混凝土结构设计规范下箍筋配置何项合理？

（一）箍筋的加密区范围

1.试题回顾

【试题2.3.55】 （2000年）

一现浇钢筋混凝土高层框架结构，按抗震设计，其底层中柱截面为700mm×1000mm，梁截面为350mm×650mm；层高为4800mm。地坪为刚性，地坪以下1.5m为基础顶面。试指出该柱箍筋加密区的范围应按下列何项确定？

（A）柱上下端各1m （B）柱上端1m，下端2m

（C）柱全高为加密区 （D）柱上端1m，下端1.5m

2.规范规定

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：

6.4.6 抗震设计时，柱箍筋加密区的范围应符合下列规定：

1 底层柱的上端和其他各层柱的两端，应取矩形截面柱之长边尺寸（或圆形截面柱之直径）、柱净高之1/6和500mm三者之最大值范围；

2 底层柱刚性地面上、下各500mm的范围；

3 底层柱柱根以上1/3柱净高的范围；

4 剪跨比不大于2的柱和因填充墙等形成的柱净高与截面高度之比不大于4的柱全高范围；

5 一、二级框架角柱的全高范围；

6 需要提高变形能力的柱的全高范围。

《混凝土结构设计规范》的条文说明：

11.4.14、11.4.15 框架柱端箍筋加密区长度的规定是根据试验结果及震害经验作出的。该长度相当于柱端潜在塑性铰区的范围再加一定的安全裕量。对箍筋肢距作出的限制是为了保证塑性铰区内箍筋对混凝土和受压纵筋的有效约束。

3.算例

【例2.3.40】 加密区的范围

条件：一现浇钢筋混凝土高层框架结构，按抗震设计，其底层中柱截面为700mm×1000mm，梁截面为350mm×650mm；层高为4800mm。地坪为刚性，地坪以下1.5m为基础顶面。

要求：该柱箍筋加密区的范围

答案：（1）上端

由《高层混凝土结构技术规程》第6.4.6条第1款知：

max（截面长边，H_n/6，500）=max[1000，（4800+1500-650）/6，500]=1000mm

（2）下端

①由《高层混凝土结构技术规程》第6.4.6条第2款：1500+500=2000mm；

②由《高层混凝土结构技术规程》第6.4.6条第3款：（4800+1500-650）/3=1883mm；

③max（2000，1883）=2000mm。

【例2.3.41】 某现浇混凝土高层框架结构，抗震等级为二级，其第二层中柱截面为600mm×800mm，梁截面为350mm×600mm，层高为3600mm，柱间为填充墙。该柱箍筋加密区的范围（mm）何项数值最为接近？

（A）全高加密 （B）800 （C）500 （D）600

正答：（A）

（1）柱上、下端：

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第6.4.6条第1款规定：

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第6.4.6条第4款规定，取全高加密。

取上述较大者，即柱全高加密。

【例2.3.42】 （2012年一级）

假设，某框架角柱截面尺寸及配筋形式如图2.3.67所示，混凝土强度等级为C30，箍筋采用HRB335钢筋，纵筋混凝土保护层厚度c=40mm。该柱地震作用组合的轴力设计值N=3603kN。试问，以下何项箍筋配置相对合理？

提示：①假定对应于抗震构造措施的框架抗震等级为二级；

②按《混凝土结构设计规范》GB50010—2010作答。

（A）8@100 （B）8@100/200

（C）10@100 （D）10@100/200

答案：（C）

图 2.3.67

柱轴压比

查《混规》表11.14.17，λ_v=0.15

体积配箍率，（《混规》第11.4.17条）

f_c按C35取值，f_c=16.7。

8@100：

10@100：

根据《混规》第11.4.14条，二级框架角柱箍筋应全部加密，故选（C）。

（二）加密区箍筋的直径、间距、肢距

1.“试题”回顾

【试题2.3.56】 加密区配筋（2011年）

某5层重点设防类建筑，采用现浇钢筋混凝土框架结构，如图2.3.68所示，抗震等级为二级，各柱截面均为600mm×600mm，混凝土强度等级C40。

假定，二层中柱KZ2截面为600mm×600mm，剪跨比大于2，轴压比为0.6，纵筋和箍筋均采用HRB335级钢筋，箍筋采用普通复合箍。(www.xing528.com)

试问，下列选项中何项柱加密区配筋符合《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）的要求？

图 2.3.68

提示：复合箍的体积配箍率按扣除重叠部位的箍筋体积计算。

2.相关规范的规定

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：

6.4.3 柱纵向钢筋和箍筋配置应符合下列要求：

2 抗震设计时，柱箍筋在规定的范围内应加密，加密区的箍筋间距和直径，应符合下列要求：

1）箍筋的最大间距和最小直径，应按表6.4.3-2采用；

表6.4.3.2 柱端箍筋加密区的构造要求

注：1.d为柱纵向钢筋直径（mm）；

2.柱根指框架柱底部嵌固部位。

2）一级框架柱的箍筋直径大于12mm且箍筋肢距不大于150mm及二级框架柱箍筋直径不小于10mm且肢距不大于200mm时，除柱根外最大间距应允许采用150mm；三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径应允许采用6mm；四级框架柱的剪跨比不大于2或柱中全部纵向钢筋的配筋率大于3%时，箍筋直径不应小于8mm；

3）剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm。

6.4.8 抗震设计时，柱箍筋设置尚应符合下列规定：

1 箍筋应为封闭式，其末端应做成135°弯钩且弯钩末端平直段长度不应小于10倍的箍筋直径，且不应小于75mm。

2 箍筋加密区的箍筋距，一级不宜大于200mm，二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束；采用拉筋组合箍时，拉筋宜紧靠纵向钢筋并勾住封闭箍筋。

3.算例

【例2.3.43】 设某框架角柱截面尺寸b×h=600mm×600mm，抗震等级为一级。Ⅱ类场地，采用C40混凝土，纵向受力钢筋采用HRB400级，箍筋采用HPB300级。该柱加密区截面配筋如图2.3.69所示。

设所配钢筋均满足柱的承载能力和变形要求，则配筋图中标有ⓐ、ⓑ、ⓒ处，选项中全部有错误的是哪项？

提示：未标注处不必判别正确或错误。

（A）ⓐ、ⓑ （B）ⓐ、ⓒ

（C）ⓑ、ⓒ （D）没有错误

答案：（C）

（1）本题柱纵向受力钢筋间距小于200mm，满足《高层建筑混凝土结构设计规程》第6.4.4条第2款的规定，故ⓐ正确；

图 2.3.69

（2）根据《高层建筑混凝土结构设计规程》第6.4.8条，一级框架柱箍筋加密区的箍筋肢距不大于200mm，故ⓑ错；

（3）根据《高层建筑混凝土结构设计规程》第6.4.6条第5款，一级和二级框架角柱箍筋应在柱全高范围内加密，故ⓒ错。

（三）非加密区的箍筋配置

1.试题回顾

【试题2.3.57】 非加密区的箍筋配置（2010年）

某钢筋混凝土多层框架结构的中柱，剪跨比λ>2，截面尺寸及计算配筋如图2.3.70所示，抗震等级为四级，混凝土强度等级为C30。考虑水平地震作用组合的底层柱底轴向压力设计值N₁=300kN，2层柱底轴向压力设计值N₂=225kN。纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋（），箍筋采用HPB235级钢筋（），a_s=a′_s=40mm，ξ_b=0.55。

若该柱为底层中柱，经验算可按构造要求配置箍筋。试问，该柱加密区和非加密区箍筋的配置，选用下列何项才能符合规范要求？

（A）6@100/200 （B）6@90/180

（C）8@100/200 （D）8@90/180

2.相关规范的规定和算例

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：

图 2.3.70

6.4.8 抗震设计时，柱箍筋设置尚应符合下列规定：

3 柱非加密区的箍筋，其体积配箍率不宜小于加密区的一半；其箍筋间距，不应大于加密区箍筋间距的2倍，且一、二级不应大于10倍纵向钢筋直径，三、四级不应大于15倍纵向钢筋直径。

【例2.3.44】 某钢筋混凝土多层框架结构的底层中柱，截面尺寸如图2.3.71所示，抗震等级为四级，混凝土强度等级为C30。纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，箍筋采用HPB300级钢筋，纵向钢筋的配置为420（角筋）+412，经验算可按构造要求配置箍筋。

要求：该柱加密区和非加密区箍筋的配置。

答案：

（1）该结构为多层房屋，故按《混凝土结构设计规范》的规定回答。

根据《混凝土结构设计规范》表11.4.12-2，四级抗震时底层柱底加密区箍筋最小直径为8。箍筋最大间距为s=min（8d，100）=min（8×12，100）=96mm。

根据《混凝土结构设计规范》第9.3.2条第2款，非加密区箍筋间距应s≤15d=15×12mm=180mm。

图 2.3.71

故选用8@90/180。

（2）按《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定回答，结果相同。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.3-2，四级抗震时柱根的箍筋最小直径为8。箍筋最大间距为s=min（8d，100）=min（8×12，100）=96mm。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第6.4.8条第3款，四级抗震时非加密区箍筋间距：

s=min（2×96mm=192mm，15×12mm=180mm）=180mm

故选用8@90/180。