荷载)效应计算模式的不定性和抗力计算模式的不定性,并考虑上述作用分项系数和材料强度分项系数未能反映的其它不定性。本规范所给出的结构系数是采用可靠度分析方法,利用事先选定的作用与材料性能分项系数,根据给定的目标可靠指标,以各种结构构件在不同材料和不同作用(荷载)效应组合情况以及不同的可变作用与永久作用效应比值下,都是最佳地逼近目标可靠指标,利用最小二
35、乘法的优化原理得到的。同时考虑按本规范设计的结构构件的用钢量与原规范相比,变化不致披动过大,对最后所得到的优化结构系数进行了适当的合并与调整。对承受永久作用为主的构件,为了保证用钢量不致减少过多,结构系数饥可按本规范条文的表4.2. 1中数值增加0.05。但对承受土重和土压力为主的构件可不增加。这里永久作用为主是指其作用效应与所考虑的作用效应组合值的比值达到70%及以上的情况。关于素棍凝土结构的结掏系数饥,由于缺乏必要的统计参数,故采用工程经验推算确定。对于受压、受拉构件,按下式计算z213 原规范设计时zK(SGK + SQK) = R1A1 (4.2. 1-1) 本规范设计时zd(GSGK
36、 QSQK) = RzAz (4. 2. 1-2) 当用两规范设计的材料用量相同时,可认为截面尺寸相同,即A1=Az 故K(SGK + SQK) R1A1 R1 d(GSGK QSQK) 瓦互;瓦rl旦L土旦与主斗。cQP R1 I p一QK一-GK (4.2.1-3) (4. 2. 1-4) (4. 2. 15)本规班作用荷载分项系数G=l.05; fQ=l. 2。原规范2、3级建筑物、基本荷载组合的素混凝土结构构件强度安全系数K值,对于混凝土受压时为1.7;对于混凝土受拉时为2.650 上五式中R1, Rz一一分别为原规范、本规施的混凝土强度设计值F抗压抗拉SGK一一永久作用荷载)效应标准
37、值zSQK一一可变作用荷载)效应标准值p计算凡IR1见下表4.2. 1-1。1.70+p) d=0.834 1. 05 + 1. Zp _2. 65(1十p)d一o.811 1. 05 + 1. Zp (4. 2. 1-6) (4. 2. 1-7) 列表计算素混凝土结构的结构系数见下表4,2. 1-2。为了承载能力极限状态计算公式表达的方便,在今后各章中所列的构件内力设计值(M、N、V、T等)均是指作用效应乘以结构重要性系数Yo及设计状况系数之后的值。214 表4.2.1-1R2/R,计算表可产Y三10 15 抗压抗拉p dli ld植本规范R2s. 0 7. 5 原规范R,6. 1 9. 0
38、 RdR1 o.s20 0.833 RdR1采用值平均值本规范Rzo. 65 0.90 原规范R1o. 85 1.10 RdR1、0.765 0.818 Rz/R1采用值(平均值褒4.2. 1-2 11.计算裹0.1 o. 25 o. 5 1 2 1. 33 1. 31 1. 29 1. 26 1.23 2.02 1. 99 1. 95 1. 91 1.87 20 25 30 10.0 12.5 15.0 11. 7 15.1 18. 0 0.855 0.828 0.833 0.834 1. 10 1. 30 1.50 1. 35 1. 59 1.79 0.815 。.818 0.838 o.
39、 811 Ild 选用值饥n 1. 29 1. 3 1.95 2. 0 4.3 正常使用极限状态验算规定4. 3.1 正常使用极限状态设计表达式是按水工统标的规定给出的。由于结构的变形、裂缝宽度等均与作用(荷载持续期的长短有关,故规定对正常使用极限状态的验算,应分别考虑作用(荷载效应的长期组合和短期组合两种情况。所谓长期组合系指可变作用的长期效应与永久作用效应的组合pt所谓短期组合系指可变作用的短期效应与永久作用效应的组合,也即包括短期作用在内的全部可变作用的效应与永久作用的效应的组合。对持久设计状况应分别考虑长期组合和短期组合;对短暂设计状况则只需考虑短期组合。对正常使用极限状态验算,作用分
40、项系数、材料性能分项系数、结构系数等都取I.0,结构重要性系数则仍保留。215 4,3.2 4,3,3 构件的裂缝控制要求,是根据结构的功能要求、环境条件对钢筋的腐蚀影响、钢筋种类对腐蚀的敏感性、荷载作用的时间等因素来考虑的,本规范主要考虑了下列因素:原规施中有关规定的历史背景情况F工程使用经验及国内常用构件的实际设计抗裂度和裂缝宽度的统计结果p对国内典型地区的工程调查,长期暴露试验与快速试验结果;国外规范的有关规定。原规范对钢筋混凝土结构构件的裂缝控制等级是采用抗裂安全系数K,与裂缝宽度来控制的。由于用K1控制不能正确反映构件实际抗裂性能,因此,本规范取消了以抗裂安全系数为标准的控制条件,改用构件受拉边缘的混凝土拉应力及裂缝宽度的控制方法。对于钢筋混凝土构件,本规范除对承受水压的轴心受拉和小偏心受拉构件以及发生裂缝后