4.1.1 本規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度，除對管道驗(yàn)算整體穩(wěn)定外，均采用含分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.1.2 管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算下列兩種極限狀態(tài)；
1 承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于管道結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力，管體或連接構(gòu)件固材料強(qiáng)度被超過而破壞；管道結(jié)構(gòu)因過量變形而不能繼續(xù)承載或喪失穩(wěn)定(如橫截面壓屈等)，管道結(jié)構(gòu)作為剛體失去平衡(橫向滑桔、上浮等)。
2 正常使用極限狀戀：對應(yīng)于管道結(jié)構(gòu)符合正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值，影響正常使用的變形呈限值，影響耐久性能的控制開裂或局部裂縫寬度限值等。

4.1.3 管道結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析模型應(yīng)拄下列原則確定：
1 對于埋設(shè)于地下的矩形或拱形管道結(jié)構(gòu)，均應(yīng)屬剛性管道：當(dāng)其凈寬大于3.0m時，應(yīng)按管道結(jié)構(gòu)與地基土共同作用的模型進(jìn)行靜力計(jì)算。
2 對于埋設(shè)于地下的圓形管道結(jié)構(gòu)α應(yīng)根據(jù)管道結(jié)構(gòu)剛度與管周上體剛度的比值αs，判別為剛性管道或柔性管道，以此確定管道結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析模型：
當(dāng)αs≥1時，應(yīng)按剛性管道計(jì)算，
當(dāng)αs<1時，應(yīng)按柔性管道計(jì)算。

4.1.4 圓形管道結(jié)構(gòu)與管周土體剛度的比值αs可按下式確定：

4.1.5 對管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)包括管體、管座(管道基礎(chǔ))及連接構(gòu)造，對埋設(shè)于地下的管道，尚應(yīng)包括管周各部位回填土的密實(shí)度設(shè)計(jì)要求。

4.1.6 對管道結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，均應(yīng)按彈性體系計(jì)算，不考慮由非彈性變形所引起的塑性內(nèi)力重分布。

4.1.7 對管道結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和輸送介質(zhì)的性能，設(shè)置內(nèi)、外防腐構(gòu)造。用于紿水工程輸送飲用水的管道，其內(nèi)防腐材料必須符合有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保對人體健康無害。
 

條文說明

4.1 一般規(guī)定

4.1.1、4.1.2 條文明確規(guī)定本規(guī)范的制訂系根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50153-92 及《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50068-2001 規(guī)定的原則，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。在具體編制中，考慮到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的掌握不足，主要以工程校準(zhǔn)法進(jìn)行。其中關(guān)于管道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算，涉及地基土質(zhì)的物理力學(xué)性能，其參數(shù)變異更甚，條文規(guī)定仍可按單一抗力系數(shù)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算。
條文規(guī)定管道結(jié)構(gòu)均應(yīng)按承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。前者確保管道結(jié)構(gòu)不致發(fā)生強(qiáng)度不足而破壞以及結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而喪失承載能力；后者控制管道結(jié)構(gòu)在運(yùn)行期間的安全可靠和必要的耐久性，其使用壽命符合規(guī)定要求。

4.1.3 本條對管道結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析模型，作了原則規(guī)定。
1 對埋地的矩形或拱型管道，當(dāng)其凈寬較大時，管頂覆土等荷載通過側(cè)墻、底板傳遞到地基，不可能形成均勻分布。如仍按底板下地基均布反力計(jì)算時，管道結(jié)構(gòu)內(nèi)力會出現(xiàn)較大的誤差（尤其是底板的內(nèi)力）。據(jù)此條文規(guī)定此時分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力應(yīng)按結(jié)構(gòu)與地基土共同工作的模型進(jìn)行計(jì)算，亦即應(yīng)按彈性地基上的框（排）架結(jié)構(gòu)分析內(nèi)力，以使獲得較為合理的結(jié)果。
本項(xiàng)規(guī)定在原規(guī)范中，控制管道凈寬為4.0m 作為限界，本次修改為3.0m，這是考慮到實(shí)際上凈寬4.0m 時，底板內(nèi)力的誤差還比較大，為此適當(dāng)改變了凈寬的限界條件。
2 條文對于埋地的圓形管道結(jié)構(gòu)，規(guī)定了首先應(yīng)對該圓管的相對剛度進(jìn)行判別，即驗(yàn)算圓管的結(jié)構(gòu)剛度與管周土體剛度的比值，以此判別圓管屬于剛性管還是柔性管。前者可以不計(jì)圓管結(jié)構(gòu)的變形影響；后者則應(yīng)予考慮圓管結(jié)構(gòu)變形引起管周土體的彈性抗力，兩者的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型完全不同，為此條文要求先行判別確認(rèn)。
在一般情況下，金屬和化學(xué)管材的圓管屬于柔性管范疇；鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土和配有加勁肋構(gòu)造的管材，通常屬于剛性管一類。但也有可能當(dāng)特大口徑的圓管，采用非金屬的薄壁管材時，也會歸入柔性管的范疇。

4.1.4 條文對管、土剛度比值αs 給出了具體計(jì)算公式，便于工程技術(shù)人員應(yīng)用。
當(dāng)管頂作用均布壓力p時，如不計(jì)管自重則可得管頂?shù)淖兾粸椋?/p>

4.1.5 本條明確規(guī)定了對管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮管體、管道的基礎(chǔ)做法、管體間的連接構(gòu)造以及埋地管道的回填土密實(shí)度要求。管體的承載能力除了與基礎(chǔ)構(gòu)造密切相關(guān)外，管體外的回填土質(zhì)量同樣十分重要，尤其對柔性管更是如此，回填土的彈抗作用有助于提高管體的承載能力，因此對不同剛度的管體應(yīng)采取不同密實(shí)度要求的回填土，柔性管兩側(cè)的回填上需要密實(shí)度較高的回填土，以提供可靠的彈性抗力；但對不設(shè)管座的管體底部，其土基的壓實(shí)密度卻不宜過高，以免減少管底的支承接觸面，使管體內(nèi)力增加，承載能力降低。為此條文要求對回填土的密實(shí)度控制，應(yīng)列入設(shè)計(jì)內(nèi)容，各部位的控制要求應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需要加以明確。對這方面的要求，國外相應(yīng)規(guī)范都十分重視，甚至附以詳圖對管體四周的回填土要求，分區(qū)標(biāo)示具體做法。

4.1.6 本條對管道結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，明確應(yīng)按彈性體系計(jì)算，不能考慮非彈性變形后的塑性內(nèi)力重分布，主要在于管道結(jié)構(gòu)必須保證其良好的水密性以及可靠的使用壽命。

4.1.7 條文針對管道結(jié)構(gòu)的運(yùn)行條件，從耐久性考慮，規(guī)定了需要進(jìn)行內(nèi)、外防腐的要求。同時，還對輸送飲用水的管道，規(guī)定了其內(nèi)防腐材料必須符合有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。這一點(diǎn)是十分重要的，對內(nèi)防腐材料判定是否符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，必須持有省級以上指定的檢測部門的正式檢測報(bào)告，以確保對人體健康無害。