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中华人民共和国行业标准水工混凝土结构设计规范发布实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准水工混凝土结构设计规范主编单位西北勘测设计研究院批准部门中华人民共和国水利部中华人民共和国水利部关于批准发布水工混凝土结构设计规范的通知水科技号部直属各单位各省自治区直辖市水利水电厅局根据部水利水电技术标准制修订计划由水利水电规划设计总院主持以西北勘测设计研究院为主编单位编制的水工混凝土结构设计规范经审查批准为水利行业推荐性标准并予以发布标准的名称和编号为水工混凝土结构设计规范该标准自年月日起实施考虑到各单位的实际情况原水工钢筋混凝土结构设计规范仍可继续执行但应创造条件尽快使用新规范各单位在标准实施过程中注意总结经验如有问题请函告主持部门并由其负责解释标准文本由中国水利水电出版社出版发行一九九七年二月十三日目次总则主要术语与符号主耀术语材料性能符号作用荷载和作用荷载效应符号几何参数符号计算系数及其它符号材料混凝土钢筋基本设计规定一般规定承载能力极限状态计算规定正常使用极限状态验算规定结构耐久性要求素混凝土结构构件承载能力极限状态计算一般规定受压构件受弯构件局部受压素混凝土结构构造钢筋钢筋混凝土结构构件承载能力极限状态计算正截面承载力计算的一般规定正截面受弯承载力计算正截面受压承载力计算正截面受拉承载力计算斜截面承载力计算受扭承截力计算受冲切承载力计算局部受压承载力计算钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算正截面抗裂验算正截面裂缝宽度验算受弯构件挠度验算预应力混凝土结构构件计算计算规定正截面承载力计算的一般规定正截面受弯承载力计算正截面受拉承载力计算水工混凝土结构设计规范斜截面承载力计算抗裂验算裂缝宽度验算受弯构件挠度验算一般构造规定永久缝和临时缝混凝土保护层钢筋的锚固钢筋的接头最小配筋率预制构件的接头吊环与预埋件结构构件的设计构造规定板梁柱墙叠合式受弯构件深受弯构件立柱独立牛腿壁式连续牛腿弧形闸门支座温度作用设计原则一般规定大体积混凝土在温度作用下的裂缝控制考虑温度作用的钢筋混凝土框架计算钢筋混凝土构件抗震设计一般规定框架梁框架柱铰接排架柱桥跨结构附录混凝土不同龄期的抗压强度比值附录作用荷载分项系数附录截面抵抗矩的塑性系数值附录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钢筋混凝土矩形截面小偏心受压构件配筋计算的简化方法附录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混凝土的热学指标与应力松弛系数附录非杆件体系钢筋混凝土结构的配筋计算原则附录钢筋钢绞线的计算截面面积及公称质量附录钢筋混凝土矩形截面受弯构件正截面承载力计算方法附录本规范用词说明附加说明水工混凝土结构设计规范总则为了在水工混凝土结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策做到安全适用技术先进经济合理特制订本规范本规范适用于水利水电工程中的素混凝土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本规范是根据国家标准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当水工建筑物有专门的设计规范时尚应符合专门规范的有关要求主要术语与符号主要术语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接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水工混凝土结构设计规范续表编号术语涵义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的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的钢筋混凝土深梁短梁和厚板的统称深梁跨高比的简支梁和跨高比的连续梁短梁跨高比但大于深梁范畴的梁厚板跨高比的板材料性能符号编号符号涵义混凝土弹性模量钢筋弹性模量混凝土剪变模量混凝土泊松比表示立方体抗压强度标准值为和混凝土强度等级表示抗冻为级的混凝土抗冻等级表示抗渗为级的混凝土抗渗等级混凝土轴心抗压强度标准值设计值混凝土轴心抗拉强度标准值设计值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冷轧带肋钢筋作为普通钢筋时的强度标准值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普通钢筋的抗拉抗压强度设计值预应力钢筋的抗拉抗压强度设计值箍筋抗拉强度设计值水工混凝土结构设计规范作用荷载和作用荷载效应符号编号符号涵义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及设计状况系数后的弯矩轴向力扭矩剪力设计值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后的弯矩轴向力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后的弯矩轴向力后张法构件预应力钢筋及非预应力钢筋的合力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混凝土的受剪承载力箍筋的受剪承载力弯起钢筋的受剪承载力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由预加应力产生的混凝土法向应力混凝土中的主拉应力主压应力正截面承载力计算中纵向普通钢筋预应力钢筋的应力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预应力钢筋张拉控制应力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受拉区受压区预应力钢筋的有效预应力受拉区受压区预应力钢筋在相应阶段的预应力损失值混凝土的剪应力几何参数符号编号符号涵义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矩形截面宽度形形截面腹板的宽度形或形截面受拉区受压区翼缘的计算宽度混凝土保护层厚度钢筋直径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混凝土受压区的合力点到截面重心的距离轴向力对截面重心的偏心距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截面高度截面有效高度即受拉钢筋的重心至截面受压边缘的距离水工混凝土结构设计规范续表编号符号涵义形或形截面受拉区受压区翼缘的高度截面腹板的高度回转半径纵向受拉钢筋的最小锚固长度计算跨度或计算长度曲率半径箍筋或分布钢筋的间距混凝土受压区计算高度界限受压区计算高度混凝土截面重心至受压区边缘的距离换算截面重心净截面重心至所计算纤维的距离受拉区受压区的预应力合力点至换算截面重心的距离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纵向受拉钢筋合力点至混凝土受压区合力点之间的距离构件截面面积混凝土截面面积混凝土受压区的截面面积构件换算截面面积构件净截面面积受拉区受压区纵向非预应力钢筋的截面面积有效受拉混凝土截面面积受拉区受压区纵向预应力钢筋的截面面积抗扭纵向钢筋的全部截面面积受剪受扭计算中单肢箍筋的截面面积同一截面内各肢竖向箍筋水平箍筋的全部截面面积同一弯起平面内非预应力预应力弯起钢筋的截面面积混凝土局部受压面积受弯构件的短期刚度受弯构件的长期刚度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截面受压边缘的弹性抵抗矩换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩混凝土截面对于其本身重心轴的惯性矩换算截面惯性矩净截面惯性矩最大裂缝宽度水工混凝土结构设计规范计算系数及其它符号编号符号涵义混凝土的导温系数混凝土的比热裂缝宽度验算时考虑构件受力特征的系数裂缝宽度验算时考虑钢筋表面形状的系数裂缝宽度验算时考虑荷载长期作用影响的系数混凝土线膨胀系数混凝土拉应力限制系数钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值混凝土局部受压时的强度提高系数混凝土的放热系数剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数受拉区混凝土塑性影响系数截面抵抗矩的塑性系数结构系数永久作用荷载分项系数可变作用荷载分项系数结构重要性系数偏心受压构件考虑挠曲影响的轴向力偏心距增大系数考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数计算剪跨比混凝土的导热系数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最小配筋率基本最小配筋率竖向箍筋或竖向分布钢筋的配筋率水平箍筋或水平分布钢筋的配筋率纵向受拉钢筋的有效配筋率间接钢筋的体积配筋率轴心受压构件的稳定系数设计状况系数荷载分布的影响系数材料混凝土混凝土应满足强度要求并应根据建筑物的工件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混凝土强度等级应由按标准方法制作养护的边长为的立方体试件在龄期用标准试验方法测得的具有保证率的抗压强度标准值确定注混凝土强度等级用符号和立方体抗压强度标准值以计表示混凝土强度标准值应按表采用水工混凝土结构设计规范表混凝土强度标准值强度种类符号混凝土强度等级轴心抗压轴心抗拉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或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采用构件设计时混凝土强度设计值应按表采用对防止温度裂缝有较高要求的大体积混凝土结构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表混凝土强度设计值强度种类符号混凝土强度等级轴心抗压轴心抗拉注计算现浇的钢筋混凝土柱时如截面的长边或直径小于则表中强度设计值应乘以系数混凝土的重力密度重度应由试验确定当无试验资料时素混凝土可按钢筋混凝土可按采用龄期时混凝土受压或受拉