梁下部纵向钢筋锚固与搭接在节点或支座的规范要求

（一）考试要求

1.《考试大纲》的要求：掌握

2.“试题”回顾

【试题6.3.2】 中层端节点上部纵筋的锚固长度（2004年）

已知框架梁抗震等级为二级，某楼层框架边节点已示于图6.3.4。纵筋为HRB335。试问，关于框架梁上部纵筋的锚固长度（mm），下述何项选择最为恰当？

（A）l₁+l₂≥710 （B）l₁+l₂≥820

（C）l₁=450，l₂=370 （D）l₁=450，l₂=300

【试题6.3.3】 中层端节点下部纵筋的锚固长度（2005年）

雨篷梁与框架柱节点如图6.3.5所示，梁下部受拉钢筋为322。试问，梁下部受拉钢筋在节点处的水平锚固长度l₁（mm）和向上弯折长度l₂（mm），取以下何项数值最为恰当？

图 6.3.4

图 6.3.5

（A）l₁=380，l₂=330 （B）l₁=280，l₂=280

（C）l₁=420，l₂=260 （D）l₁=250，l₂=320

【试题6.3.4】 顶层端节点（2007年）

图 6.3.6

框架顶层端节点如图6.3.6所示，计算时按刚接考虑，梁上部受拉钢筋为420。试问，梁上部纵向钢筋和柱外侧纵向钢筋的搭接长度l₁（mm），取以下何项数值最为恰当？

（A）1250 （B）1310

（C）1440 （D）1640

【试题6.3.5】 顶层端节点上部纵筋（2010年）

云南省大理市某中学拟建一栋6层教学楼，建筑场地类别为Ⅱ类，采用钢筋混凝土框架结构。框架梁、柱主筋采用HRB400级（），箍筋采用HPB235级（），混凝土强度等级为C30。该房屋顶层某端跨框架梁截面尺寸为b×h=350mm×600mm，截面有效高度h₀=530mm。当未考虑调幅时，其端节点处负弯矩钢筋计算截面积为2965mm²。试问，该梁端上部纵筋的配筋率（%），取下列何项数值最为合适？

（A）1.4 （B）1.6 （C）1.8 （D）2.0

【试题6.3.6】 顶层端节点上部纵筋（2010年）

某钢筋混凝土框架结构的顶层框架梁，混凝土强度等级为C30，纵筋采用HRB400级钢筋（）。试问，该框架顶层端节点处梁上部纵筋的最大配筋率，与下列何项数值最为接近？

（A）1.4% （B）1.7% （C）2.0% （D）2.5%

【试题6.3.7】 （2013年一级）

某8度区的框架结构办公楼，框架梁混凝土强度等级为C35，均采用HRB400钢筋。框架的抗震等级为一级。Ⓐ轴框架梁的配筋平面表示法如图6.3.7所示，a_s=a_s′=60mm。①轴的柱为边柱，框架柱截面b×h=800mm×800mm，定位轴线均与梁柱中心线重合。

提示：不考虑楼板内的钢筋作用。

图 6.3.7

假定，该梁为顶层框架梁。试问，为防止配筋率过高而引起节点核心区混凝土的斜压破坏，KL-1在靠近①轴的梁端上部纵筋最大配筋面积（mm²）的限值与下列何项数值最为接近？

（A）3200 （B）4480 （C）5160 （D）6900

（二）《混凝土结构设计规范》规定和算例

1.中间层端节点

《混凝土结构设计规范》规定：

9.3.4 梁纵向钢筋在框架中间层端节点的锚固应符合下列要求：

1.梁上部纵向钢筋伸入节点的锚固：

1）当采用直线锚固形式时，锚固长度不应小于l_a，且应伸过柱中心线，伸过的长度不宜小于5d，d为梁上部纵向钢筋的直径。

2）当柱截面尺寸不满足直线锚固要求时，梁上部纵向钢筋可采用本规范第8.3.3条钢筋端部加机械锚头的锚固方式。梁上部纵向钢筋宜伸至柱外侧纵向钢筋内边，包括机械锚头在内的水平投影锚固长度不应小于0.4l_ab（图9.3.4a）。

图 9.3.4

a）钢筋端部加锚头锚固 b）钢筋末端90°弯折锚固

【例6.3.4】 中间层端节点

如图6.3.8所示框架结构中间层的端节点，柱截面尺寸为400mm×400mm，混凝土等级C25，框架梁上排受力筋为325的HRB400级钢筋。试判断在该节点锚固水平段b（mm）和向下弯折段a（mm），应不小于下列何项数值？

（A）331、496 （B）370、457 （C）372、375 （D）397、375

图 6.3.8

答案：（D）

查《混规》f_t=1.27N/mm²，f_y=360N/mm²

由《混规》表8.3.1，α=0.14，代入《混规》式（8.3.1-1）：

由《混规》第9.3.4条及图9.3.4，上部纵筋锚入柱内的水平投影长度b不应小于0.4l_ab，则b=0.4l_ab=0.4×992≈397mm

竖直投影长度应取为15d，则a=15d=15×25=375mm

【例6.3.5】 带悬臂梁的中间层端节点

带悬臂梁的框架中，悬臂梁所需的纵向受拉钢筋为A_s1，框架梁所需的纵向受拉钢筋为A_s2，且A_s2>1.5A_s1，则下列何种配筋形式（图6.3.9）最合理？

图 6.3.9

答案：（C）

（A）强度上满足要求，但配筋并非最经济合理。

（B）强度上满足要求，但配筋并非最经济合理。

（C）该构造做法满足《混规》第9.3.4条的规定。

（D）虽然A_s1部分钢筋伸出l_a+10d，但不一定能保证其在节点内水平投影长度≥0.4l_a。

2.中间层中节点

《混凝土结构设计规范》规定：

9.3.5 框架中间层中间节点或连续梁中间支座，梁的上部纵向钢筋应贯穿节点或支座。梁的下部纵向钢筋宜贯穿节点或支座。当必须锚固时，应符合下列锚固要求：

1.当计算中不利用该钢筋的强度时，其伸入节点或支座的锚固长度对带肋钢筋不小于12d，对光面钢筋不小于15d，d为钢筋的最大直径；

2.当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，钢筋应按受压钢筋锚固在中间节点或中间支座内，其直线锚固长度不应小于0.7l_a；

3.当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，钢筋可采用直线方式锚固在节点或支座内，锚固长度不应小于钢筋的受拉锚固长度l_a（图9.3.5a）；

4.当柱截面尺寸不足时，宜按本规范第9.3.4条第1款的规定采用钢筋端部加锚头的机械锚固措施，也可采用90°弯折锚固的方式；

5.钢筋可在节点或支座外梁中弯矩较小处设置搭接接头，搭接长度的起始点至节点或支座边缘的距离不应小于1.5h₀（图9.3.5b）。

图9.3.5 梁下部纵向钢筋在中间节点或中间支座范围的锚固与搭接

a）下部纵向钢筋在节点中直线锚固 b）下部纵向钢筋在节点或支座范围外的搭接

【例6.3.6】 中间层梁柱节点处钢筋锚固的计算

条件：某中间层框架梁采用C25混凝土，HRB400级纵向钢筋。端节点处，梁的上部纵向钢筋为328，充分发挥受拉作用。中间节点处，梁的下部纵向钢筋为320，被锚固在中间节点内，并充分发挥受压作用。箍筋采用HPB300，直径10mm。

要求：确定柱的截面高度h。

解答：（1）查《混规》表4.1.4得 f_c=11.9N/mm²，f_t=1.27N/mm²。

查《混规》表4.2.3-1得 f_y=360N/mm²。

（2）查《混规》表8.2.1得混凝土保护层厚度c=25mm，纵向钢筋到近边的距离。

（3）根据《混规》第9.3.4条的规定，中间层端节点框架梁上部纵向钢筋伸至节点对边并向下弯折，其水平投影长度不应小于0.4l_ab。

根据《混规》第8.3.1条规定，锚固长度应按《混规》式（8.3.1）确定。

根据这些规定，端节点处柱的截面高度

查《混规》表8.3.1得钢筋的外形系数α=0.14。

h=h₀+a_s=444+49=493.4mm

柱的截面应取h>493.4mm。

（4）根据《混规》第9.3.5条第2款的规定，充分利用钢筋抗压强度时，应按《混规》第9.3.5条下部纵向钢筋在中间节点内的直线锚固长度不应小于0.7l_a。

应用《混规》式（8.3.1）可得中间柱的截面高度h可用下式确定(www.xing528.com)

柱的截面应取h>555.6mm。

3.顶层中节点

《混凝土结构设计规范》规定：

9.3.6 柱纵向钢筋应贯穿中间层的中间节点或端节点，接头应设在节点区以外。

柱纵向钢筋在顶层中节点的锚固应符合下列要求：

1.柱纵向钢筋应伸至柱顶，且自梁底算起的锚固长度不应小于l_a。

2.当截面尺寸不满足直线锚固要求时，可采用90°弯折锚固措施。此时，包括弯弧在内的钢筋垂直投影锚固长度不应小于0.5l_ab，在弯折平面内包含弯弧段的水平投影长度不宜小于12d（图9.3.6a）。

3.当截面尺寸不足时，也可采用带锚头的机械锚固措施。此时，包含锚头在内的竖向锚固长度不应小于0.5l_ah（图9.3.6b）。

4.当柱顶有现浇楼板且板厚不小于100mm时，柱纵向钢筋也可向外弯折，弯折后的水平投影长度不宜小于12d。

图9.3.6 顶层节点中柱纵向钢筋在节点内的锚固

a）柱纵向钢筋90°弯折锚固 b）柱纵向钢筋端头加锚板锚固

【例6.3.7】 顶层梁端钢筋锚固的计算

条件：某顶层框架梁采用C25混凝土、HRB400级纵向钢筋。梁宽b_b=250mm。端节点处梁的上部纵向钢筋为325。中间节点处柱的纵向钢筋为328。梁、柱的纵筋都充分发挥作用环境类别为二b类。箍筋直径8mm，采用HPB300级钢筋。

要求：确定梁的截面高度h。

解答：（1）查《混规》表4.1.4得 f_c=11.9N/mm²，f_t=1.27N/mm²。

查《混规》表4.2.3-1得 f_y=360N/mm²，查《混规》附录A得325，A_s=1473mm²。

（2）查《混规》表8.2.1得混凝土保护层厚度c=25mm。纵向钢筋合力中心到近边的距离

（3）应用《混规》式（9.3.8）求端节点处梁的截面高度：

此处，因混凝土强度等级小于C50，根据《混规》第6.3.1条的规定，取β_c=1.0

h=h₀+a_s=509.3+45.5=554.8mm

（4）根据《混规》第9.3.6条规定，顶层中间节点柱纵向钢筋应伸至柱顶并向节点向水平弯折，弯折后的竖直投影长度不应小于0.5l_ab。

《混规》第8.3.1条规定，锚固长度应按《混规》式（8.3.1）确定。

根据这些规定，中间节点处的梁高应满足下列条件

此处，α为钢筋的外形系数，可查《混规》表8.3.1，对带肋钢筋，α=0.14。

（5）比较计算结果知梁的截面高度应取h≥555.6+45.5=601.5mm。

【例6.3.8】 节点的钢筋锚固长度计算

条件：图6.3.10所示三个节点，钢筋采用HRB400级，混凝土为C25，计算得框架梁上端负筋为25；下端正弯矩钢筋为422。框架柱的纵向钢筋为25。

图 6.3.10

a）框架结构中间层边节点 b）框架结构中间层中间节点 c）框架结构顶层端节点

要求：计算各节点的钢筋锚固长度。

解答：查《混规》得带肋钢筋α=0.14。

25钢筋：

22钢筋：

根据《混规》第9.3.4条、9.3.5条、9.3.7条：

l₁≥0.4l_ab=0.4×992=396.8mm

l₂=15d=15×25=375mm

l₃≥l_a=_al_ab=1.0×l_ab=873.1mm

l₄≥1.5×l_ab=1.5×992=1488mm

4.顶层端节点

《混凝土结构设计规范》规定：

9.3.7 顶层端节点柱外侧纵向钢筋可弯入梁内作梁上部纵向钢筋；也可将梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在节点及附近部位搭接，搭接可采用下列方式：

1.搭接接头可沿顶层端节点外侧及梁端顶部布置，搭接长度不应小于1.5l_ab（图9.3.7a）。其中，伸入梁内的柱外侧钢筋截面面积不宜小于其全部面积的65%；梁宽范围以外的柱外侧钢筋宜沿节点顶部伸至柱内边锚固。当柱外侧纵向钢筋位于柱顶第一层时，钢筋伸至柱内边后宜向下弯折不小于8d后截断（图9.3.7a），d为柱纵向钢筋的直径；当柱外侧纵向钢筋位于柱顶第二层时，可不向下弯折。当现浇板厚度不小于100mm时，梁宽范围以外的柱外侧纵向钢筋也可伸入现浇板内，其长度与伸入梁内的柱纵向钢筋相同。

2.当柱外侧纵向钢筋配筋率大于1.2%时，伸入梁内的柱纵向钢筋应满足本条第1款规定且宜分两批截断，截断点之间的距离不宜小于20d，d为柱外侧纵向钢筋的直径。梁上部纵向钢筋应伸至节点外侧并向下弯至梁下边缘高度位置截断。

3.纵向钢筋搭接接头也可沿节点柱顶外侧直线布置（图9.3.7b），此时，搭接长度自柱顶算起不应小于1.7l_ab。当梁上部纵向钢筋的配筋率大于1.2%时，弯入柱外侧的梁上部纵向钢筋应满足本条第1款规定的搭接长度，且宜分两批截断，其截断点之间的距离不宜小于20d，d为梁上部纵向钢筋的直径。

图9.3.7 顶层端节点梁、柱纵向钢筋在节点内的锚固与搭接

a）搭接接头沿顶层端节点外侧及梁端顶部布置 b）搭接接头沿节点外侧直线布置

4.当梁的截面高度较大，梁、柱纵向钢筋相对较小，从梁底算起的直线搭接长度未延伸至柱顶即已满足1.5l_ab的要求时，应将搭接长度延伸至柱顶并满足搭接长度1.7l_ab的要求；或者从梁底算起的弯折搭接长度未延伸至柱内侧边缘即已满足1.5l_ab的要求时，其弯折后包括弯弧在内的水平段的长度不应小于15d，d为柱纵向钢筋的直径。

5.柱内侧纵向钢筋的锚固应符合本规范第9.3.6条关于顶层中节点的规定。

【例6.3.9】 顶层端节点

框架顶层端节点若采用位于节点外侧和梁端顶部的搭接接头，从梁底标高算起的搭接长度l_l，不应小于下列何项数值？

（A）1.2l_a （B）1.4l_a （C）1.5l_ab （D）1.7l_ab

答案：（C）

由《混规》第9.3.7条及图9.3.7a可知。

【例6.3.10】 顶层端节点

框架顶层端节点若采用位于柱顶部外侧的直线搭接接头，则从柱顶算起的搭接长度竖直段l_lv不应小于何值？柱外侧纵筋伸至柱顶后宜向节点内的水平弯折，弯折断的水平段长度l_lv不宜小于何值？

（A）l_lv≥1.4l_a （B）l_lv≥1.5l_a

（C）l_lv≥1.6l_a （D）l_lv≥1.7l_a

答案：（D）

由《混规》第9.3.7条及图9.3.7b和第9.3.6条可知。

《混凝土结构设计规范》规定：

9.3.8 顶层端节点处梁上部纵向钢筋的截面面积A_s应符合下列规定：

式中 b_b——梁腹板宽度；

h₀——梁截面有效高度。

梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在节点角部的弯弧内半径，当钢筋直径不大于25mm时，不宜小于6d；大于25mm时，不宜小于8d。钢筋弯弧外的混凝土中应配置防裂、防剥落的构造钢筋。

【例6.3.11】 顶层端节点处的梁截面高度

某顶层的钢筋混凝土框架梁，混凝土等级为C30，截面为矩形，宽度b=300mm，端节点处梁的上部钢筋为325。中间节点处柱的纵向钢筋为425，钢筋等级为HRB400，a_s=40mm，则梁截面的最小高度（mm）与下列何项数值最为接近？

（A）441 （B）392 （C）425 （D）453

答案：（A）

混凝土强度C30：f_c=14.3N/mm²，f_t=1.43N/mm²。

钢筋强度HRB400级：f_y=360N/mm²，325，A_s=1473mm²。

由《混规》式（9.3.8），截面的有效高度需满足：

截面高度：h=h₀+a_s=353.2+40≈393mm

根据《混规》第8.3.1条、9.3.6条的规定，中间节点处梁的高度应满足：

由此可知梁的截面高度h=h₀+40=441+40=481mm

【例6.3.12】 （2010年）

某钢筋混凝土框架结构的顶层框架梁，混凝土强度等级为C30，纵筋采用HRB400级钢筋（）。试问，该框架顶层端节点处梁上部纵筋的最大配筋率，与下列何项数值最为接近？

（A）1.4% （B）1.7% （C）2.0% （D）2.5%

答案：（A）

《混规》规定：顶层端节点处梁上部纵向钢筋的截面面积A_s应符合下列规定：