SL191水工鋼筋混凝土設計規(guī)范宣貫要點

1、sl191-2008水工混凝土結構設計規(guī)范宣貫要點sl191-2008水工混凝土結構設計規(guī)范對sdj20-78和sl/t191-96兩規(guī)范進行了整合，對部分條文進行了合理修訂，并補充了新的內(nèi)容。sl191-2008修訂的主要內(nèi)容有：1 結構構件的安全度表達，在考慮荷載與材料強度的不同變異性的基礎上，采用經(jīng)多系數(shù)分析的安全系數(shù)k的表達方式；2 對環(huán)境類別的劃分進行了調(diào)整；對結構設計的耐久性要求作了補充；3 按照新的鋼材國家標準，取消了熱處理鋼筋，對鋼筋的品種進行了調(diào)整；對混凝土和鋼筋的材料性能設計指標作了修訂；4 斜截面承載力計算公式由原規(guī)范的兩個公式改為一個公式；受沖切承載力計算增加了考慮荷載

2、作用面積影響等因素；5 對大保護層厚度構件裂縫寬度的計算公式進行了修正；增加了非桿件體系鋼筋混凝土結構通過限制鋼筋應力來間接控制裂縫寬度的規(guī)定； 6 增加了小剪跨比的牛腿配筋計算公式；對壁式連續(xù)牛腿單位長度吊車輪壓的計算方法作了調(diào)整；7 增加了具有水工特點的閘門門槽、水電站鋼筋混凝土蝸殼、尾水管和壩體內(nèi)孔洞的設計構造要求。sl191-2008規(guī)范所替代標準的歷次版本為：sdj20-78sl/t191-96一、荷載效應組合設計值計算sl191-2008引入荷載效應組合系數(shù)，相當于sl/t191-96規(guī)范荷載分項系數(shù)，但略有不同。1.荷載類別建筑結構荷載規(guī)范gb50009-2001將荷載分為永久荷

3、載、可變荷載、偶然荷載3類。水工建筑物荷載設計規(guī)范dl5077-1997附錄a列舉水工結構常用荷載分類。水工混凝土結構設計規(guī)范sl191-2008把永久荷載分為兩類：一類是變異性很小的自重、設備重等，它所產(chǎn)生的荷載效應用表示；另一類為變異性稍大的土壓力、圍巖壓力等，其荷載效應用表示。可變荷載也分為兩類：一類是一般可變荷載，其荷載效應用表示；另一類是可嚴格控制其不超出規(guī)定限值的可變荷載（或稱為“有界荷載”），如按制造廠家銘牌額定值設計的吊車輪壓，以滿槽水位設計時的水壓力等，其荷載效應用表示。 2.荷載效應組合設計值承載能力極限狀態(tài)計算時，荷載效應組合設計值s應按下列規(guī)定計算：(1 )

4、基本組合當永久荷載對結構起不利作用時：  s1.05sg1k1.20sg2k1.20sq1k1.10sq2k當永久荷載對結構起有利作用時：  s0.95sg1k0.95sg2k1.20sq1k1.10sq2k式中 sg1k 自重、設備等永久荷載標準值產(chǎn)生的荷載效應； sg2k 土壓力、淤沙壓力及圍巖壓力等永久荷載標準值產(chǎn)生的荷載效應； sq1k 一般可變荷載標準值產(chǎn)生的荷載效應； sq2k 可控制其不超出規(guī)定限值的可變荷載標準值產(chǎn)生的荷載效應。 (2 ) 偶然組合 s1.05sg1k1.20sg2k1.20sq1k1.10sq2k1.0sak式中 sak 偶然荷載

5、標準值產(chǎn)生的荷載效應。荷載效應組合系數(shù)：(1) 自重、設備等永久荷載 對結構起不利作用時：1.05對結構起有利作用時： 0.95(2) 土、淤沙及圍巖壓力等永久荷載對結構起不利作用時：1.20對結構起有利作用時： 0.95(3) 一般可變荷載 1.20(4) 可控可變荷載 1.10(5) 偶然荷載 1.0二、環(huán)境類別劃分 結構的耐久性要求及裂縫控制與結構所處環(huán)境條件有很大關系。sl/t191-96將水工建筑物的環(huán)境類別劃分為一至四類，為了進一步將淡水水位變化區(qū)與海水水位變化區(qū)、淡水水下區(qū)與海水水下區(qū)等不同的侵蝕程度加以區(qū)分，sl191-2008將環(huán)境類別劃分為一至五類，以期

6、更符合工程實際情況。不同的環(huán)境條件類別，要求不同的耐久性設計。表3.1.8 水工混凝土結構所處的環(huán)境類別環(huán)境類別環(huán) 境 條 件一室內(nèi)正常環(huán)境二室內(nèi)潮濕環(huán)境；露天環(huán)境；長期處于水下或地下的環(huán)境三淡水水位變化區(qū)；有輕度化學侵蝕性地下水的地下環(huán)境；海水水下區(qū)四海上大氣區(qū)；輕度鹽霧作用區(qū)；海水水位變化區(qū)；中度化學侵蝕性環(huán)境五使用除冰鹽的環(huán)境；海水浪濺區(qū)；重度鹽霧作用區(qū)；嚴重化學侵蝕性環(huán)境注1：海上大氣區(qū)與浪濺區(qū)的分界線為設計最高水位加1.5m；浪濺區(qū)與水位變化區(qū)的分界線為設計最高水位減1.0m；水位變化區(qū)與水下區(qū)的分界線為設計最低水位減1.0m；重度鹽霧作用區(qū)為離漲潮岸線50m內(nèi)的陸上室外環(huán)境；輕度鹽

7、霧作用區(qū)為離漲潮岸線50m至500m內(nèi)的陸上室外環(huán)境；注2：凍融比較嚴重的二、三類環(huán)境條件下的建筑物，可將其環(huán)境類別分別提高為三、四類；注3：化學侵蝕性程度的分類見本規(guī)范表3.3.9。三、混凝土和鋼筋強度設計值sl191-2008與sl/t191-96混凝土和鋼筋強度設計值不同。表4.1.5 混凝土強度設計值（n/mm2）強度種類符號混凝土強度等級c15c20c25c30c35c40c45c50c55c60軸心抗壓7.29.611.914.316.719.121.123.125.327.5軸心抗拉0.911.101.271.431.571.711.801.891.962.04注：計算現(xiàn)澆鋼筋混

8、凝土軸心受壓和偏心受壓構件時，如截面的長邊或直徑小于300mm，則表中的混凝土強度設計值應乘以系數(shù)0.8；當構件質(zhì)量（如混凝土成型、截面和軸線尺寸等）確有保證時，可不受此限制。混凝土強度設計值取為混凝土強度標準值除以混凝土材料性能分項系數(shù)。sl/t19196混凝土的材料性能分項系數(shù)=1.35，與國內(nèi)外相關規(guī)范的取值相比，取值偏低。gb 50010-2002取=1.4；美國規(guī)范aci 318-05取=1/=1/0.65=1.54；歐洲規(guī)范和英國規(guī)范取=1.5。本次修訂時將從1.35提高到1.4，相應的混凝土強度設計值與gb 50010-2002的取值相同。表4.2.31 普通鋼筋強度設計值（n/

9、mm2）種 類符號熱軋鋼筋hpb235210210hrb335300300hrb400360360rrb400360360注：在鋼筋混凝土結構中，軸心受拉和小偏心受拉構件的鋼筋抗拉強度設計值大于300n/mm2時，仍應按300n/mm2取用。為適當提高安全度設置水平，參考gb 50010-2002規(guī)范的規(guī)定，將hrb 335級鋼筋的材料性能分項系數(shù)由sl/t191-96的1.08提高為1.1。這樣， hpb235、hrb335和hrb400這三個級別的熱軋鋼筋的材料性能分項系數(shù)都取為1.1。四、承載力安全系數(shù)sl191-2008將sl/t191-96中3個系數(shù)可合并為一個，即承載力安全系數(shù)k，

10、其中，為結構系數(shù)，為結構重要性系數(shù)，為設計狀況系數(shù)。安全系數(shù)k見表3.2.4，與水工建筑物級別、荷載效應組合及結構受力特點相關。表3.2.4 混凝土結構構件的承載力安全系數(shù)k水工建筑物級別12、34、5荷載效應組合基本組合偶然組合基本組合偶然組合基本組合偶然組合鋼筋混凝土、預應力混凝土1.351.151.201.001.151.00素混凝土按受壓承載力計算的受壓構件、局部承壓1.451.251.301.101.251.05按受拉承載力計算的受壓、受彎構件2.201.902.001.701.901.60注1：水工建筑物的級別應根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標準（sl 252-2000）確定；注2

11、：結構在使用、施工、檢修期的承載力計算，安全系數(shù)k應按表中基本組合取值；對地震及校核洪水位的承載力計算，安全系數(shù)k應按表中偶然組合取值；注3：當荷載效應組合由永久荷載控制時，表列安全系數(shù)k應增加0.05；注4：當結構的受力情況較為復雜、施工特別困難、荷載不能準確估計、缺乏成熟的設計方法或結構有特殊要求時，承載力安全系數(shù)k宜適當提高。五、斜截面承載力計算sl191-2008第6.5.3條 矩形、t形和i形截面的受彎構件，其斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定：1 當僅配有箍筋時ft混凝土軸心抗拉強度設計值（n/mm2），注：對承受集中力為主的重要的獨立梁，式中的系數(shù)0.7應改為0.5，系數(shù)1.25應改

12、為1.0。96規(guī)范 有集中力時， fc混凝土軸心抗壓強度設計值（n/mm2），x剪跨比。本次修訂時，通過對國內(nèi)外各主要混凝土結構設計規(guī)范的分析和試驗資料的對比，在sl/t191-96計算方法的基礎上，對混凝土項受剪承載力計算公式進行了以下兩點修訂：1） 將混凝土項受剪承載力計算公式中的混凝土強度設計指標由改為表達，以適應從低強到高強混凝土構件受剪承載力的變化，避免采用時使高強混凝土構件的受剪承載力計算偏不安全。2） 將混凝土項受剪承載力計算公式合為一個，取消集中荷載作用為主的獨立梁計算中剪跨比對受剪承載力的影響，對承受集中力為主的重要的獨立梁，式中的系數(shù)0.7應改為0.5，系數(shù)1.25應改為1

13、.0。6.5.4 不配置抗剪鋼筋的實心板，其斜截面的受剪承載力應符合下列規(guī)定： 式中 截面高度影響系數(shù)：當800mm時，取=800mm；當2000mm時，取=2000mm。對不配置腹筋的厚板的斜截面受剪承載力計算公式，增加了截面高度影響系數(shù)，以考慮截面的尺寸效應影響。當截面有效高度超過2000mm后，其截面受剪承載力還可能降低，但對此試驗研究尚不充分，未能作出進一步規(guī)定。六、正截面裂縫寬度控制驗算sl/t191-96最大裂縫寬度wmax計算公式為：wmax = 與sdj20-78相比，增加了混凝土保護層厚度c這一因素。工程設計表明，當混凝土保護層厚度較大時，sl/t191-96的裂縫寬度計算值

14、比sdj20-78偏大較多，會出現(xiàn)鋼筋用量由裂縫寬度限制條件控制，比承載力所需鋼筋用量增加很多的情況。關于裂縫計算公式，08規(guī)范結合試驗研究和工程實際，進行了以下幾方面的修正：1 將96規(guī)范中的構件受力特征系數(shù)1、鋼筋表面形狀系數(shù)2和荷載長期作用影響系數(shù)3簡化整合成綜合影響系數(shù)。受彎和偏心受壓構件2.1；偏心受拉構件2.4；軸心受拉構件2.7。2 配置帶肋鋼筋的矩形、t形及i形截面受拉、受彎和偏心受壓鋼筋混凝土構件，在荷載效應標準組合下的最大裂縫寬度wmax（mm）可按下式計算： sl/t191-96和sdj20-78均沒有非桿件體系結構的裂縫寬度驗算方法，08規(guī)范適應工程需要，在參考國外規(guī)范

15、的基礎上，提出了非桿件體系結構通過控制鋼筋應力間接控制裂縫寬度的驗算方法?？刂剖芾摻畹膽?。一般情況下，按荷載標準值計算的受拉鋼筋應力sk宜符合下式規(guī)定： sk s fyk 式中 sk按荷載標準值計算得出的受拉鋼筋應力（n/mm2）s考慮環(huán)境影響和荷載長期作用的綜合影響系數(shù)，s=0.50.7，對一類環(huán)境取大值，對四類環(huán)境取小值；鋼筋的抗拉強度標準值（n/mm2）。例題1 受彎構件配筋（4級建筑物）某小型泵站（4級建筑物）內(nèi)有一單跨簡支板，板厚80mm(保護層厚度取15mm)，計算跨度l0=3.0m，承受均布恒荷載標準值gk=2kn/m2(包括板自重)，均布活荷載標準值qk=3kn/m2,混凝

16、土強度等級c20，級鋼筋，求板的縱向鋼筋？11按sl/t191-96計算解：(1) 有關系數(shù)96規(guī)范4.1.3條規(guī)定4級建筑物的安全級別為級，4.2.1條規(guī)定重要性系數(shù)0=0.9，持久狀況系數(shù)=1.0，結構系數(shù)d=1.2， 規(guī)范附錄b永久荷載分項系數(shù)g=1.05，可變荷載q=1.20， 砼、鋼筋強度設計值fc=10n/mm2，fy=210 n/mm2（2）彎矩設計值計算 取1000mm 板帶作為計算單元，h0=65mm m=0(g gk+qqk)l02/8 =1.0×0.9×(1.05×2+1.2×3)×3.02/8=5.77 kn·

17、m （3）配筋計算 as=d*m/fc/b/h02=1.2*5.77*105/10/1000/652=0.1639=1-(1-2*as)1/2=0.180as=fc*b*h0/fy=557.5 mm2按sl191-2008計算解：(1) 有關系數(shù)08規(guī)范3.2.4條規(guī)定4級建筑物、基本組合的安全系數(shù)k=1.15，3.2.4條永久荷載對結構不利時：自重、設備等永久荷載系數(shù) 1.05，一般可變荷載系數(shù) 1.20砼、鋼筋強度設計值fc=9.6n/mm2，fy=210 n/mm2（2）彎矩設計值計算 取1000mm 板帶作為計算單元，h0=65mm（沒有計算鋼筋直徑，不精確！） m=(g gk+qqk

18、)l02/8 =(1.05×2+1.2×3)×3.02/8=6.41 kn·m（3）配筋計算as=k*m/fc/b/h02=1.15*6.41*105/9.6/1000/652=0.1817=1-(1-2*as)1/2=0.202as=fc*b*h0/fy=600.2 mm2相差42.7mm2，約為7.7例題2 受彎構件配筋（1級建筑物） 某大型泵站（1級建筑物）內(nèi)有一單跨簡支板，板厚80mm(保護層厚度取15mm)，計算跨度l0=3.0m，承受均布恒荷載標準值gk=2kn/m2(包括板自重)，均布活荷載標準值qk=3kn/m2,混凝土強度等級c20，級

19、鋼筋，求板的縱向鋼筋？18按sl/t191-96計算解：(1) 有關系數(shù)96規(guī)范4.1.3條規(guī)定4級建筑物的安全級別為級，4.2.1條規(guī)定重要性系數(shù)0=1.1，持久狀況系數(shù)=1.0，結構系數(shù)d=1.2， 規(guī)范附錄b永久荷載分項系數(shù)g=1.05，可變荷載q=1.20， 砼、鋼筋強度設計值fc=10n/mm2，fy=210 n/mm2（2）彎矩設計值計算 取1000mm 板帶作為計算單元，h0=65mm m=0(g gk+qqk)l02/8 =1.0×1.1×(1.05×2+1.2×3)×3.02/8=7.05 kn·m （3）配筋計算

20、as=d*m/fc/b/h02=1.2*7.05*105/10/1000/652=0.20=1-(1-2*as)1/2=0.225as=fc*b*h0/fy=697.7mm2按sl191-2008計算解：(1) 有關系數(shù)08規(guī)范3.2.4條規(guī)定1級建筑物、基本組合的安全系數(shù)k=1.35，3.2.4條永久荷載對結構不利時：自重、設備等永久荷載系數(shù) 1.05，一般可變荷載系數(shù) 1.20砼、鋼筋強度設計值fc=9.6n/mm2，fy=210 n/mm2（2）彎矩設計值計算 取1000mm 板帶作為計算單元，h0=65mm m=(g gk+qqk)l02/8 =(1.05×2+1.2

21、5;3)×3.02/8=6.41 kn·m（3）配筋計算as=k*m/fc/b/h02=1.35*6.41*105/9.6/1000/652=0.213=1-(1-2*as)1/2=0.242as=fc*b*h0/fy=720.2 mm2相差22.5mm2，約為3.2例題3 受彎構件裂縫寬度驗算(厚板)某中型水閘(3級建筑物)，閘底板厚1.5m，c25混凝土，短期組合彎矩標準值 ms560.00kn·m，長期組合彎矩標準值 ms448.00kn·m，由承載力計算，實配8根d20級鋼筋，受拉鋼筋面積 as2513mm2，混凝土保護層厚c=60mm，裂縫寬度

22、計算。按sl/t191-96計算解：(1) 確定有關系數(shù)=1.0，d=1.2,0=1.0（安全級別級），2類環(huán)境下max=0.30mm(短期), max=0.25mm（長期），11.0(受彎構件)，21.0(級鋼筋)，3s1.5(短期)，3l1.6(長期)，es=2×105n/mm2(級鋼筋)。(2) 計算最大裂縫寬度b=1000mm， h=1500mm， c60mm，a=60+20/2=70mm配縱向受拉鋼筋為820，as=2531mm2混凝土有效受拉面積: ate=2ab=2×70×1000=140000mm2 te=as/ate=2531/140000=0.

23、0181<0.03 ，te=0.03h0=1500-70=1430mm短期組合下：ss=max=0.329mm>max =0.30mm不滿足要求長期組合下：ss=max=0.281mm>max=0.25mm不滿足要求按sl191-2008計算解：(1) 有關系數(shù)2類環(huán)境下max=0.30mm，考慮構件受力特征和荷載長期作用的綜合影響系數(shù)，對受彎構件取 2.1，級鋼筋es=2×105n/mm2。（2）計算最大裂縫寬度b=1000mm， h=1500mm， c60mm，a=60+20/2=70mm配縱向受拉鋼筋為820，as=2531mm2（2513）混凝土有效受拉面積

24、: ate=2ab=2×70×1000=140000mm2 縱向受拉鋼筋的有效配筋率 teasate2531（2513）/140000=0.0181 當te0.03時，取te0.03 受拉鋼筋應力 skmk（560）(0.87×ho×as)177.85nmm2 受彎構件最大裂縫寬度max×skes×(30c0.07dte)2.1×177.85×(30600.07*20/0.03)21050.255mm最大裂縫寬度允許值0.30mm 裂縫寬度滿足要求例題4 受彎構件裂縫寬度驗算(普通梁)某中型水閘(3級水工建筑物)，

25、矩形截面（b×h=200×500mm2）的c25混凝土簡支梁，處于露天環(huán)境，跨度為l0=4.5m，使用期間承受均布線性荷載，其中永久荷載標準值為gk=17.5kn/m（含自重），可變荷載標準值qk=11.5kn/m，由承載力計算，截面配縱向受拉鋼筋為416，as=804mm2，混凝土保護層厚c=35mm，裂縫寬度進行計算。按sl/t191-96計算解：(1) 確定有關系數(shù)=1.0，d=1.2,0=1.0（安全級別級），2類環(huán)境下max=0.30mm(短期), max=0.25mm（長期），11.0(受彎構件)，21.0(級鋼筋)，3s1.5(短期)，3l1.6(長期)，es

26、=2×105n/mm2(級鋼筋)，可變荷載標準值的長期組合系數(shù)取0.5。(2) 計算ms，ml ms=0 (gk+ qk) l02=1.0×(17.5+11.5)×4.52=73.41kn·mml=0 (gk+ qk) l02=1.0×(17.5+0.5×11.5)×4.52=58.85kn·m（3）計算最大裂縫寬度c35mm，a=35+16/2=43mm混凝土有效受拉面積: ate=2ab=2×43×200=17200mm2 te=as/ate=804/17200=0.0467>0.03

27、 h0=500-43=457mm短期組合下：ss=max=0.24mm<max =0.30mm長期組合下：ss=max=0.206mm<max=0.25mm裂縫寬度滿足要求按sl191-2008計算解：(1) 有關系數(shù)2類環(huán)境下max=0.30mm，考慮構件受力特征和荷載長期作用的綜合影響系數(shù)，對受彎構件取 2.1，級鋼筋es=2×105n/mm2。(2) 計算ms，ml mk= (gk+ qk) l02=(17.5+11.5)×4.52=73.41kn·m(3) 計算最大裂縫寬度c35mm，a=35+16/2=43mm混凝土有效受拉面積: ate=2

28、ab=2×43×200=17200mm2 te=as/ate=804/17200=0.0467>0.03 h0=500-43=457mm 受拉鋼筋應力 skmk(0.87×ho×as)229.6nmm2 受彎構件最大裂縫寬度max×skes×(30c0.07dte)2.1×229.6×(30350.07*16/0.0467)21050.215mm最大裂縫寬度允許值0.30mm 裂縫寬度滿足要求矩形截面梁正截面受彎配筋名稱水工建筑物級別基本組合、偶然組合砼結構構件的承載力安全系數(shù)彎矩梁寬梁高保護層厚度兩排鋼筋凈距砼抗壓強度設計值受拉鋼筋強度鋼筋彈性模量受拉側(cè)受壓側(cè)狀態(tài)符號kmbhcceaafcfyesasas單位n.mmmmmmmmmmmmmmmmn/mn/m n/mm2mm2mm2例題1 受彎構件配筋（4級建筑物）4基本組合1.156.41e+061000 80 150015