EM1110-2-2104--水工钢筋溷凝土结构强度设计--中文稿

1、.内部资料注意保存国外水电标准译文水工钢筋混凝土结构强度设计Strengthdesignforreinforced-concretehydraulicstructures美EM1110-2-2104（2003年修订版）中国水电工程顾问集团公司编译二五年八月工程师手册编号：1110-2-21042003年8月20日修订工程与设计水工钢筋混凝土结构强度设计（EM11110-2-2104，1992年颁布）2003年第一次修订（本次修订是针对1992年6月30日颁布的EMll10-2-2104中第3章的正文和图表。此外，还增加了第3章的条文说明）美国陆军工程师团编译者序水工混凝土结构设计规范DLT5057-1996颁布执行近九年，为推动可靠度理论在水电工程中的应用，并为进一步修订水工钢筋混凝土结构设计规范（DLT5057-1996）奠定基础，中国水电工程顾问集团公司组织翻译美国陆军工程师团的工程师手册水工钢筋混凝土结构强度设计（EM1110-2-2104）（2003年修订版）。我国混凝土结构设计规范（GB50010-2002）在条文说明7.7中专门指出对美国混凝土学会编制的美国混凝土结构建筑规

2、范ACI318有所借鉴。而美国陆军工程师团的工程师手册水工钢筋混凝土结构强度设计（EMll10-2-2104）与美国混凝土学会的美国混凝土结构建筑规范（ACI318-02）二者有着紧密的联系。EMll10-2-2104几乎处处引用ACI318，但不重复叙述。所以在用EMll10-2-2104时，要同时放一本ACI138规范在手边一起用。EMll10-2-2104反映水工结构特殊性是采用水力系数“Hl.3（对直接受拉的构件万Hl.65），在条文说明中指出H1.3的来历是：在过去使用允许应力设计方法时，水工结构中的混凝土构件的允许应力从0.45c减至0.35c而0.45/0.35大约是H值3。EMll10-2-2104-2003年版在“l-4背景”里阐述了一个观点，以前采用多荷载系数，使得计算工作量大，所以2003年版允许用单荷载系数,这反映了一种尽量简化的设计思想。在采用系数尽量简化的同时对公式的推导却不惜笔墨,力求要使用者明白，如在附件B的推导。在美国规范公式的推导和应用中,偏好利用应变三角形相似的关系。在附录C的算例中，已知截面和钢筋，校核承载能力，其算法与我国规范明显不同的是用应变

3、三角形相似的关系，以sy校验钢筋屈服先于混凝土开裂。这有利于对概念的理解和应用。EMll10-2-2104提供了应用算例，通过算例使规范的条文具体化了，方便了对该手册的学习应用。本手册由中国水电工程顾问集团公司组织编译，主要供内部参考使用。在中国水电工程集团公司周建平总工程师的指导下,由水利水电勘测设计标准化信息网组织翻译,并在西北勘测设计研究院的大力支持下，保证了编译工作的顺利进行。本手册由西北勘测设计研究院赵书丽、陈明莉、李可佳翻译,杨超校核,冯兴中技审;北京勘测设计研究院刘更新、陈建苏统校、编辑。对给予本手册编译过程中支持和关心的人员，特此表示感谢！由于时间仓促,水平有限,在编译过程中可能存在不少问题在所难免,希望大家指正,并在此表示由衷谢意！目录第1章前言(1)1-1用途(1)1-2适用性(1)1-3参考文献(1)1-4背景(1)1-5一般规定(2)1-6范围(2)1-7计算机程序(2)1-8废除(2)第2章配筋的细部设计(3)2-1概述(3)2-2质量(3)2-3锚固、钢筋设置和接头(3)2-4弯钩与弯筋(3)2-5钢筋的间距(3)2-6钢筋的混凝土保护(3)2-7搭接(4)

4、2-8温度和收缩钢筋(4)第3章强度及适用性(5)3-1总则(5)3-2稳定性分析(5)3-3需要的强度(5)3-4钢筋的设计强度(8)3-5最大受拉钢筋(8)3-6变形与开裂的控制(9)3-7墙的最小厚度(9)强度及适用性条文说明(9)C3-1总则(9)C3-2稳定性分析(11)C3-3需要的强度(11)第4章弯曲和轴向荷载(15)4-1设计假定和一般规定(15)4-2受弯和受压能力-仅对受拉钢筋(15)4-3受弯和受压能力-受拉和受压钢筋(16)4-4受弯和受拉能力(18)4-5双轴弯曲和轴向荷载(18)第5章剪切(19)5-1抗剪强度(19)5-2特殊直线构件的抗剪强度(19)5-3孤形构件的抗剪强度(19)5-4经验方法(19)附件A符号(20)附件B弯曲荷载和轴向荷载的公式推导(21)附录C验证实例(28)附录D设计实例(32)附录E相互作用图(38)附录F具有双向弯曲的轴向荷载的实例(41)第1章前言1-1用途本手册为采用强度设计法设计水工钢筋混凝土结构提供指导。1-2适用性本手册适用于所有负责土木工程的美国陆军工程师团总部/总工程师办公室所有部门、主要的下属单位、分区、实

5、验室以及现场作业活动。1-3参考文献a.EM1110-l-2101,结构设计的工作应力。b.EMl110-2-2902，水道、涵洞以及管道。c.CW-03210,混凝土配筋用的钢筋、焊接钢筋网和附件的土建工程施工准则规范。d.ACI318（美国混凝土协会），钢筋混凝土建筑规范及条文说明，Box19150，RedfordStation，Detroit，MI48219。e.ACI350R（美国混凝土学会），环境工程混凝土结构，Box19150，RedfordStation，Detroit，MI48219。f.ASTMA61589（美国材料试验学会）,混凝土配筋用的变形和光面坯段钢钢筋的标准规范,1916RaceSt.，Philadelphia,PA19103。g.AWSDl.4-790（美国焊接学会），结构焊接规范-钢筋，550NWLeJeuneRD.，P.O.Box351040,Miami,FL33135。h.美国陆军工程师团水道试验站技术报告SL-80-4（Jul.1980）,水工钢筋混凝土结构的强度设计，报告1:初步强度设计准则,3909HallsFerryRoad,Vicksbur

6、g,NS39180。i.美国陆军工程师团水道试验站技术报告SL-80-4（Sep.1981），水工钢筋混凝土结构的强度设计,报告2:用于设计和分析受弯曲和轴向组合荷载作用的水工钢筋混凝土结构构件的设计辅助工具，3909HallsFerryRoad,Vicksburg,NS39180。j.美国陆军工程师团水道试验站技术报告SL-80-4（Sep.1981），水工钢筋混凝土结构的强度设计，报告3:T型墙设计,3909HallsFerryRoad,Vicksburg,NS39180。1-4背景a.水工钢筋混凝土结构物是受下列一种或多种影响的结构：浸没，波浪作用，射流，化学污染的空气，以及恶劣的气候条件。常用的水工结构物有消力池底板和边墙、混凝土衬砌的渠道、部分电站厂房、溢洪道闸墩、扩散与束流墙、挡水墙、最高水位和波浪作用以下的进水口和出水口结构、闸墙、导水墙及护墙，以及与水接触的挡土墙。b.总体来说，工程师团采用EMl110-1-2101的工作应力法设计的现有水工钢筋混凝土结构物仍然非常好。为与本行业、大学和其它工程设计机构保持协调，工程师团在1981年开始采用强度设计法（Liu1980，1

7、981及Liu和Gleason1981），1981年9月15日发布的ETL1110-2-265水工钢筋混凝土结构强度设计准则，是陆军工程师团第一份为采用强度设计法设计水工结构提供指导的文件。该准则应用多荷载系数需要的工作量很大，某些荷载系数组合条件做出的设计比采用工作应力法的设计更保守，这一事实最终导致编制并于1988年3月10日发布了ETL1110-2-312水工钢筋混凝土结构强度设计准则。C在ETL1110-2-312中荷载修正系数是用来确保最终设计如同采用工作应力法一样安全。此外还引进了单荷载系数概念。该准则最初在荷载系数、混凝土应力-应变关系和60级钢筋屈服强度方面不同于ACI318钢筋混凝土建筑规范的条文规定和说明。ETL1110-2-312旨在使其设计与采用工作应力法做出的设计相同。D陆军工程师团早期的强度设计法与ACI规范有区别，因为ACI318未包括适用于水工结构需要的规定。强度和稳定性是必须的，但适用的挠曲、开裂和耐久性同样需要考虑。水工结构物的重要性已促使陆军工程师团小心而慎重地朝着只用强度设计法的方向发展。e.本手册用一种类似于ACI350R-89的方法修改并补充了ETL1110-2-312。采纳ACI318中给出的混凝土应力-应变关系和60级钢筋的屈服强度。同样，荷载系数ACI318的更相似，并考虑水工结构适用性的需要，采用水力系数H对其作了修正。f.与ETL1110-2-312一样，本手册允许在恒载和活载中使用单一荷载系数。另外，当作用在结构构件上的荷载包括土壤结构稳定分析得出的反作用力时，需采用单一荷载系数法。1-5一般规定除下述规定之外，水工钢筋混凝土结构应根据现行的ACI318，按强度设计法进行设计。采用的符号与ACI318及其条文说明中所用的符号一样，但本文规定的除外。1-6范围a本手册十分详细，不仅为设计人员提供设计程序，而且提供了应用实例。此外，为了增强设计人员的领会和理解，还给出了组合弯曲和轴向荷载公式的推导。b第2章介绍细部设计的一般规定。

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