水工钢筋混凝土 (3)

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1、第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述 第八章第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 概概 述述在概述中将说明下面在概述中将说明下面5 5个问题：个问题：正常使用极限状态重要性正常使用极限状态重要性结构的极限状态分类结构的极限状态分类 哪些构件要求抗裂？（绝大多数构件带裂缝工作）哪些构件要求抗裂？（绝大多数构件带裂缝工作）哪些构件要求变形验算？哪些构件要求变形验算？正常使用与承载能力极限状态可靠度的比较正常使用与承载能力极限状态可靠度的比较抗裂验算与裂缝宽度验算之间的关系抗裂验算与裂缝宽度验算之间的关系第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限

2、状态验算 8.1 概 述1 1、正常使用极限状态重要性、正常使用极限状态重要性: :从钢筋混凝土设计理论看正常使用极限状态重要性。从钢筋混凝土设计理论看正常使用极限状态重要性。钢筋混凝土设计理论经历了三个阶段：钢筋混凝土设计理论经历了三个阶段：容许应力法容许应力法破损阶段法破损阶段法极限状态法极限状态法第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述v容许应力法的缺陷容许应力法的缺陷假定混凝土为线性材料不符合实际。假定混凝土为线性材料不符合实际。容许应力取值依靠经验，曾多次提高。容许应力取值依靠经验，曾多次提高。无法用实验验证设计是否可靠。无法用实验验证设计是否可靠。无法得到总的可靠

3、度概念。无法得到总的可靠度概念。无法得到正常使用时的状态，如裂缝宽度与变形。无法得到正常使用时的状态，如裂缝宽度与变形。v破损阶段法的缺陷破损阶段法的缺陷无法了解正常使用阶段是否满足要求，裂缝与变形无法了解正常使用阶段是否满足要求，裂缝与变形。v极限状态法：极限状态法： 分承载能力与正常使用二种极限状态：分承载能力与正常使用二种极限状态：承载能力极限状态破损阶段法承载能力极限状态破损阶段法正常使用极限状态抗裂与裂缝宽度、变形正常使用极限状态抗裂与裂缝宽度、变形第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述从设计的控制条件看正常使用极限状态重要性。从设计的控制条件看正常使用极限状态重

4、要性。在设计时，先进行承载能力极限状态的计算，确定钢在设计时，先进行承载能力极限状态的计算，确定钢筋用量；然后进行正常使用极限状态验算。筋用量；然后进行正常使用极限状态验算。 以受弯构件为例：以受弯构件为例：承载能力：承载能力：正截面抗弯：纵向受力钢筋正截面抗弯：纵向受力钢筋 斜截面抗剪：箍筋、弯起钢筋斜截面抗剪：箍筋、弯起钢筋 斜截面抗弯：有弯起钢筋时，斜截面抗弯：有弯起钢筋时，抵抗弯矩图抵抗弯矩图正常使用：抗裂设计：抗裂验算正常使用：抗裂设计：抗裂验算 限裂设计：裂缝宽度限裂设计：裂缝宽度 抗裂或限裂设计：变形验算抗裂或限裂设计：变形验算 8.1 概 述第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状

5、态验算 但对水工混凝土结构，但对水工混凝土结构，正常使用极限状态往往是控制状态。正常使用极限状态往往是控制状态。 8.1 概 述第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算三峡船闸三峡船闸 8.1 概 述第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算输水隧洞输水隧洞闸室中心线结构锚杆衬砌墙衬砌墙 闸室闸室长闸室闸室长12.0m 高高47.2m 在在127.75m和和142.75m高程处高程处墙内设两道水平墙内设两道水平结构缝结构缝 引水隧洞衬砌：在岩石上开挖，衬砌是防止渗漏，减小引水隧洞衬砌：在岩石上开挖，衬砌是防止渗漏，减小水阻力。水阻力。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述

6、v三峡直埋式蜗壳三峡直埋式蜗壳蜗壳作用：水从引水管道蜗壳作用：水从引水管道蜗壳蜗壳水轮机水轮机尾水管。尾水管。蜗壳种类：钢筋混凝土蜗壳、金属蜗壳。蜗壳种类：钢筋混凝土蜗壳、金属蜗壳。蜗壳埋设：保压、垫层、直埋。蜗壳埋设：保压、垫层、直埋。三峡采用金属蜗壳，左岸采用保压、右岸采用垫层。三峡采用金属蜗壳，左岸采用保压、右岸采用垫层。右岸右岸1515号机采用直埋蜗壳，蜗管按明管设计。号机采用直埋蜗壳，蜗管按明管设计。外围混凝土钢筋布置，不是为承载能力，而是控制裂外围混凝土钢筋布置，不是为承载能力，而是控制裂缝，即钢筋用量及布置由正常使用极限状态所控制。缝，即钢筋用量及布置由正常使用极限状态所控制。第

7、八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述(1:100)吊物孔2#楼梯间钢管中心线机组中心线蜗壳进人廊道56.0056.0021212402506075200758082054.76553.5150.0050.9251.5052.2249.50蜗壳第一层钢筋平面图401540154015401540154015401540153615401540154015401540154015401540401540404040154015401540153220402032203220322040154015322032202401

8、5第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述混凝土板高混凝土板高13.5m底层钢筋：一排底层钢筋：一排20根直径根直径36/m四排四排10根直径根直径36/m一排一排10根直径根直径36/m一排一排5根直径根直径36/m龙开口底板龙开口底板第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述2 2、结构的极限状态分为两类：、结构的极限状态分为两

9、类：v承载能力极限状态承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载力或不适应承载的过大变结构或构件达到最大承载力或不适应承载的过大变形。形。超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性要超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性要求。求。对各种结构构件都应进行该极限状态设计。对各种结构构件都应进行该极限状态设计。采用采用荷载设计值荷载设计值及材料及材料强度设计值强度设计值。荷载效应采用荷载效应采用基本组合基本组合及及偶然组合偶然组合。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述v正常使用极限状态：正常使用极限状态：结构构件达到影响正常使用或耐久性能的某项规定限值。结构构件达到影响正常使

10、用或耐久性能的某项规定限值。采用荷载标准值及材料强度标准值。采用荷载标准值及材料强度标准值。荷载效应采用标准组合。荷载效应采用标准组合。一般只对持久状况进行验算。一般只对持久状况进行验算。验算内容验算内容：抗裂验算、裂缝宽度验算及变形验算。：抗裂验算、裂缝宽度验算及变形验算。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述v抗裂验算范围抗裂验算范围（哪些构件要求抗裂设计？）：（哪些构件要求抗裂设计？）：承受水压的轴拉、小偏拉构件承受水压的轴拉、小偏拉构件发生裂缝后引起严重渗漏构件。发生裂缝后引起严重渗漏构件。v裂缝宽度验算范围：裂缝宽度验算范围： 一般钢筋混凝土构件。绝大多数构件是带

11、裂缝工作的。一般钢筋混凝土构件。绝大多数构件是带裂缝工作的。v变形验算范围变形验算范围（哪些构件要求变形验算？）（哪些构件要求变形验算？） ：严格限制变形的构件。如：严格限制变形的构件。如：吊车梁，挠度过大时会妨碍吊车正常行驶；吊车梁，挠度过大时会妨碍吊车正常行驶；门机轨道梁，挠度过大时会妨碍门机正常行驶；门机轨道梁，挠度过大时会妨碍门机正常行驶；闸门顶梁，变形过大时会使闸门顶梁与胸墙底梁之间止闸门顶梁，变形过大时会使闸门顶梁与胸墙底梁之间止水失效。水失效。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述v裂缝宽度验算的目的：裂缝宽度验算的目的：一般的钢筋混凝土构件总是带裂缝工作的