边缘构件体积配箍率

高层剪力墙约束边缘构件配箍率计入水平分布筋的设计方法摘要：高层剪力墙约束边缘构件体积配箍率计入符合构造要求的水平分布筋的规范条文，为广大结构设计师所了解。

但是何种水平分布筋符合构造要求？计入多少水平分布筋用量合适又常常是结构设计师感到麻烦的事情。

本文通过笔者对规范的思考和研究，提出了切实可行的方法。

关键词：高层剪力墙；约束边缘构件；墙体水平筋；配箍率；具体方法；引言：《混凝土结构设计规范2015年版（GB50010-2010）》11.7.18条；《建筑抗震设计规范（2016年版）》6.4.5条；《高层建筑混凝土结构设计规范（JGJ3-2010）》（以下简称《高规》）7.2.15条规定“箍筋体积配箍率，可计入箍筋、拉筋以及符合构造要求的水平分布钢筋，计入水平分布钢筋的体积配箍率不应大于总体积配箍率的30%”。

因为此条规定可以减少剪力墙约束边缘构件中的箍筋用量受到了很多开发公司和结构设计人员的注意。

但是在实际工程项目中，因为设计周期短，出图任务重，而计入墙身水平筋的工作量又比常规计算方法大，相当多的结构设计人员还是没有采用。

这里需要指出的是，约束边缘构件体积配箍率不计入墙体水平筋的做法常规、简单、便于施工，设计和施工人员更为熟知，但是用钢量稍大。

如遇对用钢量要求苛刻项目，可采用计入墙体水平筋的做法，但是设计人员需要指明构造做法，以免产生错误，影响工程质量。

下面就此种设计方法的几个问题做以阐述。

一、符合构造要求的墙身水平钢筋《高规》7.2.15条的条文说明中论述：“本条符合构造要求的水平分布钢筋，一般指水平分布钢筋伸入约束边缘构件，在墙端有90°弯折后延伸到另一排分布钢筋并勾住其竖向钢筋，内、外排水平分布钢筋之间设置足够的拉筋，从而形成复合箍，可以起到有效约束混凝土的作用。

”在剪力墙约束边缘构件设计时，要注意是水平筋在墙端的弯折，并勾住其对面的竖向钢筋，水平钢筋之间设置拉筋。

根据规范要求《混凝土结构施工图平面表示方法制图规则和构造详图》(16G101-1)图集中第76页给出剪力墙水平分布钢筋计入约束边缘构件体积配箍率的构造做法。

抗震等级3
最小箍率轴压比
0.92780.9280.4以上
1.17230.6366670.3~0.4
《0.3就是构造配箍率计算
外箍面积 50.3
外箍长度4200
箍筋的直径
拉钩面积0分布长1880
拉钩长0
分布直径50.3850
核心区面积 241600分布间间距2001078.5
箍筋或拉筋间距100分布核面积24160012113
钢筋体积211260
配箍率0.874配箍率0.196
Y
合计 1.070最小配箍率0.927778
满足要求YES
边缘构件面积241600
最小配筋率0.01
最小配筋率2416
14161812
153.9201.1254113.1
12004
合计2299.2
标高小于C35均为16.7
特征值砼强度钢筋强度最小配箍率考虑水平分布筋
0.216.73600.928
0.1219.13600.637
《0.3就是构造
50 78.5 113
核心区的面积是箍筋的面积计算以箍筋中心计算
分布钢筋的直径
面积是以箍筋内边缘计算。

(1.原则上，抗震等级为三级、四级的剪力墙非加强区构造边缘构件箍筋均用墙身水平筋+拉筋。

2.对于抗震等级为一级、二级的剪力墙，当轴压比≤0.3（一级）、≤0.4（二级），非加强区构造边缘构件箍筋采用墙身水平筋+拉筋；当轴压比>0.3（一级）、>0.4（二级）时，非加强区构造边缘构件箍筋仍采用封闭箍形式。

3.根据高规表7.2.16注3：“其他部位的转角处宜采用箍筋”，故对于一二级转角墙仍采用封闭箍形式，对于三四级转角墙采用封闭箍与墙身水平筋间隔布置的方式。

)
1、原则上，地震力小于8度区一组II类场地的地震作用时，非加强区（需设约束边缘构件时为加强区上延一层的以上各层）执行水平分布钢筋代替箍筋的做法；地震作用不小于8度区一组II类场地时，采用传统做法。

4.对于平面外承受较大弯矩及集中力的边缘构件仍采用封闭箍形式。

一、二、三级 8@150，四级及非抗震 6@200。

5.如当地审图不认可利用墙身水平筋代替封闭箍筋，仍采用封闭箍。

6、约束边缘构件可计入符合构造要求的水平分布钢筋，
计入的水平分布钢筋的体积配箍率不应大于总体积配箍率的30%且箍筋间距需满足规范要求。

7、墙肢水平分布钢筋在连梁内拉通作为连梁腰筋时，边缘构件应采用箍筋，或单独配置连梁腰筋。

约束边缘构件体积配箍率计算实例本文将以一个具体的实例来介绍约束边缘构件的体积配箍率的计算方法。

首先，我们需要明确以下几个参数：1. 约束边缘构件的横截面积（单位：平方米）；2. 约束边缘构件的长度（单位：米）；3. 钢筋的直径（单位：毫米）；4. 钢筋的间距（单位：毫米）；5. 钢筋的层数。

接下来，我们可以按照以下步骤进行计算：1. 计算钢筋的截面积钢筋的截面积可以通过以下公式计算：$A_s = frac{pi d^2}{4}$，其中 $d$ 是钢筋的直径。

假设钢筋直径为 12 毫米，则钢筋的截面积为 $A_s = frac{pi times 12^2}{4} = 113.1$ 平方毫米。

2. 计算钢筋的体积钢筋的体积可以通过以下公式计算：$V_s = A_s times l times n$，其中 $l$ 是钢筋的间距，$n$ 是钢筋的层数。

假设钢筋间距为150 毫米，钢筋层数为 3 层，则钢筋的体积为 $V_s = 113.1 times 0.15 times 3 = 50.9$ 立方毫米。

3. 计算约束边缘构件的体积约束边缘构件的体积可以通过以下公式计算：$V_c = A_c times l$，其中 $A_c$ 是约束边缘构件的横截面积，$l$ 是约束边缘构件的长度。

假设约束边缘构件的横截面积为 0.3 平方米，长度为 4 米，则约束边缘构件的体积为 $V_c = 0.3 times 4 = 1.2$ 立方米。

4. 计算体积配箍率体积配箍率可以通过以下公式计算：$rho_v = frac{V_s}{V_c}$，其中 $V_s$ 是钢筋的体积，$V_c$ 是约束边缘构件的体积。

代入以上计算结果，得到体积配箍率为 $rho_v = frac{50.9}{1.2} = 42.4%$。

综上所述，本文介绍了约束边缘构件体积配箍率的计算方法，并通过一个具体的实例进行了演示。

通过计算体积配箍率，可以更好地了解钢筋在约束边缘构件中的分布情况，从而保证结构的安全可靠。

剪力墙约束边缘构件体积配箍率及核心区面积计算剪力墙是一种结构墙体，用来承受建筑物的水平荷载，其作用是通过阻碍墙上部的位移使其起到稳定建筑的作用。

在剪力墙的设计中，需要考虑的因素包括边缘构件体积、配箍率以及核心区面积，下面将详细介绍这些计算内容。

1.边缘构件体积计算：剪力墙的边缘构件是负责承担墙上部位移的构件，其体积的计算可以按照以下步骤进行：1）首先，确定剪力墙的高度和宽度，记为H和B。

2）然后，确定剪力墙的边缘构件宽度，记为W。

3）计算边缘构件的面积，可以用如下公式进行计算：V_edge = (H - 2W) * B其中，V_edge表示边缘构件的体积。

2.配箍率计算：配箍是为了增加混凝土的受力面积，提高其承载能力而设置的，配箍率是表征配箍量大小的指标。

通常，剪力墙的配箍率要求在一定范围内，具体数值根据设计规范而定。

配箍率的计算可以按照以下步骤进行：1）首先，确定剪力墙的高度和宽度，记为H和B。

2）然后，确定剪力墙的钢筋配箍间距，记为s。

3）计算剪力墙的配箍横截面积，可以用如下公式进行计算：A_s=(H-2d)*B*(1/s)其中，A_s表示配箍横截面的面积，d表示剪力墙内外面到配箍横截面中心的距离。

3.核心区面积计算：剪力墙的核心区域是剪力墙内部的一个狭长区域，其面积的计算可以按照以下步骤进行：1）首先，确定剪力墙的高度和宽度，记为H和B。

2）然后，确定剪力墙的边缘构件宽度，记为W。

3）计算核心区的面积A_core = (H - 2W) * B其中，A_core表示核心区的面积。

需要注意的是，以上计算只是一种基本方法，具体的计算还需要根据设计规范和具体的工程要求进行调整。

此外，还需要考虑到其他因素，如墙体的强度、墙体中钢筋的布置方式等。

因此，在实际计算中，建议参考相关的结构设计规范，并结合工程实际情况进行详细计算。

SG一键计算考虑墙水平筋的约束边缘构件体积配箍率SG插件是一个非常实用的插件。

根据抗规6.4.5-3注3，约束边缘构件体积配箍率的计算可以适当计入满足构造要求且在墙端有可行锚固的水平分布钢筋的截面面积，考虑墙水平筋后可以有效减小边缘构件的箍筋，当前主流的画图软件均无法在计算约束边缘构件时准确考虑墙水平筋的截面面积，遂有做一个插件的想法。

现在将工具分享给大家。

本插件可以单独使用，更可以与雨夜屠夫墙柱工具一起搭配使用，达到优化箍筋的结果。

SG配合墙柱工具的使用步骤：1、用墙柱工具生成墙柱施工图。

2、用墙柱工具生成配箍率、体积配箍率计算结果（未考虑剪力墙水平筋）。

3、使用SG插件计算考虑剪力墙水平筋的体积配箍率。

4、根据SG计算结果优化箍筋。

5、重复3和4步骤直至配筋满足规范要求。

详细教程详见附件GIF操作教程。

SG插件使用须知：1、插件可以计算暗柱、L、T字形端柱。

注意柱墙柱外框线应该是多段线，而且每条边上最多三个夹点，大于三个夹点插件会报错。

2、插件只能在1:100的出图比例下使用。

绘图比例默认为1:30，即缩放比例3.333，如果使用其它比例如1:25请在使用时根据提示点击空白处设置。

绘图比例设计不正确会报警设置“墙厚有误”或者导致计算错误。

3、插件可以自动识别墙柱工具生成的约束边缘构件的体积配箍率计算结果，前提是该文字需要放置在墙柱外框线左边4000、上面一个墙柱高度、下面8000范围内，一般自动生成的计算结果的默认位置都可以识别。

如果没有使用墙柱工具生成体积配箍率计算结果，插件会单独在墙柱外框线上方输出如“x向墙水平筋体积配箍率: ”的字样。

4、软件自动计算约束边缘构件墙水平筋的体积配箍率是建立在考虑了200~400墙厚的构造配筋的前提下，如下：200墙厚：C8@200；250墙厚：C8@150；300墙厚：C10@200；350墙厚：C10@180；400墙厚：C10@150（两排）。

超过400墙厚插件会输出0。

由于《注册结构工程师考试》中对剪力墙约束边缘构件的体积配箍率考察较多，而《规范》中无具体计算公式，特整理如下，转载请注明出处。

1、计算依据：
2、计算公式
（1）体积配箍率：s A l A n cor i Si i ∑=v ρ
（2）混凝土构件保护层厚度为c （最外层钢筋，即箍筋到混凝土外边缘的距离），箍筋直径为φ，如果题中明确给出纵向受力钢筋的保护层，则可以根据箍筋与纵向受力钢筋位置关系求出c 。

（3）根据《规范》，箍筋长度l 为箍筋中心线长度，混凝土核心截面面积Acor 为最外层箍筋内表面范围内的混凝土面积。

2、剪力墙的约束边缘构件计算简图及计算：
①li 如图中所示；②Asi 查《混凝土结构设计规范》附录A ；③ni 可从题中图形数出；③s 一般题中给出；④Acor 计算公式如下。

（a ）暗柱
Acor=（bw-2c-2φ）×（h-c-2φ）
（b ）有翼墙
Acor=（b+bw+b-2φ）×（bf-2c-2φ）+（h+c ）×（bw-2c-2φ） （c ）有端柱
Acor=（bc-2c-2φ）×（hc-2c-2φ）+（h+c ）×（bw-2c-2φ） （d ）转角墙（L 形墙）
Acor=（bw+b-c-2φ）×（bf-2c-2φ）+（h+c）×（bw-2c-2φ）。

3014.3λv=0.2箍筋f yv =210N/mm 2λv范围内1.59%λv/2范围内0.80%设防烈度:7度抗震等级:轴压比暗柱类型截面B1B2(㎜)B3(㎜)H1(㎜)H2(㎜)a 200300100200300B2a(㎜)B3a(㎜)77501600㎝2实配钢筋112 Φ20实配钢筋28 Φ18As=5806mm 2满足要求直径竖向间距水平根数12100不填1210021210021210022.46%λv/2范围内拉筋：直径竖向间距水平根数λv/2范围面积(mm2)：10100不填1010011010001010002.01%最小直径(mm)沿竖向最大间距(mm)最小直径(mm)一0.010A c ,6φ1681000.008A c ,6φ148二0.008A c ,6φ1481500.006A c ,6φ128三0.006A c ,6φ1261500.005A c ,4φ126四0.005A c ,4φ1262000.004A c ,4φ126纵向钢筋最小量（取较大值）箍注1：A c 为边缘构件的截面面积；注2：其他部位的拉筋，水平间距不应大于纵筋间距的2倍；转角处宜采用箍筋；λv区域面积S1： 暗柱纵筋配筋率ρ=抗震等级底部加强部位其它部位纵向钢筋最小量（取较大值）箍筋d内部小箍筋H向根数：d-H向箍筋总d内部小箍筋Ba向根数：体积配箍率ρv 2=>0.8%满足要求表6.4.5-2 抗震墙构造边缘构件的配筋要求体积配箍率ρv 1=>1.59%满足要求c外围箍筋：c箍筋总长度d内部小箍筋B向根数：d-B向箍筋总b内部小箍筋B向根数：b-B向箍筋总b内部小箍筋H向根数：b-H向箍筋总b内部小箍筋Ba向根数：二、箍筋λv范围内箍筋：λv范围面积(mm2)：a外围箍筋：a箍筋总长度一、纵筋规范规定暗柱纵筋最小配最小纵筋计算值：规范规定的暗柱纵 ρv 1=λv*f c /f yv = ρv 2=λv/2*f c /f yv =三级剪力墙边缘构件的体积配箍率计算 混凝土强度等级C 混凝土强度fc=λ≤0.2λ＞0.2λ≤0.2λ＞0.2λ≤0.30.20h W 0.25h W 0.20h W 0.25h W 0.15h W0.15h W 0.20h W 0.15h W 0.20h W 0.10h Wλv 0.1440.240.120.20.12纵向钢筋（取较大值）箍筋或拉筋沿竖向间距l c （翼墙或端柱）不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度图6.4.5-1抗震墙的构造边缘构件范围表6.4.5-3 约束边缘构件范围lc及其配箍特征值不小于墙厚和400mml c （暗柱）注5，λ为墙肢轴压比；注6，A c 为右图中约束边缘构件阴影部分的截面面积。

构造边缘构件体积配箍率
构造边缘构件体积配箍率是指在构造物的边缘部位，将其体积跟构件的体积进行合理的配置，使得边缘构件的体积占整体构件体积的比例，也就是构件体积配箍率。

构造边缘构件体积配箍率是构建结构的重要技术手段之一，它可以提高结构的力学性能和延性，从而保证结构的安全、稳定和良好的外观。

一般来说，构造边缘构件体积配箍率有两个指标，即构件体积配箍率和边缘构件体积配箍率。

构件体积配箍率是指构件体积占构建物总体积的比例，一般情况下，构件体积配箍率通常在10%~15%之间。

边缘构件体积配箍率是指边缘构件的体积占整体构件体积的比例，一般情况下，边缘构件体积配箍率应大于20%，但不宜超过30%。

构造边缘构件体积配箍率既要求构件体积配箍率不低于10%，又要求边缘构件体积配箍率不低于20%，以此来确保结构的安全和稳定，同时又不会影响构件的外观。

构造边缘构件体积配箍率的设计要考虑到构件的结构特点，对构件的体积大小和边缘构件的体积大小进行合理的配置，以保证构件的强度和稳定性。

首先，构造边缘构件体积配箍率的设计要考虑结构的各种受力形式，即考虑各种构件受力的方向、大小和类型。

其次，要考虑结构的力学特性，如构件的弹性模量、延性、抗剪强度等，并考虑其他构件的影响。

最后，还要考虑构件的外观形状，如构件的形状、尺寸和装配方法。

从上述可以看出，构造边缘构件体积配箍率的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑构件的受力形式、力学特性和外观形状等因素，才能确保构件的安全和稳定，避免出现破坏现象。

实际上，构造边缘构件体积配箍率的设计还与结构的材料、工艺等相关，在实际构造中，应综合考虑各种因素，并结合实际情况，做出合理的设计，以保证结构的安全和稳定。