注册结构工程师专业考试：纵筋配置要求及注意事项

时间：2023-10-08 理论教育版权反馈

【摘要】：5 边柱、角柱及剪力墙端柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时，柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%。为了避免纵筋配置过多，施工不便，对框架柱的全部纵向受力钢筋配筋率作了限制。为减少这种破坏，这类柱纵向钢筋配筋率不宜过大。为此，对一级抗震等级且剪跨比不大于2的框架柱，规定每侧纵向受拉钢筋配筋率不宜大于1.2%，并应沿柱全长采用复合箍筋。

（一）试题回顾

【试题2.3.38】最小配筋率（2003年）

有一建造于Ⅱ类场地上的钢筋混凝土多层框架，抗震等级为二级。其中某柱的轴压比为0.6，混凝土强度等级为C25，箍筋采用HPB335，保护层厚度取25mm，剪跨比λ=2.1，柱断面尺寸及配筋形式如图2.3.37所示。

图 2.3.37

当该柱为角柱且其纵筋采用HRB400钢筋时，下列何项配筋面积（mm²）最接近允许最小配筋率的要求？

（A）6400 （B）5120 （C）5760 （D）5062.5

【试题2.3.39】纵筋面积（2004年）

某18层一般现浇钢筋混凝土框架结构，结构环境类别为一类，抗震等级为二级。梁柱混凝土强度等级均采用C30，钢筋采用HRB335及HPB235。

假设该建筑物建在Ⅳ类场地上，其角柱纵向钢筋的配置如图2.3.38所示。试问，下列在柱中配置的纵向钢筋面积，其中何项最为接近相关规范、规程的要求？

图 2.3.38

（A）1014 （B）1016

（C）1018 （D）1020

【试题2.3.40】小偏心受拉内力设计值计算剪力墙端柱纵筋总截面面积（2008年）

某框架-剪力墙结构，房屋高度50.1m，地下2层，地上13层，首层层高6.0m。2层层高4.5m，其余各层层高均为3.6m。纵横方向均有剪力墙，地下1层板顶作为上部结构的嵌固端。该建筑为丙类建筑，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g，Ⅰ类建筑场地。在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50%。各构件的混凝土强度等级均为C40。位于第5层平面中部的某剪力墙端柱截面为500mm×500mm，假定其抗震等级为二级。端柱纵向钢筋采用HRB335级钢（）；考虑地震作用组合时，由考虑地震作用组合小偏心受拉内力设计值计算出的该端柱纵筋总截面面积计算值为最大（1800mm²）。试问，该柱纵筋的实际配筋选择下列何项时，才能满足且最接近于《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002的最低要求。

（A）416+418（A_s=1822mm²）（B）818（A_s=2036mm²）

（C）420+418（A_s=2275mm²）（D）820（A_s=2513mm²）

【试题2.3.41】小偏心受拉柱纵筋面积（2012年一级）

某高层现浇钢筋混凝土框架结构，其抗震等级为二级，梁、柱混凝土强度等级C40（f_c=19.1N/mm²），梁纵筋为HRB400（f_y=360N/mm²），箍筋HRB335（f_y=300N/mm²），σ_s=60mm。假定，该建筑物较高，其所在建筑场地类别为Ⅳ类，计算表明该结构角柱为小偏心受拉，其计算纵筋面积为3600mm²，采用HRB400级钢筋（f_y=360N/mm²），配置如图2.3.39所示。试问，该柱纵向钢筋最小取下列何项配筋时，才能满足规范、规程的最低要求？

（A）1225 （B）425（角筋）+820

（C）1222 （D）1220

（二）规范规定

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：

图 2.3.39

6.4.3 柱纵向钢筋和箍筋配置应符合下列要求：

柱全部纵向钢筋的配筋率，不应小于表6.4.3-1的规定值，且柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.2%；抗震设计时，对Ⅳ类场地上较高的高层建筑，表中数值应增加0.1。

表6.4.3-1 柱纵向受力钢筋最小配筋百分率（%）

注：1.表中括号内数值适用于框架结构；

2.采用335MPa级、400MPa级纵向受力钢筋时，应分别按表中数值增加0.1和0.05采用；

3.当混凝土强度等级高于C60时，上述数值应增加0.1采用。

6.4.4 柱的纵向钢筋配置，尚应满足下列规定：

1 抗震设计时，宜采用对称配筋。

2 截面尺寸大于400mm的柱，一、二、三级抗震设计时其纵向钢筋间距不宜大于200mm；抗震等级为四级和非抗震设计时，柱纵向钢筋间距不宜大于300mm；柱纵向钢筋净距均不应小于50mm。

3 全部纵向钢筋的配筋率，非抗震设计时不宜大于5%、不应大于6%，抗震设计时不应大于5%。

4 一级且剪跨比不大于2的柱，其单侧纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于1.2%。

5 边柱、角柱及剪力墙端柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时，柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%。

《混凝土结构设计规范》的条文说明：

11.4.12 框架柱纵向钢筋最小配筋率是抗震设计中的一项较重要的构造措施。其主要作用是考虑到实际地震作用在大小及作用方式上的随机性，经计算确定的配筋数量仍可能在结构中造成某些估计不到的薄弱构件或薄弱截面；通过纵向钢筋最小配筋率规定可以对这些薄弱部位进行补救，以提高结构整体地震反应能力的可靠性；此外，与非抗震情况相同，纵向钢筋最小配筋率同样可以保证柱截面开裂后抗弯刚度不致削弱过多；另外，最小配筋率还可以使设防烈度不高的地区一部分框架柱的抗弯能力在“强柱弱梁”措施基础上有进一步提高，这也是相当于对“强柱弱梁”措施的某种补充。

11.4.13 当框架柱在地震作用组合下处于小偏心受拉状态时，柱的纵筋总截面面积应比计算值增加25%，是为了避免柱的受拉纵筋屈服后再受压时，由于包兴格效应导致纵筋压屈。

为了避免纵筋配置过多，施工不便，对框架柱的全部纵向受力钢筋配筋率作了限制。

柱净高与截面高度比值为3～4的短柱试验表明，此类框架柱易发生粘结型剪切破坏和对角斜拉型剪切破坏。为减少这种破坏，这类柱纵向钢筋配筋率不宜过大。为此，对一级抗震等级且剪跨比不大于2的框架柱，规定每侧纵向受拉钢筋配筋率不宜大于1.2%，并应沿柱全长采用复合箍筋。对其他抗震等级虽未作此规定，但也宜适当控制。

（三）算例

【例2.3.33】按构造要求确定截面纵向钢筋配筋（HRB400级钢筋）(www.xing528.com)

条件：某现浇框架-剪力墙结构中的一榀框架，抗震等级一级，混凝土强度等级采用C35，钢筋采用HRB400（）；中柱纵向钢筋的配置如图2.3.40所示，采用等直径纵向钢筋12根。