水工钢筋混凝土结构设计方法

    经验算，按所建议的变化的最小配筋率配筋，其最大裂缝宽度基本上在容许范围内。对于处于恶劣环境的结构，为控制裂缝不过宽，宜将本规范中所列受拉钢筋最小配筋率提高0.05％。大体积构件的受压钢筋按计算不需配筋时，则可仅配构造钢筋。

    三、规范的应用举例

    例1　一水闸底板，板厚1.5m，采用C20级混凝土和Ⅱ级钢筋，每米板宽承受弯矩设计值M=220kN／m（已包含γ0、φ系数在内），试配置受拉钢筋As.

    解：1）取1m板宽，按受弯构件承载力公式计算受拉钢筋截面面积As.

    αs===0.012556

    ξ=1-=1-=0.0126

    As===591mm2

    计算配筋率ρ===0.041%

    2）如按一般梁、柱构件考虑，则必须满足ρ≥ρmin条件，查规范表，得ρ0min=0.15%，

    则As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2

    3）现因底板为大尺寸厚板，可按规范计算ρmin

    ρmin===0.0779%

    As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2

    实际选配每米5Φ18（As=1272mm2）

    讨论：1）对大截面尺寸构件，采用规范计算的可变的ρmin比采用规范表中所列的固定的ρ0min可节省大量钢筋，本例为1：1130／2175=1：0.52.

    2）若将此水闸底板的板厚h增大为2.5m，按规范中计算的ρmin变为：

    ρmin===0.0461%

    则As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2

    可见，采用规范计算最小配筋率时，当承受的内力不变，则不论板厚再增大多少，配筋面积As将保持不变。

    例2　一轴心受压柱，承受轴向压力设计值N=9000kN；采用C20级混凝土和I级钢筋；柱计算高度l0=7m；试分别求柱截面尺寸为b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m时的受压钢筋面积。

    解：1）b×h=1.0m×1.0m时，轴心受压柱承载力公式为：

    ≤φ（fcA+fy＇As＇）

    ==7＜8，属于短柱，稳定系数φ=1.0，

    As＇===3809mm2

    ρ＇===0.38%

    由规范表中查得ρ0min＇=0.4%，对一般构件，应按ρ0min＇配筋

    As＇=ρ0min＇A=0.4%×106=4000mm2

    2）b×h=2.0m×2.0m时，若仍按一般构件配筋，则

    As＇=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2

    现因构件尺寸已较大，可按规范计算最小配筋率：

    ρmin＇=ρ0min＇（ ）

    式中因实际配筋量As＇尚不知，故需先假定As＇计算Nu.

   　①假定As＇=4000mm2。

   　Nu=fy＇As＇+fyAs

   　=210×4000+10×4.0×106=40.84×106N

    ρmin＇=ρ0min＇（ ）

   　=0.4%（）=0.106%

   　As＇=ρ0min＇A=0.106%×4.0×106=4231mm2

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