1、13 平法柱基本知识本章内容提要：关于平法柱的基本知识，主要结合图集第 36 页的内容，讲解柱平面布置图与柱变截面表的关系，柱钢筋的分类和特点，已经平法柱的构造。重点掌握柱纵筋的连接要求和箍筋加密的要求。柱的标注包括：柱的编号、截面尺寸、角部纵筋、边一侧中部纵筋和边一侧中部纵筋的标注方法。“顶梁边柱”节点构造，系屋面框架梁和边框架柱的节点构造，它是03G1011 图集的重要内容。由于柱是一种垂直受力构件，与楼层划分密切相关，所以要注意正确地进行“楼层划分” ，包括有关“层号的概念等。3.1 列表注写方式平法柱的注写方式分为列表注写方式和截面在注写方式。而一般结构施工图中都采用列表注写方式，所以
2、我们重点介绍列表注写方式。列表注写方式，系指在柱平面布置图上，分别在同一个编号的柱中选择一个（有时需要选择几个）截面标注几何参数代号，在柱表中注写柱号、柱段起止标高、几何尺寸（含柱截面对轴线的偏心情况）与配筋具体数值，并配以各种截面形状及其箍筋类型图的方式，来表达柱平面施工图（详见图集第 7 页） 。柱列表注写方式，就是通过把各种柱的编号、截面尺寸、角部纵筋、b 边一侧中部纵筋和 h 边一侧中部纵筋、箍筋类型号和箍筋规格间距注写在一个“柱表”上，着重反映同一个柱在不同楼层上“变截面”的情况；同时，在结构平面图上标注每根柱的编号和偏中情况。3.2 柱 表3.2.1 柱表的内容柱表内容主要包括：柱
3、编号、各段柱的起止标高、截面尺寸、柱纵筋、箍筋类型、箍筋注写、箍筋图形等。现分述如下：2（1）柱编号柱编号由类型代号和序号组成。如表 1 所示。表 3.1 柱 编 号 表顺序号 柱 类 型 代 号 序 号1 框 架 柱 KZ 2 框 支 柱 KZZ 3 芯 柱 XZ 4 梁 上 柱 LZ 5 剪力墙上柱 QZ 当柱的总高、分段截面尺寸和配筋均对应相同，仅柱在平面布置图上的偏中位置不同时，仍可将其编为同一柱号。实际结构施工图中，经常把框架柱的偏中情况注写在平面布置图中，而在柱表中只注写框架柱的 bh 尺寸，而不注写偏中尺寸。（2）各段柱的起止标高各段柱的起止标高，是指自柱根部位往上以变截面位置或
4、截面未变但钢筋改变处进行分界分段所注写的标高。框架柱和框支柱的根部标高系指基础顶面标高；芯柱的根部标高系指根据结构实际需要而定的起始位置标高；梁上柱的根部标高系指梁顶面标高；剪力墙上柱的根部标高分为两种：当柱纵筋锚固在墙顶部时，其根部标高为墙顶面标高；当柱与剪力墙重叠一层时，其根部标高为墙顶面往下一层的结构层楼面标高。（3）截面尺寸对于矩形柱，应注写截面尺寸 bh，至于框架柱的偏中尺寸 b1、b 2 和h1、h 2，直接标注在柱平面布置图上。对于圆柱，表中 bh 一栏改用圆柱直径数字前加 d 表示。对于芯柱，根据结构需要确定其截面尺寸，并按标准构造详图施工，设计可不用注写。（4）柱纵筋3当柱纵
5、筋直径相同，各边根数也相同时，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 边中部纵筋和 h 边中部纵筋三项分别注写。因为这三种纵筋的钢筋规格有可能是不同的，所以分别注写是必要的。（5）箍筋类型箍筋类型号及箍筋肢数，可在箍筋类型栏内注写，并按第 2.2.3 条的规定绘制柱截面形状及箍筋类型号。各种箍筋类型号所对应的箍筋形状，详见图 3.1所示。（6）箍筋注写箍筋注写包括钢筋级别、直径和间距。当为抗震设计时，用斜线“/”区分柱端箍筋加密区域柱身非加密区长度范围内箍筋的不同间距。施工人员根据标准构造详图的规定，在其规定的几种长度值中取其最大值作为加密区长度。例如：10100/2
6、50 表示:箍筋为 HPB235 钢筋，直径 10，加密区间距为 100mm，非加密区间距为 250mm。当箍筋沿柱全高为一种间距时，则不用“/”线进行区分。例如：10100 表示:箍筋为 HPB235 钢筋，直径 10，间距为 100mm，沿柱全高加密。当圆柱采用螺旋箍筋时，需要在箍筋前加“L” 。例如：L10100/250 表示:采用螺旋箍筋，其箍筋为 HPB235 钢筋，直径10，加密区间距为 100mm，非加密区间距为 250mm。当为抗震设计，且柱（包括芯柱）纵筋采用搭接连接时，在柱纵筋搭接长度范围内的箍筋均应按5d（d 为柱纵筋较小直径）及100mm 的间距加密。当为非抗震设计时，
7、在柱纵筋搭接范围内的箍筋加密，应由设计人员注明。4（7）箍筋图形工程项目所设计的各种箍筋类型图及箍筋复合的具体方式，必须画在表的上部或图中的适当位置，并在其上标注与表中对应的 b、h 和编上类型号。当为抗震设计时，确定箍筋肢数时要满足对柱纵筋至少“隔一拉一”以及箍筋肢数的要求。（8）关于“截面偏中尺寸标注”的问题能否把“截面偏中尺寸”列入柱表，而直接在结构平面图布置柱子时标出“偏中尺寸”？03G1011 图集第 7 页在“柱编号”表 2.2.2 下面的 “注”解答了上述问题，即：“截面偏中尺寸标注”不要列入“柱表” ，而直接在结构平面图布置柱子且标注出框架柱的偏中尺寸。这也与平法梁“截面偏中尺
8、寸标注”的做法是一致的。梁的截面偏中尺寸是直接在结构平面图布置梁的时候进行标注的。3.2.2 关于“层号”的概念问题由于柱是一种垂直构件，所以柱纵筋的长度和箍筋的个数都与层高有关，弄清楚“层号”的概念，就可以清楚地知道一根框架柱在哪个楼层发生“变截面”的情况。03G1011 图集总则第 1.0.8 条指出：按平法设计绘制结构施工图时，应用表格或其他方式注明包括地下或地上各层的结构层楼（地）面标高、结构层高及相应的结构层号。该图集第 10 页中的某工程，其“柱平法施工图”左边有一个“结构层楼面标高、结构层高”的垂直分布图，详见图 3.2 所示。在这个图中，左边一栏注写“标高” ，右边一栏注写“层
9、高” 。503G1011 图集总则第 1.0.8 条后面的“注”中指出：结构层号应与建筑层号一致。【例 3.1】 从柱表可知，KZ1 有 3 个“变截面”的楼层段，柱表中是以“标高段”来划分的，即：-0.03019.470 75070019.47037.471 65060037.47059.070 550500我们结合图集第 10 页的“结构层楼面标高、结构层高”的垂直分布图来说明这个问题。若以“19.470”这个变截面分界点为例。在垂直分布图中，标高“19.470”所对应的层号为“6” ，也就是说，KZ1的第 1 个变截面楼层在“第 6 层” 。请注意，这是建筑楼层号。但是在施工中，我们还是
10、应该按“结构”的概念来进行操作。在根据平法施工图进行施工的时候，需要进行一种层号的认定工作。按上述 KZ1 柱表中的 3 个“变截面”的楼层段，认定结构施工的具体表述是： 第一层第五层 750700第六层第十层 650600第十一层第十五层 550500这对于处理框架柱的“变截面”是十分重要的，因为第五层和第十层是变截面的“关节楼层。而变截面的“关节楼层”在顶板以下要进行纵向钢筋的特殊处理。所以，规定变截面的“关节楼层”不能纳入“标准层” 。3.3 抗震 KZ 纵向钢筋连接构造在平法柱的节点构造图中，如图集第 36 页“抗震 KZ 纵向钢筋连接构造”是平法柱节点构造的核心。在图 3.3 中，画
11、出了柱纵筋绑扎搭接、机械连接和焊接连接 3 种连接方式，应重点掌握柱纵筋机械连接和焊接连接的连接要求。另外还给出了 3 种特殊情况的连接要求，我们应正确地加以掌握。63.3.1 抗震 KZ 纵向钢筋的一般连接构造抗震框架柱 KZ 纵向钢筋的一般连接构造，详见图 3.3 所示。由于柱纵筋的绑扎搭接连接不适合在实际工程中使用，使用我们将重点掌握柱纵筋的机械连接和焊接连接的构造。下面介绍柱纵筋一般的连接构造。（1）柱纵筋的非连接区“非连接区”是指柱纵筋不允许在这个区域内进行连接。无论是那一种连接都必须遵守这项规定。1）基础顶面以上有一个“非连接区” ，其长度是H n/3 (Hn 是从基层顶面到顶板梁
12、底的柱的净高)。对于“”号，在做工程预算或施工下料时，可以取“”号，也就是说，抗震框架柱的基础插筋伸出基础顶面嵌固部位的长度为 Hn/3。关于“基础顶面嵌固部位” ，应根据工程设置的是什么类型的基础来确定：如果是箱形基础，其“基础顶面嵌固部位” ，就是箱形基础的顶面，也就是地下室顶板的顶面；如果说筏形基础，而且是基础梁顶面高于基础版顶面的“正筏板” ，其“基础顶面嵌固部位” ，就是基础主梁的顶面；如果是条形基础，则“基础顶面嵌固部位” ，就是基础主梁的顶面；如果是独立基础或桩承台，则“基础顶面嵌固部位” ，就是柱下平台的顶面。72）楼层梁上下部位的范围形成一个“非连接区” ，其长度由 3 部分
13、组成：即梁底以下部分、梁中部分和梁顶以上 部分。这 3 个办法构成一个完整的“柱纵筋非连接区” 。梁底以下部分的非连接区长度可以取以下 3 个数的最大值：（即三选一）H n/6 (Hn是所在楼层的柱净高)h c （h c为柱截面长边尺寸，圆柱为截面直径）500如果把上面的“”号取为“=”号，则上述的“三选一”可以用下式表示：max（H n/6；h c；500） 梁中部分的非连接区长度就是梁的截面高度。梁顶以上部分的非连接区长度同样可以取以下 3 个数的最大值：（即三选一）H n/6 (Hn是所在楼层的柱净高)h c （h c为柱截面长边尺寸，圆柱为截面直径）500如果把上面的“”号取为“=”号
14、，则上述的“三选一”可以用下式表示：max（H n/6；h c；500） 应注意：上述和的“三选一”形式是一样的，但是内容却不一样。中的是指当前楼层的柱净高，而中的是指上一楼层的柱净高。（2）知道了柱纵筋非连接区的范围，就知道柱纵筋切断点的位置。这个“切断点”可以选择在非连接区边缘。柱纵筋为什么要切断呢？这是因为工程施工是按分楼层进行的。在基础施工的时候，都留有柱纵筋的基础插筋，然后在进行每一楼层施工的时候。楼面8上都要伸出柱纵筋的插筋。而柱纵筋的“切断点就是下一楼层伸出的插筋与上一楼层柱纵筋的连接点。（3）柱相邻纵向钢筋连接接头要相互错开规范规定，在同一截面内钢筋接头面积百分率不应大于 50
15、%。关于柱纵向钢筋连接接头相互错开的距离，与钢筋连接的方式密切相关，现分述如下：1）机械连接若采用常用的“直螺纹套筒接头” ，其具体错开距离35d。在做工程预算或施工下料时，接头错开距离可以取为 35d。规范规定，抗震框架柱 KZ1 的基础插筋伸出基础梁顶面以上的长度是Hn/3，但不是所有的基础插筋都伸出 Hn/3，而是要把这些接头错开。例如一个KZ1 有 20 根基础插筋，其中有 10 根插筋是伸出基础顶面 Hn/3，另外 10 根插筋伸出基础顶面是（H n/3+35d） 。柱纵筋长短筋的整个差距向上一直维持，直到顶层。还要注意柱纵筋的标注是按角筋、b 边中部筋和 h 边中部筋来分别标注的，
16、这 3 种钢筋的直径可能是不一样，所以，要按这 3 种钢筋分别设置长短钢筋。2）焊接连接焊接连接接头的错开距离为35d 且500。“焊接连接”常用的有“电渣压力焊”或“闪光对焊” 。现在吧提倡“搭接焊” ，因为等级焊造成上下纵向钢筋的轴心不能重合，也就是难以保证上下纵筋的轴心在一条直线上。而且焊缝区占有空间，影响柱纵筋的保护层和柱纵筋之间的净距。3）绑扎搭接连接绑扎搭接连接长度 l（l 是抗震的绑扎搭接长度）绑扎搭接接头错开的净距离 0.3l在 03G1011 图集第 36 页上，列出了对于“绑扎搭接连接 ”的技术要求。但是，这不等于说该图集鼓励使用“绑扎搭接连接” ，相反地，钢筋的绑扎搭接连
17、接是最不可靠、最不安全好 2 最不经济的做法。所以，不少施工企业在施工组织设计中规定，当钢筋直径在 14mm 以下时才使用绑扎搭接连接，而当钢筋直径在 14mm 以上时使用机械焊接或对焊焊接。9关于上柱钢筋比下柱多时的连接构造、下柱钢筋比上柱多时的连接构造、上柱钢筋直径比下柱大时的连接构造、请详见 03G1011 第 36 页所示。3.9 抗震 KZ、QZ、LZ 箍筋加密区范围3.9.1 图集第 40 页关于柱箍筋加密区范围的规定1 前面我们介绍了框架柱纵筋“非连接区” ，也就是现在要介绍的“箍筋加密区”（1）底层柱根加密区H n/3，H n 是指从基础顶面到顶板梁底的柱的净高。（2）楼板梁上
18、下部位的“箍筋加密区”：其长度由以下 3 部分组成，并构成一个完整的“箍筋加密区” 。1）梁底以下部分：“三选一”H n/6 (Hn是当前楼层的柱净高)h c （h c为柱截面长边尺寸，圆柱为截面直径）5002）楼板顶面以上部分：“三选一”H n/6 (Hn是上一楼层的柱净高)h c （h c为柱截面长边尺寸，圆柱为截面直径）5003）再加上一个梁截面高度（3）箍筋加密区直到柱顶2 关于底层刚性地面上下的箍筋加密构造（1）抗震 KZ 在底层刚性地面上下各加500 只适用于没有地下室和架空层的建筑，因为有地下室，底层（即一层）就是“楼面”而不是“地面”了。10“刚性地面”系指混凝土地面或花岗岩板
19、块地面。（2）若是“地面”的标高（0.00）落在基础顶面的范围内，则这个上下 500 的加密区就与 Hn/3 的加密区重合了。因此，这两种箍筋加密区不必重复设置了。3.9.2 图集第 41 页关于柱箍筋加密区范围的规定在 03G1011 图集第 41 页中一条指出：“柱净高”与柱截面长边尺寸或圆柱直径形成 Hn/hc4的短柱时，其箍筋沿柱全高加密。在实际工程中， “短柱”出现较多的部位在地下室。当地下室层高较小时，容易形成“H n/hc4”的情况。以上这些关于柱箍筋加密的规定，在实际工程的施工和预算工作中，都要加以注意。一般情况，施工图中对于框架柱箍筋加密的要求，都应该予以明确的说明。如果缺少
20、其说明，则应根据规范和标准图集的规定，向设计师落实具体的做法。3.9.3 抗震框架柱箍筋根数的计算关于抗震框架柱箍筋根数的计算，下面我们通过一些具体实例说明其计算方法。 （即一层以上各楼层的框架柱箍筋根数的计算） 。【例 3.2】 楼层的层高为 4.50m，抗震框架柱 KZ1 的截面尺寸为750700，箍筋标注为 10100/200，该层顶板的框架梁截面尺寸为 300700.试计算该楼层的框架柱箍筋根数。【解】 计算步骤如下：首先判断该框架柱是不是“短柱”（1）基本数据计算：本楼层的柱净高 Hn = 4500-700 = 3800mm框架柱截面长边尺寸 hc = 750mmHn/hc = 38
21、00/750 = 5.064，所以，该框架柱不是“短柱”“三选一”的数值 max（H n/6，h c，500 ）= max（3800/6，750，500）= 750mm（2）上部加密区箍筋根数的计算：11加密区的长度 = max（H n/6，h c，500 ）+ 框架梁高度= 750+700=1450mm除以间距：1450/100 = 14.5，根据“有小数进 1”，故取 15.所以上部加密区的箍筋根数 = 15 根。按照这个箍筋根数重新计算“上部加密区的实际长度”= 10015 = 1500mm（3）下部加密区箍筋根数的计算加密区的长度 = max（H n/6，h c，500 ）= 750mm除以间距：750/100 = 7.5，根据“有小数进 1”，故取 8.所以下部加密区的箍筋根数 = 8 根。按照这个箍筋根数重新计算“下部加密区的实际长度”= 1008 = 800mm（4）中间非加密区箍筋根数的计算：根据上下加密区的实际长度计算“非加密区的长度”非加密区的长度 = 4500-1500-800 = 2200mm除以间距：2200/200 = 11（其结果刚好是一个整数） ）所以，中间非加密区的箍筋根数 = 11 根（5）该楼层框架柱 KZ1 的箍筋根数 = 15+8+11 = 34 根。
