墙柱配筋设计时如何考虑端柱(上篇)董礼
相信很多工程师在结构计算时勾选了墙柱配筋设计考虑端柱(以下简称“考虑端柱”)
的时候,一定遇到过以下几个问题:
1.为什么勾选“考虑端柱”了,配筋简图中的端柱配筋消失了?
2.配筋消失了我去哪看配筋,是在边缘构件还是配筋简图?
3.如果边缘构件看,端柱的配筋面积是怎么得来的,为什么我把配筋简图中那几个数加起
来怎么对不上呢?
我们先来说一说配筋为什么会消失。这是因为程序在勾选了“考虑端柱”时会对配筋简
图的输出原则做出调整:一个方向有墙,则输出端柱配筋值;两个方向都有墙,则隐藏端柱
配筋值。
那么配筋消失了,我去哪看配筋呢?此时应该去“边缘构件”当中查看,而非配筋简图。
这时候很多工程师会去手核这个配筋结果,把几个数字简单相加就发现对不上了。那么
边缘构件与配筋简图的配筋面积是如何进行换算的呢?
考虑到直接根据计算简图所分配的墙柱配筋面积进行叠加,会造成端柱配筋面积过大导
致的不经济。因此盈建科采用了一套相对复杂的换算规则。
其核心原则是将墙肢落在柱内部分的计算配筋与该方向的柱子计算配筋进行包络取大,
两个方向的计算配筋叠加成一个总的端柱配筋面积后,再分别针对柱和墙的构造要求进行调
整。
值得注意的是墙柱配筋包络取大的规则均只针对计算配筋面积而非构造配筋面积,而边
框柱在配筋简图中输出的是构造面积和计算面积的取大值,因此工程师们在手核的过程中千
万不要将两者混淆。
其次,在分配计算配筋面积时,会遇到角筋重复考虑的情况,如何扣减角筋程序根据大
量工程案例进行了妥善处理:我们大体可以按照墙不扣减角筋,柱子单边扣减一根角筋的思
路进行验算。最终得到的结果满足柱的单边要求、柱的全截面要求以及墙的计算要求。
针对上述原则,我们结合五个案例详细介绍一下程序的处理规则:
案例1:只有一个方向有墙的纯边框柱(边框柱即端柱)
分别点击墙和柱的构件信息,得到精确的配筋面积。
上图中Asc代表角筋、Asxt代表柱x边顶部构造配筋面积、Asxt0代表柱x边顶部计算
配筋面积。手核时采用计算面积也就是Asxt0这一列的配筋结果。
将配筋面积带入配筋简图(左侧为配筋简图结果,右侧为边缘构件结果)
X方向配筋面积:取墙配筋和柱配筋的大值。
=Max{3183/2,2418-380}=2418-380=2038
Y方向配筋面积:取柱配筋=2274-380=1894
总配筋面积=2x(2038+1894)=7864与边缘构件结果吻合。
案例2:两个方向均有墙相连的纯边框柱
X方向配筋面积:取墙配筋和柱配筋的大值=
Max{4162/2,1530-380}=4162/2=2081
Y方向配筋面积:取墙配筋和柱配筋的大值=
Max{3501/2,1449-380}=3501/2=1750.5
总配筋面积=2x(2081+1750.5)=7663与边缘构件结果吻合。
案例3:包含部分短墙肢的边框柱
X方向配筋面积:取墙配筋和柱配筋的大值=
Max{2795/2,5070}=5070
Y方向配筋面积:取墙配筋和柱配筋的大值=
Max{2795/2,3164}=3164
由于边缘构件实际尺寸是包含短墙肢的,因此还有额外加上短墙肢另一端的配筋面积
2975。
总配筋面积=2x(5070+3164)+2975=19263与边缘构件结果吻合。
案例4:包住整个墙肢的边框柱
这种情况取各个墙肢计算面积之和,不考虑柱配筋。
X方向配筋面积:3753.7/2x2=3753.7
Y方向配筋面积:1317.7+1417.9=2734
总配筋面积=3753.7+2735.6=6489.3与边缘构件结果吻合。
案例5:约束边缘构件下的边框柱
X方向配筋面积:取墙配筋和柱配筋的大值=
Max{2718.1/2,1136}=2718.1/2=1359.05
Y方向配筋面积:取柱配筋=1270
总配筋面积=2x(1359.05+1270)=5258.1与边缘构件结果吻合。
以上五个案例几乎涵盖了墙柱配筋设计时如何考虑端柱绝大多数情况。很多工程师可能
会问,这样一个个去核算岂不是很麻烦,其实程序是不需要手动核算这么麻烦的,直接看边
缘构件的结果即可。