SL191水工混凝土结构设计规范条文说明.docx

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1、中华人民共和国水利行业标准水工混凝土结构设计规范SL191-202X条文说明1总则13基本设计规定23.1 一般规定23.2 承载能力极限状态计算规定53.3 正常使用极限状态验算规定23.4 耐久性设计要求44材料134.1 混凝土134.2 钢筋175结构分析225.1 基本原则225.2 线弹性分析方法245.3 非线性分析方法265.4 基于试验模型的结构设计285.5 其他分析方法306素混凝土结构构件承载能力极限状态计算316.1 一般规定316.2 受压构件316.3 受弯构件326.4 局部受压327钢筋混凝土结构构件承载能力极限状态计算337.1 承载力计算的一般规定337.

2、2 正截面受弯承载力计算357.3 正截面受压承载力计算367.4 正截面受拉承载力计算407.5 斜截面承载力计算407.6 受扭承载力计算477.7 受冲切承载力计算497.8 局部受压承载力计算528钢筋混凝土结构构件正常使用极限状态验算548.1 正截面抗裂验算548.2 正截面裂缝宽度控制验算548.3 受弯构件挠度验算609预应力混凝土结构构件计算629.1 设计规定629.2 预应力损失值计算639.3 正截面承载力计算一般规定659.4 正截面受弯承载力计算659.6 斜截面承载力计算659.7 抗裂验算669.8 裂缝宽度验算6710一般构造规定6810.1 永久缝和临时缝6

3、810.2 混凝土保护层6910.3 钢筋的锚固7010.4 钢筋的接头7210.5 纵向受力钢筋的最小配筋率7410.6 吊环与预埋件8411水工结构构件的设计构造规定8511.1 板8511.2 梁8611.3 柱8911.4 梁、柱节点8911.5 墙9111.6 深受弯构件9211.7 整合式受弯构件9811.8 装配式构件10311.9 立柱独立牛腿10511.10 壁式连续牛腿11211.11 弧形闸门支座1121L12孤形闸门预应力混凝土闸墩11411.13 平面闸门门槽13111.14 水电站钢筋混凝土蜗壳13711.15 尾水管13811.16 坝体内孔洞13911.17 箱

4、涵13912温度作用设计原则14112.1 一般规定14112.2 大体积混凝土温度裂缝控制14212.3 钢筋混凝土框架结构温度作用分析计算14513非杆件体系钢筋混凝土结构的配筋计算原则14613.1 一般规定14613.2 按应力图形配筋14714钢筋混凝土结构构件抗震设计15014.1 一般规定15014.2 框架梁15314.3 框架柱15514.4 框架梁柱节点15714.5 校接排架柱15714.6 桥跨结构158附录C截面抵抗矩塑性系数兀值161附录D后张预应力钢筋常用束形的预应力提失值计算162附录E与时间相关的预应力损失值计算164附录F混凝土的热学指标计算1661总贝I1

5、.0.1本规范系对水工混凝土结构设计规范(SL191-2008)的设计基本原则进行整合和修改，并依据科学研究和工程实践增补有关内容后，编制而成。1.0.2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，除了坝体内孔洞、闸门门槽等外，不适用于混凝土坝设计，也不适用于碾压混凝土结构。当结构的受力情况、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，经专门研究加以解决。3基本设计规定3.1 一般规定3.1.1 本条继续沿用SL191-2008的规定。SDJ20-78采用的是以单一安全系数表达的极限状态设计方法，SL/T191-96是按水利水电工程结构可靠度

6、设计统一标准(GB50199-94)的规定，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5个分项系数的设计表达式进行设计，以基本组合为例，承载能力极限状态的设计表达式为：YoW匕ISGGGk，/Q0k，4)WRCfCklyC,A3八.A)(1)式中，九为结构重要性系数；，为设计状况系数；九为结构系数；几、分别为永久荷载、可变荷载分项系数；九、八分别为混凝土、钢筋的材料性能分项系数。SL191-2008认为采用5个分项系数的设计表达式“使设计计算变得比较繁琐”，故将式(1)左侧的3个系数为d合并为一个，即令K二7卅几，称K为承载力安全系数，上式可改写成：KS

7、(rcGkirQQk,ak)150m、50两档，相应的抗渗等级定为W10。对于某些建筑物（如渡槽槽身较薄的侧壁），承受的水力梯度很大而水头却不大,如仍按本规范表3.4.8中项次3的规定显然偏高，因此在该表注5中规定了水头H小于IOm时，抗渗等级可相应降低一级。3.4.9 混凝土抗冻等级明确规定采用快冻法测定，因为它是非破坏性试验，试件小而少，无须在冻融之间反复搬运，提供成果快，工作量少，易于执行，且没有慢冻法经历数十次冻融后强度反而增长的缺点。室内试验和实际工程表明：饱和的混凝土才发生冻融破坏，不饱和的混凝土很少破坏；冻融循环次数虽对冻融破坏有一定影响，但只限于表面浅层，而最冷月的气温则影响到

8、深层，因此比冻融次数的影响更严重。所以，美国垦务局混凝土手册已将长期冰冻和冻融频繁列为同一类。有些部位检修时，电站、船闸、供水系统需停止运行，这较难于实现；溢流面检修须避开汛期和冬季，而检修工作量又大，检修也较困难。因此，这些部位的抗冻要求均宜较其他部位更高些。本规范表349中对于部位的规定较为详细。实践表明，以往的概念规定常使设计人员只重视建筑物上下游面及溢流面，而忽略其他部位的抗冻要求。例如莅窝大坝宽闸墩中的工作闸门井和检修闸门井，井壁厚仅稍大于1m,在充水状态下井壁全部开裂渗水。在冬季饱和冻胀及冻融情况下，裂缝发展严重恶化。以往对二期混凝土未规定抗冻要求，丰满溢流坝坝顶部分二期混凝土在冻

9、融后破坏极为严重。丰满电站厂房靠变压器侧的平台、墙、柱因积雪融化使混凝土饱和，顶部大多酥松、开裂，影响安全运行，检修又困难。因此本规范表3.4.9对这些部位进行了明确规定。气候分区分为严寒、寒冷与温和三区。温和地区虽然没有明显的冻融情况，但冬季寒夜仍可达到局部结冰，曾观察到合肥蚌埠闸、江苏嶂山闸等都有不同程度的冻融破坏，湖南柘溪水电站上坝楼梯也有冻融掉皮现象，佛子岭连拱坝拱壳开裂漏水处则有较严重的冻融破坏，湖南双牌灌区衬砌有冻融掉皮现象，因此增列了温和区的抗冻等级要求。冬季水位变化区的上限，规定阳面、阴面和电站尾水区分别为冬季最高水位以上Im、2m和4m。其原因是阳面只受毛细管水分上升影响，阴

10、面则有表面结霜问题，水电站尾水区因尾水冬季水温远高于气温，晚雾和晨雾高达3m5m,混凝土极易饱和破坏，故规定了三个不同高度。本次规范修订通过水工混凝土不同使用年限耐久性要求专题研究，参考混凝土结构耐久性设计标准GB/T50476-2019,对设计使用年限由50年增加到100年时各地区混凝土抗冻耐久性指数进行了计算分析。根据专题研究成果，按气候分区、年冻融循环次数和受冻检修情况的不同，当设计使用年限为100年时，抗冻等级需适当提高1-2级。但考虑到本次规范修订对设计使用年限为50年的混凝土最低强度等级进行了适当提高，因此表3.4.9中的抗冻等级保持不变。但当不利因素较多时，需在表中数据基础上适当

11、提高抗冻等级。3.4.10 根据室内试验及工程实践，未采用有引气作用外加剂的混凝土，即使采用性能优良的水泥，仍达不到FlOO的抗冻等级，故本规范与08规范一样，强调了混凝土抗冻应掺加引气剂。对于抗冻混凝土的水泥品种、掺合料数量以及水胶比、含气量等有关指标需通过试验确定，并按照水工建筑物抗冰冻设计规范GB/T50662-2011的有关规定处理，包括在严寒地区严格控制水胶比等。实践表明，水胶比略有增大，抗冻性能就明显降低。为提高混凝土的抗冻性和耐久性，严格控制水胶比是必要的。对于小型工程质量控制可适当简化。3.4.11 目前我国建造的潮汐电站逐渐增多。潮汐电站的环境属于海水环境，钢筋锈蚀严重，做好

12、耐久性设计非常重要。海洋环境中，混凝土抗氯离子渗透性指标是一个关键参数，水运工程混凝土结构设计规范JTS151有明确规定，本规范也对混凝土提出了相同的要求。对于处于氯盐环境中的混凝土结构，从材料方面提高混凝土的抗氯离子渗透性属于第一道防线，如果从材料角度不满足抗氯离子渗透性指标要求或作为一种储备，还可采取附加措施，也称为第二道防线，但成本比较高。这方面的具体内容可参考水运工程结构防腐蚀施工规范JTST209-2020o3.4.12 、3.4.13环境水对混凝土的腐蚀程度分级，根据水利水电工程地质勘察规范GB50487-2008（2022年版）的规定编写，并参考水力发电工程地质勘察规范GB502872016增加了抗硫酸盐水泥的内容。3.4.14 减少混凝土化学腐蚀的重要途径是使用抗化学腐蚀的混凝土或在硅酸盐水泥中掺加矿物掺合料。在严重硫酸盐腐蚀环境作