DL T 5057-1996(条文说明) 水工混凝土结构设计规范.pdf
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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
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- DL 5057 1996 条文 说明 水工 混凝土结构 设计规范
