混凝土剪力墙柱配筋设计要点及流程

混凝土墙柱配筋设计要点及流程吴伟河2012.05框架（异形）柱设计框架（异形）柱设计规范名称规范条文内容要点混凝土结构设计规范(GB50010-2010)

6.2.15~6.2.25、6.3.11~6.3.19正（斜）截面承载力计算方法9.3.1~9.3.3柱配筋的一般构造要求11.4.1~11.4.18强柱若梁、强剪弱弯内力调整；框架柱及框支柱截面及配筋构造要求建筑抗震设计规范（GB50011-2010)6.1.14、6.3.5~6.3.10地下室顶部嵌固时的柱配筋要求；柱截面及配筋构造要求高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010)3.10.2、3.10.4、10.2.10、10.2.11特一级柱及转换柱设计要求6.4.1~6.4.11框架柱构造要求混凝土异形柱结构技术规程(JGJ149-2006)5.1.1~5.3.6、6.1.1~6.3.6异形柱截面设计及结构构造规范及图集汇总●主要相关规范条文及要点框架（异形）柱设计●相关图集1：“平法”（现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板）11G101-12：混凝土结构剪力墙边缘构件和框架柱构造钢筋选用04SG3303：混凝土异形柱结构构造(一)06SG331-1手算？设计理论及手算方法钢筋混凝土结构设计原理框架柱部分受压构件承载力双向偏心受压大偏心受压小偏心受压轴心受压受拉构件承载力单向受剪大偏心受拉小偏心受拉轴心受拉斜截面受剪双向受剪框架（异形）柱设计构件电算小工具框架（异形）柱设计Satwe计算结果查看●矩形混凝土柱与型钢混凝土柱框架（异形）柱设计Satwe计算结果查看●矩形混凝土柱与型钢混凝土柱框架（异形）柱设计Asv取值为Asvx,Asvy的较大值，具体设计时可按此值控制两方向配筋值，或按构件信息Asvx,Asvy具体数值分方向设计。钢筋面积是按用户输入的钢筋强度和钢筋间距计算的，具体设计与计算输入不同时，应进行强度及间距的换算。Satwe计算结果查看●矩形混凝土柱与型钢混凝土柱框架（异形）柱设计Satwe计算结果查看●配筋实例框架（异形）柱设计角筋计算值3.8cm2，实配钢筋值为1根25，实配面积4.9cm2；X向纵筋计算值21cm2，实配钢筋值为2根25+4根20，实配面积22.3cm2；Y向纵筋计算值19cm2，实配钢筋值为2根25+3根20，实配面积19.2cm2；箍筋计算间距为100mm，核心区、加密区、非加密区箍筋计算面积分别为3.0cm2、2.5cm2、0.0cm2。实配X向核心区、加密区箍筋面积为5（肢数）*1.13(直径为12mm的单肢面积)*100/150（间距换算）=3.76cm2。实配Y向核心区、加密区箍筋面积为6*1.13*100/150=4.52cm2。

Satwe计算结果查看●圆形及异形混凝土柱框架（异形）柱设计As为圆柱全截面配筋面积cm2Asz为异形柱固定钢筋配筋面积cm2，Asf为异形柱分布钢筋配筋面积cm2其余符号含义同矩形混凝土柱Satwe计算结果查看●圆形及异形混凝土柱框架（异形）柱设计异形柱固定钢筋——直线柱肢端部和相交处的钢筋“异规”6.2.3将纵向受力钢筋“局限”于固定钢筋，而程序计算按“混规”附录E计算，固定钢筋及分布钢筋均为受力钢筋。矩形柱单向、双向偏心受力配筋方法选择框架（异形）柱设计●选用双向偏心受力

—空间结构分析模型，根据实际受力理论应进行双向偏心计算，一般情况下安全可靠、经济合理

—双向偏心配筋计算，由于布筋方式不同结果不唯一

—双向偏心配筋计算由程序自动进行布筋有可能不合理，结果偏大时应调整布筋并使其通过验算●选用单向偏心受力

—单向偏心计算方法是双向偏心的特例，是传统的计算方法

—单向偏心配筋计算应进行双向验算，特别是角柱、边柱、斜柱及大偏心受压柱

—由于单向偏心配筋两组最不利荷载同时出现概率很小，且未考虑对边钢筋作用，一般可以通过双向验算矩形柱单向、双向偏心受力配筋方法选择框架（异形）柱设计●若结构分析时考虑双向地震作用，且由地震作用组合控制截面配筋时，

由于计算方法已考虑双向弯矩的放大作用，可采用单向偏心受力配筋方法

●双偏压验算PKPM2010墙梁柱施工图柱平法施工图双偏压框架柱计算长度及越层柱设计框架（异形）柱设计●柱的计算长度按“混规”取，一般来说，底层柱取1.0，其余楼层取1.25越层柱●越层柱的特点是：在越层点不受楼板的约束：框架柱计算长度及越层柱设计框架（异形）柱设计●非刚性楼板假定下，Satwe会自动搜索越层柱信息并正确计算其长度系数。各段柱的净长度乘以本段柱的计算长度系数就等于真实的柱计算长度：Lo3LoLo2Lo1μ3μμ2μ1各段柱长度和总长度各段柱长度系数和按全长计算的长度系数长度系数满足：Lo1*μ1=Lo2*μ2=Lo3*μ3=Lo*μ框架柱计算长度及越层柱设计框架（异形）柱设计●地下室计算会强制采用刚性楼板假定，设计时应按实际情况修改：SATWE前处理接PMCAD生成SATWE数据7修改构件计算长度系数●设计修改柱计算长度系数后，可按如下方式处理：

（1）不再进行“形成SAIWE数据”和“数据检查”等操作，直接计算

（2）“形成SAIWE数据”时勾选“保留用户自定义的柱、梁、支撑长度系数”一项无地下室框架结构底层柱设计框架（异形）柱设计●基础埋置较浅时，框架结构底层层高为从基础顶面到一层楼盖顶面●基础埋置较深时，按上述取法，可能出现底层层间位移太大，不满足规范要求；框架柱配筋偏大或超筋；二层框架梁配筋偏大等问题，可采取如下措施处理:(1)：在正负零一下适当位置设置基础拉梁层。模型一：上部结构嵌固于基础顶面，定义拉梁层楼板全房间开洞，采用弹性楼板总刚分析，不考虑回填土约束。模型二：上部结构嵌固于拉梁顶面。最终配筋取两者的较大值。(2)：按照《建筑地基基础设计规范》第条设计成高杯口基础，满足杯壁厚度的要求，底层层高取为底层短柱顶面到一层楼盖顶面。受拉吊柱设计框架（异形）柱设计计算参数，总信息处：计算模型中，吊柱输入层应为柱顶所在标准层；PMCAD退出时的提示错误可忽略；可采用“模拟施工加载1”或“模拟施工加载3”并按受力性质调整施工次序进行计算受拉吊柱自校单及施工图常见问题解析框架（异形）柱设计●转换柱的箍筋配箍特征值比普通框架柱要求增加0.02采用，且箍筋体积配箍率不应小于1.5%（高规10.2.10)●当采用HRB400级钢筋且混凝土强度不高于C60时，转换柱纵向受力钢筋最小配筋率，抗震等级一级时为1.15，二级为0.95（高规）

自校单及施工图常见问题解析框架（异形）柱设计●短柱（包括楼梯休息平台产生的）应全高加密，角柱（一、二级）箍筋应全高加密，异形柱的角柱（二、三级）箍筋全高加密。

——柱的剪跨比，其中为与弯矩平行方向柱截面有效高度。其中，

（当柱反弯点在柱高度中部，即)称为长柱；当称为短柱；称为极短柱。——角柱是指位于建筑角部、与柱的正交的两个方向各只有一根框架梁与之相连接的框架柱。对复杂的情况，可认为当钢筋混凝土楼板与柱的四边能直接连接少于三边时，也可判定为角柱。角柱需在计算模型中单独指定。●“混规”，柱纵向受力钢筋应采用HRB400级钢筋以上。

自校三单及三施工三图常三见问三题解三析框架三（异三形）三柱设三计●“抗规三”，三当地三下室三顶板三作为三上部三结构三的嵌三固部三位时三，地三下一三层柱三截面三每侧三纵向三钢筋三不应三小于三地上三一层三柱对三应纵三向钢三筋的1.三1倍增加三说明三：(三)内的三仅用三于地三下室三顶板三以下,空心三圆所三表示三钢筋三仅地三下室三有,锚入三一梁三板内三。自校三单及三施工三图常三见问三题解三析框架三（异三形）三柱设三计●三截面三几何三形状三围L形、T形和三十字三形，三且截三面各三肢的三肢高三肢厚三比不三大于4的柱三均为三异形三柱(肢厚三不一三定是20三0m三m）；●三异形三柱按三全截三面面三积计三算的三柱肢三各肢三端纵三向受三力钢三筋的三配筋三百分三率不三应小三于0.三2；全三部纵三筋最三小配三筋率三应满三足“三异规三”表三规定三；●三异形三柱加三密区三箍筋三最大三间距三应满三足“三异规三”表三规定三，二三级、三三级三受力三钢筋三直径三分别三不宜三小于18和16，否三则箍三筋间三距<1三00。剪力三墙配三筋设三计剪力三墙配三筋设三计规范名称规范条文内容要点混凝土结构设计规范(GB50010-2010)

6.2.19、6.2.24、6.2.25、6.3.20~6.3.23正（斜）截面承载力计算方法9.4.1~9.4.8墙设计的一般构造要求11.7.1~11.7.19内力调整及边缘构件设置建筑抗震设计规范（GB50011-2010)6.4.1~6.5.4、6.7.4墙截面及边缘构件设置高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010)7.1.1~7.2.28剪力墙结构设计10.2.19~10.2.22部分框支剪力墙墙体设计规范三及图三集汇三总●三主要三相关三规范三条文剪力三墙配三筋设三计●三相关三图集1：“三平法三”（三现浇三混凝三土框三架、三剪力三墙、三梁、三板）2：混三凝土三结构三剪力三墙边三缘构三件和三框架三柱构三造钢三筋选三用04三SG三33三0构造三边缘三构件三建议三按“三高规三”图三设置剪力三墙水三平钢三筋计三入约三束边三缘构三件体三积配三箍率三的构三造做三法详11三G1三01三-1第72页，目前三公司三范图三（包三括结三构设三计总三说明三）均三按不三考虑三设计三！手算三及构三件电三算小三剪力三墙配三筋设三计剪力三墙配三筋设三计大偏三心受三压小偏三心受三压偏心三受拉斜截三面受三剪连梁三设计Sa三tw三e计算三结果三查看剪力三墙配三筋设三计●三墙-柱结三果查三看钢筋三面积三是按三用户三输入三的钢三筋强三度和三钢筋三间距三计算三的，三具体三设计三与计三算输三入不三同时三，应三进行三强度三及间三距的三换算三。当墙—柱长三小于3倍墙三厚或三一字三形墙三截面三高度<=三80三0m三m时，三按柱三配筋三。此三时As三w为单三边钢三筋面三积。程序三采用三直线三段配三筋模三式，三不考三虑面三外墙三翼缘三作用三，特三别地三，L形边三缘构三件的三配筋三，是三两个三墙肢三配筋三的叠三加，三配筋三偏大Sa三tw三e计算三结果三查看剪力三墙配三筋设三计●三配筋三实例底部三加强三部位三的选三取剪力三墙配三筋设三计高层三建筑三底部三加强三部位三地面三以上三的高三度从三地下三室顶三板起三算，三取底三部两三层及H/三10较大三值（三框支三剪力三墙结三构取三至框三支层三以上三两层三且不三小于H/三10）。三底部三加强三部位三向下三延伸三至计三算嵌三固端三；旧版三规范三未明底部三加强三部位三的选三取剪力三墙配三筋设三计裙房三屋顶三上、三下各三一层三应适三当加三强抗三震措三施的三大底三盘高三层结三构，三实际三设计三时，三若裙三房层三数较三少，三可直三接将三底部三加强三仅加三强抗三震构三造措三施，三无需三内力三调整塔楼三中与三裙房三相连三的外三围柱三、剪三力墙三，从三固定三端至三裙房三屋面三上一三层的三高度三范围三内，三应满三足“三高规三”、三相关三规定三。小墙三肢超三筋或三配筋三过大三时的三处理三方法剪力三墙配三筋设三计●调三整结三构布三置或三增大三墙肢三截面●考三虑面三外墙三翼缘三作用三，按三组合三墙（三参考三异形三柱）三计算三配筋Sa三tw三e分析三结果三图形三及文三本显三示三剪力三墙组三合配三筋修三改及三验算●配三筋较三大的三小墙三肢应三按实三际截三面尺三寸进三行整三体计三算转换三层上三一层三墙体三超筋三时的三处理三方法(S三at三we三)剪力三墙配三筋设三计●问题三原因三：当采三用梁三单元三模拟三转换三梁，三壳单三元模三拟剪三力墙三时，三实际三情况三应该三是剪三力墙三下边三缘与三转换三梁的三上表三面变三形协三调，三计算三模型三的情三况是三剪力三墙下三边缘三与转三换梁三的中三性轴三变形三协调三，在三（重三力）三荷载三下转三换梁三上表三面与三剪力三墙脱三开，三刚度三偏柔三，转三换梁三的受三弯挠三度引三起的三计算三失真三（从三定性三的角三度，三墙体三内力三突变三时确三实存三在的三）；采用三更合三理，三更先三进的三结构三设计三软件三，应三用壳三元模三拟转三换梁三，（按三应力三）进行●传统三处理三方法三：加大三转换三梁高三度，或设三置型三钢，减少三变形；增加三转换三层上三一层三墙体三厚度三；转换三梁分三段输三入，三与墙三体划三分节三点对三应；增加三托墙三梁刚三度系三数，三该系三数需三设计三人根三据软三件推三荐（10三0）及经三验控三制，三效果三不明三显且取三值无三依据三；转换三层上三一层三墙体三超筋三时的三处理三方法(S三at三we三)剪力三墙配三筋设三计●Sa三tw三e变通三处理三方法三一（三接近三有限三元计三算结三果）三：严格三控制三转换三层上三两层三墙轴三压比三；读取三转换三层上三第二三层墙三体内三力F1；将转三层梁三定义三为刚三将F1三+F三2作为三转换三层上三一层三墙体三内力三设计三值，三计算三其配三筋；●Sa三tw三e变通三处理三方法三二（三可接三受的三工程三结果三，不三推荐三）：楼层三组装三的时三增加三一层三并进三行整三体计三算，三按转三换层三上第三二层三墙体三结果三进行三设计连梁三超筋三时的三处理三方法剪力三墙配三筋设三计●剪三力墙三连梁三对剪三切变三形十三分敏三感，三其名三义剪三应力三限制三比较三严，三在很三多情三况下三设计计三算会三出现三“超三筋”三情况三，强三剪弱的指导方向；●较三强连三梁（三（净三）跨三高比三小于5的连三梁）三应采三用墙三开洞三模型三计算三，弱三连梁三应采用梁三单元三输入三。连三梁混三凝土三强度三同剪三力墙三；●“高三规”三建议三处理三方法三：减少三连梁三截面三、增三加连三梁跨三度、三加大三连梁三宽度三、增三加剪三力墙三数等——第二三选择三；连梁三弯矩三调幅三处理三，风荷三载起三控制三作用三的高三层建三筑中三，连三梁刚三度可三以折三减，三但不三宜小三于0.三8，地震三作用三控制三的高三层混三凝土三结构三，连三梁刚三度可三折减三，6,三7度时三可取0.三7；8,三9度时三可取0.三5—三—第一三选择三；当连三梁破三坏对竖向承载三力无三明显三影响三时，三可按三独立三墙肢三计算三简图（超筋部三位连三梁按梁三单元三输入三，铰接三处理）进行三二次三多遇三地震三作用三下的三内力三分析三，墙三肢截三面应三按两三次计三算较三大值三计算三配筋——末选三；连梁三超筋三时的三处理三方法剪力三墙配三筋设三计●“剪三力铰三”处三理方三法——第三三选择三：适用三于确三无其三他手三段增三加结三构侧三向刚三度，三以满三足结三构的三层间三弹性三位移三角要三求的三情况三；处理三思路——寻求三与连三梁梁三端最三大抗三剪承三载力三相匹三配的三最大三梁端三弯矩三，形三成以三梁端三抗剪三承载三力控三制的三塑性三铰，三称“三剪力三铰”三，实三现连三梁与三剪力三墙的三半刚三接；处理三步骤三：计算三模型1，连三梁截三面为bx三h1，读三取剪三力设三计值V，M；根据V及“三高规三”，三计算三出能三承受三此剪三力值三的连三梁截三面bx三h2；按连三梁截三面bx三h2，内三力V,三M，进三行超三筋连三梁的三施工三图设三计（三若连三梁高三度由三于建三筑功三能受三限制三，应三按允三许最三大截三面设三计并三减少三计算三模型1连梁三截面三，满三足最三大截三面的三抗剪三要求三；）补充三连梁三截面三为bx三h2的计三算模三型2；整体三指标三控制三及水三平构三件设三计按三计算三模型1；剪力三墙取三两计三算模三型的三包络三进行三设计连梁三超筋三时的三处理三方法剪力三墙配三筋设三计●“双三连梁三”处三理方三法——第四三选择三：当连三梁超三筋时三，采三取在三连梁三中部三设置三水平三缝，三将整三个截三面高三度的三连梁三分割三成两三个截三面高三度相三等（三相进三）的三小截三面连三梁，三称为三“双三连梁三”三；传统三计算三方法三按连三梁抗三剪截三面面三积等三效的三原则三（等三效连三梁宽三度取三小截三面连三梁宽三度的2倍，三高度三与小三截面三连梁三相等三）进三行结三构分三析验三算及三设计三；传统三计算三方法三忽略三了上三、下三设置三的连三梁附三加轴三力形三成的三内力三偶对三外力三的平三衡作三用，三实际三“双三连梁三”的三抗弯三刚度三与等三效连三梁之三间存三在较三大差三异，三连梁三分担三的地三震作三用偏三小（三墙肢三偏大三）；PK三PM层间三梁无三法解三决上三述问三题。剪力三墙配三筋设三计的三经济三性控三制剪力三墙配三筋设三计●几三个项三目的三剪力三墙钢三筋含三量：剪力三墙配三筋设三计的三经济三性控三制剪力三墙配三筋设三计●经三济性三控制三原则：方案三阶段三控制三结构三体型三、总三刚度三、首三层是三否转三换及三首层三层高三四个三问题三，涉三及业三主及三建筑三各专三业——开发三式设三计征三询单三；精心三合理三布置三结构三体系三，形三成有三效的三抗侧三力体三系，三反复三电算三，尽三量避三免超三限；采用三构造三配筋三的暗三柱及三剪力三墙分三布钢三筋，三可仅三满足三规范三最低三要求三即可三，无三需人三为放三大。三计算三配筋三的剪三力墙三，可三复核三其计三算截三面并三采用三组合三墙配三筋；某个三剪力三墙暗三柱配三筋沿三高度三变化三时，三应分三层设三计；各栋三塔楼三分别三编号三配筋三，单三独出三图；超限三设计三分析三的重三要部三位，三应严三格按三分析三结果三加强三设计三；箍筋三采用HR三B4三00及以三上级三别钢三筋；自校三单及三施工三图常三见问三题解三析剪力三墙配三筋设三计●检查三墙体三配筋(包括AZ、水三平筋三）是三否满三足计三算要三求，三尤其三是转三换层三上二三层、三首层三等。●框支三结构三，检三查底三部加三强部三位墙三体最三小配三筋率三是否三满足0.三3%（抗三震）●矩形三独立三小墙三肢hw三/b三w≤3时,按KZ构造,底部三加强三部位1.三2%三,其余三部位1.三0%三,全高三加密hw三/b三w为3~三5时，三复核三