水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究

前言

《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL／T 5057-1996）（以下簡(jiǎn)稱《水工96規(guī)范》）自1996年9月5日發(fā)布，至今已實(shí)施10年，它對(duì)保證我國(guó)水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量、推動(dòng)技術(shù)發(fā)展，發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。但在實(shí)施過(guò)程中，工程設(shè)計(jì)人員、科研人員提出許多寶貴意見(jiàn)或建議，如《水工96規(guī)范》考慮混凝土保護(hù)層厚度的影響是合理的，但存在著鋼筋用量增長(zhǎng)過(guò)多的問(wèn)題；按理論分析采用主拉應(yīng)力圖形面積確定配筋數(shù)量是合理的，但在設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用也是較難處理的；獨(dú)立牛腿承受豎向力所需的受拉鋼筋計(jì)算公式中，當(dāng)a≤0.3ho時(shí)，取a＝0.3ho進(jìn)行配筋計(jì)算，往往造成牛腿水平受拉縱筋配筋過(guò)多的不合理現(xiàn)象；配置抗沖切鋼筋混凝土板與無(wú)抗沖切鋼筋混凝土板在受沖切承載力計(jì)算上存在不銜接；鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力計(jì)算方法中存在抗力與作用有關(guān)的不合理現(xiàn)象；預(yù)應(yīng)力閘墩已廣泛應(yīng)用，但缺乏統(tǒng)一的設(shè)計(jì)原則等。為了能在新的《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL／T 5057-2009）修訂過(guò)程中，把上述問(wèn)題弄清楚，并提取出可靠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研成果寫(xiě)入規(guī)范，規(guī)范修訂組在深入研究《水工96規(guī)范》同時(shí)，廣泛收集各種資料、意見(jiàn)、建議，認(rèn)真吸收全國(guó)有關(guān)單位和專家的有益建議和寶貴經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)分析歸納，確定了《預(yù)應(yīng)力閘墩設(shè)計(jì)方法研究》、《牛腿試驗(yàn)與牛腿配筋計(jì)算公式改進(jìn)的研究》、《大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力關(guān)系研究》、《非桿件體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算原則研究》、《大保護(hù)層鋼筋混凝土梁正截面裂縫寬度的試驗(yàn)研究》、 《鋼筋混凝土裂縫開(kāi)展寬度與鋼筋應(yīng)力之間關(guān)系的試驗(yàn)》、《配置抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力試驗(yàn)研究》、《無(wú)抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計(jì)算方法改進(jìn)的研究》、《鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力計(jì)算方法改進(jìn)的研究》等20多項(xiàng)專題研究，經(jīng)過(guò)近兩年專題研究，取得了豐碩的成果，為《水工96規(guī)范》的修訂奠定了堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。此次專題研究?jī)?nèi)容豐富，形成了200多萬(wàn)字專題研究報(bào)告，由于篇幅所限，本書(shū)不能一一敘述，而是加以歸納整理，吸取了其中的精華，重點(diǎn)介紹了部分具有重要?jiǎng)?chuàng)新的研究?jī)?nèi)容和成果。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)是《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL／T5057-1996）修訂專題研究成果。全書(shū)系統(tǒng)介紹了新《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL／T5057-2009）采用的可靠度、設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析基本原則；詳細(xì)地闡述和討論了鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力計(jì)算方法和無(wú)抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計(jì)算方法，配置抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計(jì)算公式、裂縫開(kāi)展寬度計(jì)算公式、預(yù)應(yīng)力閘墩設(shè)計(jì)基本原則和計(jì)算公式，以及簡(jiǎn)單錨塊預(yù)應(yīng)力閘墩“應(yīng)力修正法”計(jì)算公式、獨(dú)立牛腿各種剪跨比條件下牛腿配筋計(jì)算公式，非桿件體系混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制驗(yàn)算原則、非桿件體系結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算原則等所進(jìn)行的結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)、數(shù)值仿真分析、公式的推導(dǎo)和提煉過(guò)程。　　書(shū)中所介紹的成果絕大部分已被寫(xiě)入DL／T5057-2009，對(duì)新的水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范理解和應(yīng)用具有重要幫助。本書(shū)可供工程設(shè)計(jì)人員、科研人員和工程管理人員閱讀，也可供其他有關(guān)專業(yè)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

白俊光，男，1963年出生，研究生畢業(yè)，博士學(xué)位，中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院副院長(zhǎng)兼總工程師，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國(guó)水利學(xué)會(huì)水工專委會(huì)委員，注冊(cè)咨詢師和注冊(cè)土木工程師（水工結(jié)構(gòu)）。長(zhǎng)期從事水電工程樞紐及水工建筑物、巖土工程設(shè)計(jì)研究及技術(shù)管理工作。曾任

書(shū)籍目錄

前言符號(hào)第1章　概述　1.1　水工混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　1.2　水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度　1.3　水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理　1.4　混凝土結(jié)構(gòu)分析基本原則　1.5　材料　參考文獻(xiàn)  第2章　鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力計(jì)算方法的改進(jìn)　2.1　概況　2.2　不同荷載形式的試驗(yàn)研究結(jié)果　2.3　受彎構(gòu)件受剪承載力計(jì)算方法的改進(jìn)　2.4　受彎構(gòu)件受剪承載力計(jì)算方法　2.5　算例分析　參考文獻(xiàn)第3章　無(wú)抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計(jì)算方法的改進(jìn)　3.1　概況　3.2　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)介　3.3　影響鋼筋混凝土板受沖切承載力的主要因素　3.4　無(wú)抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計(jì)算方法的改進(jìn)　3.5　算例分析　參考文獻(xiàn)第4章　配置抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計(jì)算　4.1　概況　4.2　配置抗沖切鋼筋混凝土板抗沖切試驗(yàn)　4.3　試驗(yàn)結(jié)果及分析　4.4　新的配置抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計(jì)算方法　4.5　算例分析　參考文獻(xiàn)第5章　大保護(hù)層鋼筋混凝土裂縫寬度驗(yàn)算  5.1　概況  5.2　大保護(hù)層鋼筋混凝土梁正截面裂縫寬度試驗(yàn)  5.3  大保護(hù)層鋼筋混凝土梁正截面裂縫寬度試驗(yàn)結(jié)果及分析  5.4　對(duì)比分析  5.5　梁底裂縫寬度  5.6　算例分析  參考文獻(xiàn)第6章　非桿件體系混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制驗(yàn)算  6.1　概況  6.2　混凝土裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力關(guān)系的試驗(yàn)  6.3　材料本構(gòu)關(guān)系  6.4　鋼筋混凝土有限元分析的工程實(shí)例  6.5　非桿件體系混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制驗(yàn)算原則  6.6　算例分析  6.7　小結(jié)  參考文獻(xiàn)第7章　預(yù)應(yīng)力閘墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的研究  7.1　概況  7.2　預(yù)應(yīng)力混凝土閘墩的結(jié)構(gòu)形式  7.3　基于模型試驗(yàn)的預(yù)應(yīng)力閘墩受力性能的研究  7.4　基于數(shù)值仿真分析的預(yù)應(yīng)力閘墩受力性能的研究  7.5　閘墩體內(nèi)錨固區(qū)受力性能分析  7.6　應(yīng)力修正法的研究  7.7　預(yù)應(yīng)力閘墩的預(yù)應(yīng)力作用  7.8　弧形閘門(mén)預(yù)應(yīng)力混凝土閘墩設(shè)計(jì)基本原則  7.9　工程實(shí)例  參考文獻(xiàn)第8章　獨(dú)立牛腿配筋計(jì)算技術(shù)  8.1　概況  8.2　小牛腿試件試驗(yàn)  8.3　大牛腿試件配筋試驗(yàn)  8.4　獨(dú)立牛腿結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算基本原則  8.5　算例分析  參考文獻(xiàn)第9章　非桿件體系結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)技術(shù)  9.1　概況……第10章　鋼筋混凝土耐久性參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（2）桿件體系結(jié)構(gòu)宜按空間體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析。對(duì)體形規(guī)則的空間桿件體系結(jié)構(gòu)，可沿柱列或墻軸線分解為不同方向的平面結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行分析，但宜考慮平面結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同工作。（3）現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和裝配整體式結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)、柱與基礎(chǔ)連接處等可作為剛接；梁、板與其支承構(gòu)件非整體澆筑時(shí)，可根據(jù)受力狀況確定為鉸接或固接。桿件的計(jì)算跨度或計(jì)算高度宜按其兩端支承長(zhǎng)度的中心距或凈距確定，并根據(jù)支承節(jié)點(diǎn)的連接剛度或支承反力的位置加以修正。當(dāng)桿件間連接部分的剛度遠(yuǎn)大于桿件中間截面的剛度時(shí)，用結(jié)構(gòu)力學(xué)法計(jì)算，應(yīng)作為剛域插入計(jì)算圖形。1.4.2 分析方法現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)分析方法可歸納為4類：線彈性理論計(jì)算方法、非線性理論計(jì)算方法、塑性理論計(jì)算方法和試驗(yàn)分析方法。計(jì)算分析時(shí)，可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、材料性能和受力特點(diǎn)等因素，選擇其中的一種或多種。不管用哪種分析方法，要想使計(jì)算結(jié)果可靠，符合規(guī)范可靠度要求，都應(yīng)遵循一定的基本原則。（1）用彈性力學(xué)分析桿件內(nèi)力，當(dāng)桿件的軸向、剪切和扭轉(zhuǎn)變形對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響不大時(shí)，可不考慮其對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響；當(dāng)結(jié)構(gòu)或桿件的變形對(duì)其內(nèi)力的二階效應(yīng)影響不大時(shí)，可不考慮二階效應(yīng)。若上述影響較大，則采用變形非線性分析方法。（2）桿件體系結(jié)構(gòu)線彈性分析時(shí)，構(gòu)件截面剛度可按均質(zhì)的混凝土全截面計(jì)算，但宜考慮混凝土開(kāi)裂、徐變等因素的影響予以折減；T形截面桿件的截面慣性矩宜考慮翼緣的有效寬度進(jìn)行計(jì)算，也可由截面矩形部分面積的慣性矩作修正后確定；端部加腋較大的桿件，應(yīng)考慮其剛度變化對(duì)結(jié)構(gòu)分析的影響。（3）桿件體系或非桿件體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性分析時(shí)，應(yīng)選擇可靠的材料本構(gòu)關(guān)系以及混凝土的單軸應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系、多軸強(qiáng)度和破壞準(zhǔn)則。（4）對(duì)非桿件體系結(jié)構(gòu)，用鋼筋混凝土有限單元法進(jìn)行非線性分析時(shí)，宜采用分離式或組合式單元模型及相應(yīng)的材料本構(gòu)關(guān)系。對(duì)桿件體系結(jié)構(gòu)，用桿件有限單元法進(jìn)行非線性分析時(shí)，可采用桿件單元及截面或構(gòu)件的本構(gòu)關(guān)系，也可采用鋼筋混凝土有限單元法進(jìn)行更詳細(xì)的分析。當(dāng)幾何非線性效應(yīng)不可忽略時(shí)，應(yīng)計(jì)入它對(duì)作用效應(yīng)的不利影響。（5）當(dāng)用鋼筋混凝土有限元單元法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，裂縫控制驗(yàn)算時(shí)應(yīng)考慮鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移。在裂縫形成之前，鋼筋和混凝土之間可認(rèn)為完全粘結(jié)，不發(fā)生粘結(jié)滑移。裂縫形成之后，裂縫模型可取為離散式或涂抹（分布）式。如需模擬鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)滑移，可在鋼筋與混凝土之間設(shè)置粘結(jié)單元或粘結(jié)結(jié)合面單元。裂縫控制驗(yàn)算時(shí)，可用鋼筋混凝土有限元程序直接得出裂縫的分布與裂縫的寬度；對(duì)能事先確定裂縫間距的結(jié)構(gòu)，裂縫寬度也可由裂縫區(qū)域中一個(gè)裂縫間距兩端的相對(duì)位移確定。

編輯推薦

《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究》為中國(guó)水利水電出版社出版。

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