第四章 柱平法施工图与钢筋算量

第四章柱平法施工图与钢筋算量•第一节柱平法施工图制图规则•第二节柱标准构造详图•第三节柱钢筋算量计算方法•第四节柱钢筋工程量计算实例返回第一节柱平法施工图制图规则•一、列表注写方式•列表注写方式，是在柱平面布置图上（一般只需采用适当比例绘制一张柱平面布置图，包括框架柱、框支柱、梁上柱和剪力墙上柱），分别在同一编号的柱中选择一个（有时需要选择几个）界面标注几何参数代号；在柱表中注写柱编号、柱段起止标高、几何尺寸（含柱截面对轴线的偏心定位尺寸）与配筋的具体数值，并配以各种柱截面形状及其箍筋类型图的方式来表达柱平法施工图（图4-1）。•（１）柱编号。其由类型代号和序号组成，应符合表4-1的规定。下一页返回第一节柱平法施工图制图规则•（２）注写各段柱的起止标高，自柱根部往上以变截面位置或截面未变但配筋改变处为界分段注写。框架柱和框支柱的根部标高指基础顶面标高；芯柱的根部标高指根据结构实际需要而定的起止位置标高；梁上柱的根部标高指梁顶面标高；剪力墙上柱的根部标高为墙顶面标高。•（３）对于矩形柱，注写柱截面尺寸b×h及与轴线关系的几何参数代号b１、b２和h１、h２的具体数值，需对应于各段柱分别注写。其中b＝b１＋b２，h＝h１＋h２。当截面的某一边收缩变化至与轴线重合或偏到轴线的另一侧时，b１、b２、h１、h２中的某项为０或为负值。上一页下一页返回第一节柱平法施工图制图规则•对于圆柱，表中b×h一栏改用在圆柱直径数字前加d表示。为表达简单，圆柱截面与轴线的关系也用b１、b２和h１、h２表示，并使d＝b１＋b２＝h１＋h２。•对于芯柱，根据结构需要，可以在某些框架柱的一定高度范围内，在其内部的中心位置设置（分别引注其柱编号）。芯柱截面尺寸按构造确定，并按图集标准构造详图施工，设计无须注写（图4-2）；当设计者采用与构造详图不同的做法时，应另行注明。芯柱定位随框架柱，不需要注写其与轴线的几何关系。上一页下一页返回第一节柱平法施工图制图规则•（４）注写柱纵筋。当柱纵筋直径相同，各边根数也相同时（包括矩形柱、圆柱和芯柱），将纵筋注写在“全部纵筋”一栏中；除此之外，柱纵筋分角筋、截面b边中部筋和h边中部筋三项分别注写（对于采用对称配筋的矩形截面柱，可仅注写一侧中部筋，对称边省略不注）。•（５）柱箍筋。箍筋注写有箍筋类型号及箍筋肢数一列和箍筋级别、直径、间距等信息一列。•１）注写箍筋类型号及箍筋肢数。具体工程所设计的各种箍筋类型图以及箍筋复合的具体方式，需画在表的上部或图中的适当位置，并在其上标注与表中相对应的b、h和类型，如图4-1所示。当为抗震设计时，确定箍筋肢数时要满足对柱纵筋“隔一拉一”以及箍筋肢距的要求。上一页下一页返回第一节柱平法施工图制图规则•２）箍筋级别、直径、间距等信息。当为抗震设计时，用斜线“／”区分柱端箍筋加密区与柱身非加密区长度范围内箍筋的不同间距。如Ф10＠100／250，表示箍筋为ＨＰＢ300级钢筋，直径为10ｍｍ，加密区间距为100ｍｍ，非加密区间距为250ｍｍ。•当箍筋沿全高为一种间距时，则不使用“／”。如Ф10＠100，表示沿柱全高范围内箍筋均为ＨＰＢ300级钢筋，直径为10ｍｍ，间距为100ｍｍ。上一页下一页返回第一节柱平法施工图制图规则•二、截面注写方式•截面注写方式，是在柱平面布置图的柱截面上，分别在同一编号的柱中选择一个截面，以直接注写截面尺寸和配筋数值的方式来表达柱平法施工图（图4-3）。•截面注写方式与列表注写方式注写的内容是相同的，不同的是表现形式。•在实际工程中，采用列表注写方式比较多。原因是截面注写方式往往只能表达一个柱标准层，当柱子信息发生变化时，就要添加更多的柱平法施工图，特别是对于高层建筑，结构施工图数量过多。而采用列表注写方式就避免了这种现象的出现，无论柱子的信息如何变化，都可以注写在柱表中，无须再添加新的施工图。上一页返回第二节柱标准构造详图•根据柱钢筋所处的部位和具体构造要求不同，将其构造分为以下主要内容：•（１）柱根部钢筋构造；•（２）柱中间层钢筋构造；•（３）柱顶钢筋构造；•（４）柱箍筋构造。•柱钢筋构造包括纵筋构造和箍筋构造两部分，又区分为抗震和非抗震两种情况，由于我国大部分大中城市都在抗震设防区，所以本书主要讲述柱钢筋抗震构造，非抗震构造可以参考相应平法图集。下一页返回第二节柱标准构造详图•一、柱根部钢筋构造•柱根部钢筋构造分为框架柱筋在基础内构造、梁上柱筋在梁内构造和墙上柱筋在墙内构造三种情况。•１．框架柱筋在基础内构造•框架柱纵筋要插入下部基础内锚固，所以这段钢筋又称为柱插筋。•根据11Ｇ101-3，框架柱纵筋在基础内的锚固形式与基础的类型无关，与柱筋在基础内的侧向混凝土保护层厚度和竖直段锚固长度有关，如图4-5所示。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•（１）当柱插筋在基础内的侧向保护层厚度＞５d，竖直段锚固长度hj＞lａＥ（lａ）时，柱插筋应伸至基础底层钢筋网上侧，并水平弯折max（６d，150ｍｍ），设置间距≤500ｍｍ，且大于等于两道非复合矩形箍筋，如图4-5（ａ）所示。•（２）当柱插筋在基础内的侧向保护层厚度＞５d，竖直段锚固长度hj≤lａＥ（lａ）时，柱插筋应伸至基础底层钢筋网上侧，并水平弯折15d，设置间距≤500ｍｍ，且大于等于两道非复合矩形箍筋，如图4-5（ｂ）所示。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•（３）当柱插筋在基础内的侧向保护层厚度≤５d，竖直段锚固长度hj＞lａＥ（lａ）时，柱插筋应伸至基础底层钢筋网上侧，并水平弯折max（６d，150ｍｍ），设置直径（d为插筋最大直径），间距s≤min（10d，100ｍｍ）的非复合矩形箍筋，如图4-5（ｃ）所示。•（４）当柱插筋在基础内的侧向保护层厚度≤５d，竖直段锚固长度hj≤lａＥ（lａ）时，柱插筋应伸至基础底层钢筋网上侧，并水平弯折15d，设置直径（d为插筋最大直径），间距s≤min（10d，100ｍｍ）的非复合矩形箍筋，如图4-5（ｄ）所示。上一页下一页返回4d4d第二节柱标准构造详图•注意：当柱为轴心受压或小偏心受压，独立基础、条形基础高度≥1200ｍｍ，或当柱为大偏心受压，独立基础、条形基础高度≥1400ｍｍ时，可仅将柱四角插筋伸至基础底板钢筋网上（伸至底板钢筋网上的柱插筋之间间距不大于1000ｍｍ），其他钢筋满足锚固长度lａＥ（lａ）即可。任何情况下插筋竖直段锚固长度犺犼不得小于0.6lａＥ（0.6lａ）。•２．梁上柱筋在梁内构造•梁上柱，是指一般抗震或非抗震框架梁上的少量支撑在框架梁上的柱（如支撑楼梯梁的柱等），其构造不适用于结构转换层上的转换大梁起柱，如图4-6所示。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•柱纵筋伸至梁底部钢筋上侧，水平弯折12d，且竖直段长度≥0.5lａＥ。在柱筋锚固范围内设置两道柱箍筋。•３．墙上柱筋在墙内构造•抗震和非抗震剪力墙上柱指普通剪力墙上个别部位的少量起柱，不包括结构转换层上的剪力墙上柱。根据11G101-1，剪力墙上柱分为柱与剪力墙重叠一层［图4-7（ａ）］和柱筋锚固在墙顶部［图4-7（ｂ）］两种类型。•（１）柱与剪力墙重叠一层。柱与剪力墙重叠一层的墙上柱的构造要求：柱纵筋直通下一层剪力墙底部，至下层楼面；在剪力墙顶面标高以下锚固范围内的柱箍筋，按上柱箍筋非加密区的复合箍筋要求配置，如图4-7（ａ）所示。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•（２）柱筋锚固在墙顶部。抗震设计时，当柱下三面或四面有剪力墙时，柱所有纵筋可自本层楼板顶面向下锚固1.2lａＥ，箍筋配置与上柱箍筋非加密区的复合箍筋设置相同，如图4-7（ｂ）所示。•设计时应注意，为保证剪力墙的侧向刚度和稳定，不宜在单片剪力墙上起柱，无法避免时，应在相应剪力墙的平面外设置主梁。当柱宽大于梁宽或墙厚时，应对梁或墙侧向加腋。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•４．芯柱锚固构造•为使抗震设防区的框架柱等竖向构件在消耗地震能量时有较好的延性，满足轴压比限值的要求，可在框架柱截面中部１／３范围设置芯柱，如图4-8所示。芯柱截面尺寸长和宽一般为max（b／3，250ｍｍ）和max（h／3，250ｍｍ）。芯柱纵筋和箍筋的配置按施工图标注，芯柱纵筋的连接与根部锚固同框架柱，向上直通芯柱顶标高。非抗震设防区的框架柱一般不设置芯柱。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•二、框架柱和地下室框架柱中间层钢筋构造•１．抗震设防区的框架柱受力特点•框架柱是以偏心受压为主的竖向构件，当为抗震设计时，框架柱受到反复的地震作用，地震作用引起柱子的弯矩和剪力，并且柱子上下两端内力为最大值，中间相对较小。基于钢筋连接应避开内力较大位置，所以框架柱纵筋不应在每层柱上下两端连接，而应在每层中间位置连接，《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的相关章节也明确了这一点。•２．框架柱纵筋连接构造•框架柱钢筋连接方式有绑扎搭接连接、机械连接和焊接连接，如图4-9所示。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•根据目前我国施工习惯，柱子是逐层施工的，所以柱纵筋在每层必有一个连接接头。•（１）非连接区。三种连接方式的非连接区是完全一致的。嵌固部位相邻上一层框架柱，下端非连接区长度≥Hｎ／3（一般直接取Hｎ／3），上端非连接区长度≥［max（Hｎ／６，hｃ，500）＋hｂ］｛一般直接取［ｍａｘ（Hｎ／６，hｃ，500）＋hｂ］｝。其他各层框架柱，下端非连接区长度≥ｍａｘ（Hｎ／６，h，500）［一般直接取ｍａｘ（Hｎ／６，hｃ，500）］，上端非连接区长度≥［ｍａｘ（Hｎ／６，hｃ，500）＋hｂ］｛一般直接取［ｍａｘ（Hｎ／６，hｃ，500）＋hｂ］｝。其中，Hｎ为框架柱净高；hｃ为框架柱截面长边尺寸，圆柱时为柱直径；hｂ为框架梁截面高。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•（２）接头相互错开。为了避免框架柱所有纵筋在同一个位置连接而造成明显的薄弱区，纵筋应分别在高低位连接，每批连接一半，这样连接面积百分率就是50％。上下连接区错开距离见图4-9。注意：当某层连接区的总高度小于纵筋分两批搭接连接所需的高度时，应改用机械连接或焊接连接。•３．抗震框架柱纵筋上下层配筋不一致时的连接构造•由于各层柱受到的外力大小会有所不同，因此各层柱配筋量会有差别。这种差别分为上柱比下柱多出的钢筋、上柱较大直径钢筋、下柱比上柱多出的钢筋和下柱较大直径钢筋四种情况。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•（１）上柱比下柱多出的钢筋［图4-10（ａ）］。上柱比下柱多出的钢筋，应锚固在上层根部的梁柱结点，从楼面算起内1.2lａＥ，其他纵筋连接构造同图4-9。•（２）上柱较大直径钢筋［图4-10（ｂ）］。上柱较大直径钢筋与下层柱纵筋的连接点位于下层连接区域，而不在上层连接区域。这是因为，如果在上层连接，就会导致上层柱根部的配筋值小于设计值。所以必须将上层柱较大直径钢筋伸入下层柱内连接。其他纵筋连接构造同图4-9。•（３）下柱比上柱多出的钢筋［图4-10（ｃ）］。下柱比上柱多出的钢筋，应锚固在下层顶部的梁柱结点内，从梁底算起1.2lａＥ，其他纵筋连接构造同图4-9。上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•（４）下柱较大直径钢筋［图4-10（ｄ）］。下柱较大直径钢筋的连接构造与图4-9是完全一样的。•总结上述四种情况，得出一个结论：多出的钢筋在相应位置锚固1.2lａＥ，大直径钢筋要伸入小直径钢筋处连接。•在11G101-1中给出了搭接连接的情况，对于机械连接和焊接连接也同样是适用的。•４．框架柱变截面位置纵筋构造•因为外力是层层往下传递的，一般情况下，下层柱比上层柱受到的外力要大些，所以柱截面尺寸往往是向上逐层变小的，则柱变截面位置纵筋构造如下：上一页下一页返回第二节柱标准构造详图•（１）当上下柱单侧变化值Δ与所在楼层框架梁截面高度hｂ的比值Δ／hｂ＞１／６，上下层柱纵筋应截断后分别锚固，下层柱纵筋伸到梁顶（留保护层）然后水平弯折12d，且竖直段长度≥0.5lａｈＥ；上层柱纵筋深入梁柱结点内从梁顶算起1.2lａＥ，如图4-11（ａ）和（ｃ）所示。•（２）当上下柱单侧变化值