3.1 受彎構件的截面形式和構造

鋼筋混凝土構件的截面尺寸與受力鋼筋數量是由計算決定的。但在構件設計中，還需要滿足許多構造上的要求，以照顧到施工的便利和某些在計算中無法考慮到的因素，這是必須予以充分重視的。

下面列出水工鋼筋混凝土受彎構件正截面的一般構造規定，以供參考。

3.1.1 截面形式與截面尺寸

梁的截面最常用的是矩形、T形和Ⅰ形截面。在裝配式構件中，為了減輕自重及增大截面慣性矩，也常采用Ⅰ形、∏形、箱形及空心形等截面［圖3-5（a）］。板的截面一般是實心矩形，也有采用槽形和空心的，如碼頭的空心大板等［圖3-5（b）］。

圖3-5 梁、板的截面形式

受彎構件中，僅在受拉區配置縱向受力鋼筋的截面稱為單筋截面，如圖3-6（a）所示；受拉區和受壓區都配置縱向受力鋼筋的截面稱為雙筋截面，如圖3-6（b）所示。

為了使構件的截面尺寸有統一的標準，能重復利用模板并便于施工，確定截面尺寸時，通常要考慮以下一些規定：

現澆的矩形梁梁寬及T形梁梁肋寬b常取為120mm、150mm、180mm、200mm、220mm、250mm，250mm以上者以50mm為模數遞增。梁高h常取為250mm、300mm、350mm、400mm、…、800mm，以50mm遞增；800mm以上則可以100mm遞增。

圖3-6 梁的單筋及雙筋截面

1—受拉鋼筋；2—中和軸；3—受壓鋼筋

梁的高度h通常可由跨度l₀決定，簡支梁的高跨比h/l₀一般為1/8～1/12。梁的高寬比h/b一般為2～3.5。但在預制的薄腹梁中，其高寬比h/b有時可達6左右。

在水工建筑中，板的厚度變化范圍很大，薄的可為100mm左右，厚的則可達幾米。對于實心板，其厚度一般不宜小于100mm。板的厚度以10mm遞增，板厚在250mm以上者可以50mm為模數遞增。

厚度不大的板，如工作橋、公路橋的面板，水電站主廠房樓板，其厚度約為板跨度的1/12～1/35。

對預制構件，為了減輕自重，其截面尺寸可根據具體情況決定，級差模數不受上列規定限制。

某些厚度較大的板，如水閘底板、尾水管底板等，板厚則常由穩定或運行條件確定。

3.1.2 混凝土保護層厚度

在鋼筋混凝土構件中，為防止鋼筋銹蝕，并保證鋼筋和混凝土牢固粘結在一起，鋼筋外面必須有足夠厚度的混凝土保護層（圖3-7）。這種必要的保護層厚度主要與鋼筋混凝土結構構件的種類、所處環境條件等因素有關。縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度（從鋼筋外邊緣算起）不應小于鋼筋直徑及本教材附錄4表1所列的數值，同時也不應小于粗骨料最大粒徑的1.25倍。

圖3-7 混凝土保護層厚度與梁內鋼筋凈距

3.1.3 梁內鋼筋的直徑和凈距

為保證梁內鋼筋骨架有較好的剛度并便于施工，梁的縱向受力鋼筋的直徑不能太細；同時為了避免受拉區混凝土產生過寬的裂縫，直徑也不宜太粗，通常可選用直徑為10mm～28mm的鋼筋。同一梁中，截面一邊的受力鋼筋直徑最好相同，但為了選配鋼筋方便和節約鋼材起見，也可用兩種直徑。最好使兩種直徑相差在2mm以上，以便于識別，兩種直徑相差也不宜超過4mm。

熱軋鋼筋的直徑應選用常用直徑，例如12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、25mm、28mm等，當然也需根據材料供應的情況決定。

梁跨中截面受力鋼筋的根數一般不少于3～4根。截面尺寸特別小且不需要彎起鋼筋的小梁，受力鋼筋也可少到2根。梁中鋼筋的根數也不宜太多，太多會增加澆灌混凝土的困難。

為了便于混凝土的澆搗并保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結力。梁內下部縱向鋼筋的凈距不應小于鋼筋直徑d，也不應小于25mm和最大骨料粒徑的1.25倍；上部縱向鋼筋的凈距不應小于1.5d，也應不小于30mm及最大骨料粒徑的1.5倍（圖3-7）。下部縱向受力鋼筋盡可能排成一層，當根數較多時，也可排成兩層，但因鋼筋重心向上移，內力臂減小，對承載力有一定影響。當兩層還布置不開時，也允許將鋼筋成束布置（每束以2根為宜）。在受力鋼筋多于兩層的特殊情況，第三層及以上各層的鋼筋水平方向的間距應比下面兩層的間距增大一倍。鋼筋排成兩層或兩層以上時，應避免上下層鋼筋互相錯位，同時各層鋼筋之間的凈間距應不小于25mm和最大鋼筋直徑，否則將使混凝土澆灌發生困難。

3.1.4 板內鋼筋的直徑與間距

一般厚度的板，其受力鋼筋直徑常用6mm、8mm、10mm、12mm；厚板（如水閘、船閘的底板）的受力鋼筋直徑常用12～25mm，也有用到32mm、36mm甚至40mm的。同一板中受力鋼筋可以用兩種不同直徑，但兩種直徑宜相差在2mm以上。

為傳力均勻及避免混凝土局部破壞，板中受力鋼筋的間距（中距）不能太稀，最大間距可取為：

板厚 h≤200mm時：200mm

200mm<h≤1500mm時：250mm

h>1500mm時：300mm

為便于施工，板中鋼筋的間距也不要過密，最小間距為70mm，即每米板寬中最多放14根鋼筋。

在板中，垂直于受力鋼筋方向還要布置分布鋼筋（圖3-8）。分布鋼筋的作用是將板面荷載更均勻地傳布給受力鋼筋，同時在施工中用以固定受力鋼筋，并起抵抗混凝土收縮和溫度應力的作用。分布鋼筋布置在受力鋼筋的內側，且每米板寬中分布鋼筋的截面面積不少于受力鋼筋截面面積的15%（集中荷載時為25%）。

圖3-8 板內鋼筋布置

一般厚度的板中，分布鋼筋的直徑不宜小于6mm，間距不宜大于250mm，當承受的集中荷載較大時，分布鋼筋間距不宜大于200mm。承受分布荷載的厚板，分布鋼筋的配置可不受上述規定的限制，此時，分布鋼筋的直徑可采用10～16mm，間距可為200～400mm。當板處于溫度變幅較大或處于不均勻沉陷的復雜條件，且在與受力鋼筋垂直的方向所受約束很大時，分布鋼筋宜適當增加。分布鋼筋主要起構造作用，可采用光圓鋼筋。