二级水工建筑物简支梁截面介绍

截面设计一般有下面两种情况。

1.第一种情况

已知弯矩设计值M、截面尺寸b及h、钢筋级别、混凝土强度等级、结构安全系数K，要求计算受压钢筋截面面积和受拉钢筋截面面积As。

计算步骤如下。

（1）判断是否需要采用双筋截面进行设计。

根据式（2-7）求αs，再根据ξ=1-求ξ。若ξ≤0.85ξb，则按单筋截面进行设计；若ξ＞0.85ξb，则按双筋截面进行设计。

（2）配筋计算。此时，两个基本公式中有3个未知数，即As、、x，为充分利用混凝土承受压力，以便使钢筋的总用量（即As+）为最小，应令x=0.85ξbh0，代入式（2-11）得值，再由式（2-12）求得As值。

（3）选配钢筋，绘制截面配筋图。根据钢筋的计算截面面积，从附录A中选出符合构造规定的钢筋的直径和根数，绘制正截面配筋图。

2.第二种情况

已知弯矩设计值M、截面尺寸b及h、钢筋级别、混凝土强度等级、受压钢筋截面面积，只需要计算受拉钢筋截面面积As。

计算步骤如下。

（1）由式（2-13）计算截面αs。

（2）计算混凝土受压区相对高度ξ。，并将ξ与0.85ξb进行比较：

若ξ＞0.85ξb，说明已配置受压钢筋的数量不足，此时应按第一种情况重新进行计算。

若ξ≤0.85ξb，则应比较x=ξh0与之间的关系。若x≥，则可由式（2-14）求得As值；否则，由式（2-15）求得As。

（3）选配钢筋，绘制截面配筋图。根据钢筋的计算截面面积，按附录A选出符合构造规定的钢筋的直径和根数，绘制正截面配筋图。

活动3：双筋矩形截面梁正截面设计案例。

【案例2-3】 已知某2级建筑物的矩形截面简支梁，二类环境条件，截面尺寸b×h=250mm×500mm，计算跨度l0=6000mm，在使用期间承受均布荷载设计值g+q=42kN/m（包括自重），混凝土强度等级为C25，HRB335级钢筋。试计算受力钢筋面积（因条件限制截面尺寸、混凝土强度等级不能增大或提高）。

解 K=1.20，fc=11.9N/mm2，fy==300N/mm2。

（1）计算弯矩设计值M。

（2）判断是否应采用双筋截面。

因弯矩较大，初步估计纵向受拉钢筋布置成两排，取as=70mm，则(www.xing528.com)

应采用双筋截面进行设计。

（3）配筋计算。

受压钢筋布置成一排，取=45mm。

令x=0.58ξbh0=0.85×0.55×430=201（mm）＞=2×45=90（mm）

将x代入式（2-11）计算：

代入式（2-12）得

（4）选配钢筋，绘制截面配筋图。

选受拉钢筋为622（As=2281mm2），选受压钢筋为214（As=308mm2），正截面配筋如图2-22所示。

【案例2-4】 某2级水工建筑物矩形截面简支梁，二类环境条件，截面尺寸b×h=200mm×500mm，弯矩设计值M=120kN·m，受压区已配置钢筋218（=509mm2），选用C20混凝土、HRB335级钢筋。试计算受拉钢筋截面面积As。

解 fc=9.6N/mm2，fy==300N/mm2，k=1.20。

（1）计算αs。

初步估计纵向受拉钢筋为一排，取=as=45mm，则

图2-22　正截面配筋图（单位：mm）

图2-23　正截面配筋图（单位：mm）

说明受压区钢筋数量足够。

（2）计算受拉钢筋截面面积As。

（3）选配钢筋，绘制配筋图。选受拉钢筋为322（As=1140mm2），实配As虽小于计算所需要的As，但误差没有超过5%，故可以认为满足要求。正截面配筋图如图2-23所示。