框架柱钢筋构造与计算规则，钢筋平法识图与手工计算

1)基础插筋长度计算

图4.2 为柱基础插筋三维示例,图4.3 为柱基础插筋施工示例。 基础插筋长度计算见表4.1。

图4.2　柱基础插筋三维示例

图4.3　柱基础插筋施工示例

表4.1　基础插筋长度计算表

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表4.2　柱插筋在基础内的竖直锚固长度与弯折长度a 对照表(插入基础内)

图4.4　柱纵向钢筋在基础中的构造

图4.5　筏形基础有中间钢筋网片时柱插筋排布构造

图4.6　KZ 纵向钢筋连接构造

图4.7　框架柱纵向钢筋接头百分率示意图

图4.8　柱钢筋断点示意图

2)柱嵌固部位确定

嵌固部位是结构计算时底层柱计算长度的起始位置,16G101—1 中要求在竖向构件(柱、墙)平法施工图中明确标注上部结构嵌固部位。 当框架柱嵌固部位在基础顶面时,无需注明;当框架柱嵌固部位不在基础顶面时,在层高表嵌固部位标高下使用双细线注明,并在层高表下注明上部结构嵌固部位标高;当框架柱嵌固部位不在地下室顶板,但仍需考虑地下室顶板对上部结构实际存在嵌固作用时,可在层高表地下室顶板标高下使用双虚线注明,此时首层柱端箍筋加密区长度范围及纵筋连接位置均按嵌固部位要求设置(见图2.12)。 基础顶面和嵌固部位之间的关系如下:

①无地下室时,浅埋扩展基础上的框架柱嵌固部位一般为基础顶面,其嵌固部位和箍筋加密区范围如图4.9 所示;墙或梁上柱嵌固部位和箍筋加密区范围如图4.10 所示。

图4.9　无地下室柱嵌固部位和箍筋加密区范围

图4.10　墙或梁上柱嵌固部位和箍筋加密区范围

当扩展基础埋藏较深时,基础顶面至首层板顶面高差较大,此时可在首层地面处设置地下框架梁,若地下框架梁底至基础顶面的框架柱为短柱,设计应注写短柱箍筋全长加密,箍筋加密区范围和嵌固部位如图4.11 所示。

②有地下室时,需要根据实际工程情况由设计者指定嵌固部位,如图4.12、图4.15 所示。

③框架柱柱端应设置箍筋加密区,嵌固部位处柱下端1/3 柱净高的范围内是箍筋加密区(见图4.9、图4.10、图4.11、图4.12),高度大于其他层(1/6 柱净高Hn、柱长边尺寸hc、500 mm三者最大值)是增强柱嵌固端抗剪能力和提高框架柱延性的构造措施,如图4.13 所示。

④当嵌固部位不在基础顶面时,按《建筑抗震设计规范》(GB 50010—2010,2016 年版)规定,地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1 倍,并对梁端配筋也提出了相应要求。 柱中多出钢筋不应伸至嵌固部位以上进行锚固,如图4.12 节点A 所示。

图4.11　无地下室设有地下框架梁或基础连系梁时柱嵌固部位

图4.12　设有地下室且嵌固部位不在基础顶面的情况

图4.13　柱箍筋加密区范围

⑤有刚性地面时,除柱端和节点处需加密箍筋外,尚应在刚性地面上、下各500 mm 的高度内加密箍筋,如图4.14 所示。

图4.14　底层刚性地面上下各加密500 mm

底层柱净高

有地下室时的底层柱净高是指基础顶面或基础梁顶面至相邻基础层的顶板梁下皮的高度或首层楼面到顶板梁下皮的高度。 无地下室无基础梁时的底层柱净高是指从基础顶面至首层顶板梁下皮的高度。 无地下室有基础梁时的底层柱净高是指基础梁顶面至首层顶板梁下皮的高度。

3)地下室层柱纵筋计算(见表4.3)

表4.3　地下室层柱纵筋计算表

4)首层柱纵筋计算(见表4.4)

表4.4　首层柱纵筋计算表

5)中间层柱纵筋计算(见表4.5)

表4.5　中间层柱纵筋计算表

图4.15　地下室KZ 的纵向钢筋连接构造

图4.16　柱纵筋计算示意图

6)顶层柱纵筋计算(见表4.6)

表4.6　顶层柱纵筋计算表

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注:①层高是指上下两层楼面之间的垂直距离。 建筑物最底层的层高,有基础底板的是指基础底板上表面结构标高至上层楼面的结构标高之间的垂直距离;没有基础底板的是指地面标高至上层楼面结构标高之间的垂直距离。 最上一层的层高是指楼面结构标高至屋面板最低处板面结构标高之间的垂直距离。
②净高是指楼面或地面至上部楼板底面或吊顶底面之间的垂直距离。 此处柱的净高(Hn)是指本层楼面结构顶面标高至上层楼面结构底部标高的垂直距离。
③当KZ 边柱、角柱等截面伸出屋面时,纵向钢筋伸出屋面构造如图4.18 所示,设计时应根据具体伸出长度采取相应节点做法。
④柱顶柱帽处的纵向钢筋构造如图4.23 所示。

图4.17　KZ 边柱和角柱柱顶纵向钢筋构造

图4.18　KZ 边柱、角柱柱顶等截面伸出时纵向钢筋构造

图4.19　柱节点外侧和梁端顶面90°搭接构造

图4.20　柱顶部外侧直线搭接

图4.21　柱外侧纵筋弯入梁内作梁筋

图4.22　顶层中柱纵向钢筋构造及计算

图4.23　板柱柱顶纵向钢筋构造

图4.22 中:顶层中柱主筋(纵筋)长度=顶层层高-顶层非连接区长度-梁高+(梁高-保护层厚度C) +12d;非连接区长度=max(Hn/6,500,hc)。 当柱纵筋伸入梁内的直段长≥laE时,则使用直锚形式:柱纵筋伸至柱顶后截断,锚固长度=梁高-保护层厚度C。

7)柱箍筋计算(见表4.7 和表4.8)

表4.7　柱箍筋长度计算表

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注:①本书中箍筋按“中心线长度”计算,式中的“4d”是指计算至箍筋中心线。
②其余箍筋长度可参见上述箍筋长度公式进行计算。
③表中“d”为箍筋或拉筋直径,“D”为柱纵向钢筋直径。
④圆形箍筋如图4.27 所示。

图4.24　柱箍筋形式

图4.25　非焊接矩形箍筋复合方式

图4.26　柱矩形箍筋复合方式

图4.27　圆形箍筋

表4.8　柱箍筋个数计算表

注:①基础内箍筋的个数,在梁板式筏形基础、平板式筏形基础、独立基础、条形基础、桩基承台中间距≤500 mm 设置一道,且不少于两道矩形封闭箍(非复合箍)。
②表中“50”为柱箍筋起步距离,见图4.31(详见18G901—1 第2-9 页);柱纵筋搭接长度范围内的箍筋间距≤5d(d 为搭接钢筋较小直径)且≤100 mm,见图4.32(详见18G901—1 第2-9 页)。
③箍筋个数应取整数。

当柱插筋(即柱纵向钢筋,余同)的保护层厚度均大于5d(d 为锚固钢筋的最大直径)时,且当基础高度hj 或基础顶面与中间层钢筋网片的距离小于1 200 mm 时,采用如图4.28 所示的柱插筋锚固方式。

图4.28　柱插筋在基础中的排布构造

(当基础高度hj 或基础顶面与中间层钢筋网片的距离小于1 200 mm 时)

当柱插筋的保护层厚度均大于5d(d 为锚固钢筋的最大直径)时,且当基础高度hj 或基础顶面与中间层钢筋网片的距离大于1 400 mm 时,采用如图4.29 所示的柱插筋锚固方式。

图4.29　柱插筋在基础中的排布构造

(当基础高度hj 或基础顶面与中间层钢筋网片的距离大于1 400 mm 时)

当柱插筋的保护层厚度均大于5d(d 为锚固钢筋的最大直径)时,且当基础高度hj 或基础顶面与中间层钢筋网片的距离为1 200 ~1 400 mm 时,柱插筋的锚固方式由设计确定。

柱部分插筋的保护层厚度不大于5d(d 为锚固钢筋的最大直径)的部位应设置锚固区横向钢(箍)筋,如图4.30 所示。 锚固区横向钢(箍)筋应满足直径不小于d/4(d 为纵筋最大直径),间距不大于5d(d 为纵筋最小直径)且不大于100 mm 的要求。

图4.30　插筋在基础中的排布构造

(当柱部分插筋的保护层厚度不大于5d 时)

柱箍筋排布构造详图如图4.31 所示。 柱纵筋搭接区箍筋排布构造如图4.32 所示。

图4.31　柱箍筋排布构造详图

图4.32　柱纵筋搭接区箍筋排布构造

8)柱变截面处理(见表4.9)

表4.9　柱变截面搭接长度计算表

图4.33　柱变截面位置纵向钢筋构造