3基本设计规定 3.1一般规定 3.1.1对可求得截面内力的混凝土结构构件，采用极限状态设 计法，在规定的材料强度和荷载取值条件下，采用在多系数分析 基础上以安全系数表达的方式进行设计。 3.1,2水工混凝土结构构件的极限状态分为承载能力极限状态 和正常使用极限状态两类。结构构件按极限状态设计时，应根据 这两类极限状态的要求，分别按下列规定进行计算和验算，并应 满足本标准规定的构造要求： 1所有结构构件均应进行承载力计算。必要时还应进行结 构的抗倾、抗滑和抗浮稳定性验算。需要抗震设防的结构，尚应 进行结构构件的抗震承载力验算或采取抗震构造设防措施。 2使用上需控制变形值的结构构件，应进行变形验算。 3使用上要求不出现裂缝的结构构件，应进行混凝土的抗 裂验算。使用上需要控制裂缝宽度的结构构件，应进行裂缝宽度 验算。 4地震等偶然荷载作用时，可不进行变形、抗裂、裂缝宽 度等正常使用极限状态验算。 3.1.3无法按结构力学方法求得截面内力的钢筋混凝土结构， 可由弹性力学分析方法求得截面的应力图形面积以确定配筋数 量，对重要的结构还宜按钢筋混凝土有限元方法进行分析校核。 3.1.4水工混凝土结构在施工和运行期间，当温度的变化对建 筑物有较大影响时，应进行温度应力计算，并应采取构造措施和 施工措施以消除或减小温度应力。允许出现裂缝的钢筋混凝土结 构构件，在计算温度应力时，应考虑裂缝的开展使构件刚度降低 的影响。 3.1.5在水工建筑物设计中，应考虑作用在结构截面上的渗透 9
压力，并宜采用专门的排水、防渗、止水等措施，以降低渗透 压力。 3.1.6预制构件应考虑制作、运输、吊装时相应荷载的作 用。进行预制构件施工吊装验算时，构件自重应计人动力系 数，动力系数可取1.5，也可根据吊装时的实际受力情况适 当增减。 3.1.7水工混凝土结构应具有整体稳定性，结构的局部破坏不 应导致大范围倒塌。 3.1.8水工混凝土结构应根据所处的环境条件满足相应的耐久 性要求。水工混凝土结构所处的环境条件可按表3.1.8分为五个 类别。 表3.1.8水工混凝土结构所处的环境类别 环境类别 环境条件 室内正常环境 室内潮湿环境：露天环境：长期处于水下或地下的环境 淡水水位变化区：有轻度化学侵蚀性地下水的地下环境；海水水 三 下区 四 海上大气区；轻度盐雾作用区：海水水位变化区；中度化学侵蚀 性环境 使用除冰盐的环境：海水浪溅区：重度盐雾作用区；严重化学侵 五 蚀性环境 注1：海上大气区与液澱区的分界线为没计最高水位加1.5m:浪溅区与水位变化 区的分界线为设计最高水位减1.0m:水位变化区与水下区的分界线为设计 最低水位诚1.0m:重度盐雾作用区为离涨潮岸线50m内的陆上室外环境 轻度盐雾作用区为离涨潮岸线50~500m内的陆上室外环境。 注2：冻融比较严重的二类、三类环境条件下的建筑物，可将其环境类别分别提 高为三类、四类。 注3：化学侵蚀性程度的分类见表3.3.9。 3.1.9未经技术鉴定或设计许可，不应改变结构的用途和使用 环境。 10
3.2极限状态设计计算规定 3.2.1承载能力极限状态设计时，应采用下列设计表达式： KS≤R (3.2.1) 式中K一承载力安全系数，按3.2.4条的规定采用： S一荷载效应组合设计值，按3.2.2条的规定计算： R—结构构件的截面承载力设计值，按本标准有关章节 的承载力计算公式，由材料的强度设计值及截面尺 寸等因素计算得出。 3.2.2承载能力极限状态计算时，结构构件计算截面上的荷载 效应组合设计值S应按下列规定计算： 1基本组合 当永久荷载对结构起不利作用时： S=1.05Sak+1.20Sak+1.20Sok+1.10Som (3.2.2-1) 当永久荷载对结构起有利作用时： S=0.95Sck+0.95Sak+1.20Sok+1.10So2x （3.2.2-2) 式中S一自重、设备等永久荷载标准值产生的荷载效应； 一土压力、淤沙压力及围岩压力等永久荷载标准值 产生的荷载效应； 一一般可变荷载标准值产生的荷载效应； 一可控制其不超出规定限值的可变荷载标准值产生 的荷载效应。 2偶然组合 S=1.05Sc1k+1.20Sc2k+1.20Sok+1.10Sak+1.0S (3.2.2-3) 式中S4一偶然荷载标准值产生的荷载效应。 式(3.2.2-3)中，参与组合的某些可变荷载标准值，可根 据有关标准作适当折减
荷载的标准值可按《水工建筑物荷载设计规范》(DL5077 1997)及《水工建筑物抗震设计规范》(SL203一97)的规定取用。 注1：本标准有关承载能力极限状态计算的条文中，荷载效应组合设 计值S即为截面内力设计值(M、N、V、T等)。 注2：水工建筑物的稳定性验算时，应取荷载标准值进行，其稳定性 安全系数应按相关标准取值。 3.2.3承载能力极限状态计算时，混凝土及钢筋的强度应取为 强度设计值，按4.1.5条及4.2.3条的规定取用。 3.2.4承载能力极限状态计算时，钢筋混凝土、预应力混凝土 及素混凝土结构构件的承载力安全系数K不应小于表3.2.4的 规定。 表3.2.4混凝土结构构件的承载力安全系数K 水工建筑物级别 1 2、3 4、5 基本偶然基本偶然基本偶然 荷戴效应组合 组合 组合 组合 组合 组合 组合 钢筋混凝土、预应力混凝土 1.351.151.201.00 1.151.00 按受压承载力计算的 受压构件、局部承压 1.45 1.25 1.301.10 1.25 1.05 素混凝土 按受拉承载力计算的 2.201.902.00 1.70 1.901.60 受压、受弯构件 注1：水工建筑物的级别应根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252 2000)确定。 注2：结构在使用、施工、检修期的承载力计算，安全系数K应按表中基本组合 取值：对地震及校核洪水位的承载力计算，安全系数K应按表中偶然组合 取值。 注3：当荷载效应组合由永久荷载控制时，表列安全系数K应增加0.05。 注4：当结构的受力情况较为复杂、施工特别困难、荷戴不能准确计算、缺乏成 熟的设计方法或结构有特殊要求时，承载力安全系数K宜适当提高。 3.2.5正常使用极限状态验算应按荷载效应的标准组合进行， 并采用下列设计表达式： 12
Sk(G,Qk,f,ak)≤c (3.2.5) 式中S(·)一一正常使用极限状态的荷载效应标准组合值函数； 一结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂 缝宽度或应力等的限值； Gk、Q 永久荷载、可变荷载标准值，按DL5077一1997 的规定取用； f一材料强度标准值，按表4.1.4、表4.2.2-1、表 4.2.2-2确定； a- —结构构件几何参数的标准值。 3.2.6钢筋混凝土结构构件正常使用极限状态验算时，应根据 使用要求进行不同的裂缝控制验算 1抗裂验算 承受水压的轴心受拉构件、小偏心受拉构件以及发生裂缝后 会引起严重渗漏的其他构件，应按荷载效应标准组合进行抗裂验 算。如有可靠防渗措施或不影响正常使用时，也可不进行抗裂 验算。 2裂缝宽度控制验算 需要控制裂缝宽度的结构构件应按荷载效应标准组合进行裂 缝宽度或钢筋应力的验算。构件正截面的最大裂缝宽度计算值不 应超过表3.2.7规定的限值。 3.2.7预应力混凝土结构构件设计时，应按表3.2.7，根据环 境类别选用不同的裂缝控制等级： 一级—严格要求不出现裂缝的构件，应按荷载效应标准组 合验算，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。 二级 一般要求不出现裂缝的构件，应按荷载效应标准组 合验算，构件受拉边缘混凝土的拉应力不应超过混凝土轴心抗拉 强度标准值的0.7倍。 三级一允许出现裂缝的构件，应按荷载效应标准组合进行 裂缝宽度验算，构件正截面最大裂缝宽度计算值不应超过表 3.2.7规定的限值。 13