配筋计算公式1.doc

　配筋（计算规则）率是钢筋混凝土构件中纵向受力（拉或压）钢筋的面积与构件的有效面积之比（轴心受压构件为全截面的面积）。柱子为轴心受压构件!
受拉钢筋配筋率、受压钢筋配筋率分别计算。
　　计算公式：ρ=A（s）/bh（0）。 此处括号内实为角标,，下同。式中：A(s)为受拉或受压区纵向钢筋的截面面积；b为矩形截面的宽度；h（0）为截面的有效高度。配筋率是反映配筋数量的一个参数。
　　最小配筋率是指，当梁的配筋率ρ很小，梁拉区开裂后，钢筋应力趋近于屈服强度，这时的配筋率称为最小配筋率ρ（min）。最小配筋率是根据构件截面的极限抗弯承载力M（u）与使混凝土构件受拉区正好开裂的弯矩M（cr）相等的原则确定。最小配筋率取0.2%和0.45f(t)/f(y)二者中的较大值！
　　最大配筋率ρ （max）=ξ(b)f(c)/f(y),结构设计的时候要满足最大配筋率的要求，当构件配筋超过最大配筋率时塑性变小，不利于抗震。
配筋率是影响构件受力特征的一个参数，控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态，不发生超筋破坏和少筋破坏，配筋率又是反映经济效果的主要指标。控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏，少筋破坏是脆性破坏，设计时应当避免。

钢筋的截面积与所设计的砼结构面的有效面积的比值，称之为配筋率。
在钢筋砼结构中，钢筋的总截面积与所设计的砼结构面的有效高度与宽度的积的比值，称之为配筋率，根据配筋率的大小，其结构分为超筋、适筋、少筋截面。
钢筋面积/构件截面面积（全面积or全面积-受压翼缘面积）

梁的配筋率是梁的受压和受拉钢筋的总截面积除以梁的有效截面,有效截面是钢筋合力点到砼上面的距离。
合力点：是梁宽乘有效高度，有效高度指梁下部筋为一排筋时用高减35，下部筋为两排筋时减60
1、“柱外侧纵筋配筋率”为：柱外侧纵筋（包括两根角筋）的截面积，除以整个柱的截面积所得到的比率。
2、屋面框架梁（WKL）“上部纵筋配筋率”为：梁上部纵筋的总的截面积，除以梁的有效截面积所得到的比率。
梁的有效截面积为梁的截面宽度乘以梁的有效高度。而梁的有效高度为：梁的截面高度-35 （当梁上部纵筋为一排筋时）梁的截面高度-60 （当梁上部纵筋为两排筋时）
一般设计上计算时as是纵向受拉钢筋合力点到截面受拉区边缘的距离，因此按受拉钢筋排数区域决定H-35或H-60（梁）而板H-20mm;受拉和受压要取决于梁或板的受力情况，同一条梁在梁中、梁端就不一样(连续多跨梁)

单筋截面：
忽略受压区钢筋的影响，只考虑受拉区钢筋。这样计算简单。
通常用于受弯不是很大的截面。
超筋构建或考虑延性才采用受压区钢筋的作用。

最小配筋率、配筋率、超筋率定义与分析
【问】关于配筋率的定义
钢筋混凝土结构设计规程等规程上，语焉不详的地方很多。就拿配筋率来说，
1.  梁的配筋率：是采用钢筋面积除以梁宽与有效高度的成绩。但是梁的最低配筋率却不采用有效高度，而采用包含混凝土保护层厚度在内的梁高。而梁的最高配筋率（防止梁超筋）则又是采用有效高度。感觉很混乱。
问题：混凝土规范11.3受拉钢筋配筋率的表格里，是采用梁的有效高度吗？“当梁的纵向受拉钢筋配筋率超过2%时候，箍筋的直径增加2毫米”，这里的配筋率也是采用梁的有效高度吗？
2.  对于箍筋，《钢筋混凝土规范》上仅仅提到箍筋配筋率：拿箍筋的面积除以梁宽度和箍筋间距的乘积。而在《高层混凝土结构技术规程》上，则分为箍筋的面积配筋率和箍筋的体积配筋率。面积配筋率定义和《钢筋混凝土规范》的符号以及定义一致，此外又多出来一个箍筋的体积配筋率。但是没有找到定义，一些一级注册考试辅导书上定义是采用Acor,即拿箍筋的体积除以除去保护层厚度的所谓核心区宽度与箍筋间距的乘积。这样显然比前面的面积配筋率稍稍低一些，道理如同配筋率采用全高的结果比采用有效高度略微小一些一样。
如果是工程应用，有些时候这些细微的区别倒影响不大。但是要命的是一级注册考试，这些细微的差别可能就会导致选项错误。
最近仔细钻研这些规程，发现很多地方用一个图能解释得很清楚的地方，这些老家伙们非要用语言来表达，而用的语言又之乎者也的，很难懂。还有需要给出个定义的地方，偏偏不给定义，你虽然大致知道什么意思，但是你不知道准确的定义，应用就比较麻烦（譬如配筋率）。此外，还有一些系数，也是很生僻的，因为前面有了，后面再用他就不说了，如果你规范不是特别熟悉，考试时候你查这一个系数，就够你忙个10分钟!我现在的办法是，在自己买的规范上最大量笔记。
对以上涉及到的各种配筋率的定义，谁很清楚，麻烦总结总结。

【答】
对于箍筋，我的理解如下：
1、梁类构件：因无轴向压力（或者说轴向压力很小），各类规范都是按面积配箍率计算的，主要是防止抗剪少筋破坏；
2、柱类构件（包括剪力墙边缘构件）：因此类构件轴向压力很大，配置箍筋的目的之一是为了增强对核心区混凝土的约束，满足地震作用下的延性要求。因此各类规范都是按照体积配箍率控制的。

配筋率：桥梁工程中，一般指的是面积配筋率，即受拉钢筋面积与主梁面积之比。
箍筋面积配筋率：面积配筋率(ρsv)：
　　配置在同一截面(b×s，b为矩形截面构件宽度，s为箍筋间距)内箍筋各肢的全部截面面积与该截面面积的的比率。　其中，箍筋面积Asv＝单肢箍筋的截面面积Asv1×肢数n。　
　　计算公式为：ρsv＝Asv／(bs)=(n×Asv1)／(b×s)。　
　　最小配筋率：梁：ρsv,min＝0.24×ft／fyv；
　　弯剪扭构件：ρsv,min＝0.28×ft／fyv。
箍筋体积配筋率
体积配箍率(ρv)：箍筋体积与相应的混凝土构件体积的比率
　　计算公式为：方格网式配筋：ρv=(n1×As1×l1+n2×As2×l2)/(Acor×s)；螺旋式配筋：ρv=(4×Ass1)/(dcor×s)（见《混凝土结构设计规范GB50010-2002》第90页）。
　　式中，l1和l2为混凝土核心面积内的长度，即需减去保护层厚度；计算复合箍的体积配筋率时，应扣除重叠部分的箍筋体积。
　　柱箍筋加密区最小配筋率计算公式为：ρv,min=λv×fc/fyv；λv为最小配箍特征值，fc为混凝土轴心抗压强度设计值，fyv为箍筋及拉筋抗拉强度设计值。其中，fc≥16.7N/mm^2（《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》均有此规定），fyv≤360N/mm^2（《混凝土结构设计规范》无此规定，《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》有此规定）。
作用
　　体积配箍率(ρv)：体现柱端加密区箍筋对砼的约束作用。
超筋率：即主梁的配筋率如果达到或超过此参数后（一般为2.5），会产生超筋破坏的危险。
钢筋砼重量：素砼密度设计一般采用25（kN/m3），钢筋为78（kN/m3），计算梁重时，一般综合采用26（kN/m3）。
箍筋面积配筋率和箍筋体积配筋率
配箍率是对箍筋而言，分箍筋面积配筋率和箍筋体积配筋率。
　　一般情况下，面积配筋率是对受弯构件而言，体积配箍率是对受压构件而言。

　Ⅰ. 箍筋的面积配筋率
　　面积配筋率(ρsv)：配置在同一截面(b×s，b为矩形截面构件宽度，s为箍筋间距)内箍筋各肢的全部截面面积与该截面面积的的比率。
　　其中，箍筋面积Asv＝单肢箍筋的截面面积Asv1×肢数n。
　　计算公式为：ρsv＝Asv／(bs)=(n×Asv1)／(b×s)。
　　最小配筋率：梁：ρsv,min＝0.24×ft／fyv；弯剪扭构件：ρsv,min＝0.28×ft／fyv。
　Ⅱ. 箍筋的体积配筋率
　　体积配箍率(ρv)：箍筋体积与相应的混凝土构件体积的比率。
　　计算公式为：方格网式配筋：ρv＝(n1×As1×l1＋n2×As2×l2)／(Acor×s)；螺旋式配筋：ρv＝(4×Ass1)／(dcor×s)。
　　式中，l1和l2为混凝土核心面积内的长度，即需减去保护层厚度；计算复合箍的体积配筋率时，应扣除重叠部分的箍筋体积。
　　柱箍筋加密区最小配筋率计算公式为：ρv,min＝λv×fc／fyv；λv为最小配箍特征值，fc为混凝土轴心抗压强度设计值，fyv为箍筋及拉筋抗拉强度设计值。其中，fc≥16.7N/mm^2（《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》均有此规定），fyv≤360N/mm^2（《混凝土结构设计规范》无此规定，《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》有此规定）。

相关规范条文：
　A. 面积配箍率 (ρsv)：
　　《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002) 第10.2.10条、第10.2.12条、第11.3.9条；
　　《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002，J 186-2002) 第6.3.4条、第6.3.5条。

　B. 体积配箍率 (ρv)：
　　《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002) 第7.8.3条、第11.4.17条、第11.4.18条；
　　《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001) 第6.3.12条；
　　《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002，J 186-2002) 第6.4.7条。

【答】
1.面积配筋率与体积配筋率：面积配筋率是算梁类构件的一个指标，体积配筋率是算柱类构件的指标，分开了就好理解了；面积配筋率用的是全截面面积，体积配筋率用的是核心区的体积
2.最小配筋率与最大配筋率：按不利来确定是计算全截面还是有效截面，谁不利用谁；最小配筋率，是防止少筋破坏，钢筋用的少不好，于是用全截面算的最小配筋要多，就选全截面；最大配筋率，是防止超筋破坏，钢筋用的多反而不好，用有效截面截面算的钢筋少，选有效截面

【答】
在钢筋混凝土构件的设计中，提起“配筋率”，行内人士想必都不陌生，这里我主要说的配筋率是钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率。在设计过程中，最初本人对它的概念比较模糊，并发现工作多年的同行朋友对此理解也有误区，所以在这里整理一下自己的理解，和大家分享。
  在《混凝土结构设计规范》中9.5.1注解第3条，受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算。
  这句话我读了几十遍，照字面理解，我们计算配筋率的时候，分母应该取全截面面积，即b·h，但是我看校对人员帮我看图的时候，验算配筋率，用As/（b·h。）。有人说h和h。的差距在实际工程中的意义不大，我看未必，单排配筋时h。=h-35，差距还不算大，而双排或双排以上配筋时h。=h-60，如此说来，我们还真的应该抠一下到底用h还是h。
   这个问题纵说纷议，我查阅资料和规范得出如下看法：
  《建筑结构设计规范应用图解手册》明确指明受弯构件最小配筋率是按有效高度计算，受压构件按全截面。PKPM对受弯构件也是按有效高度计算的。我同意这个说法的一部分，并且这样理解：对于大偏心或受弯构件在计算配筋时都不考虑受拉区一侧砼抗拉强度，仅考虑有效截面积，所以应该采用As/b*h。来计算，在小偏心或轴压构件不存在砼抗拉情况，应按全截面来计算As/b*h来计算。
  照此说来，9.5.1的注解3仿佛没有说清楚h和h。的问题，对于受弯构件，从理论上说，计算最小配筋率也应该用h。，这在规范组编制的《混凝土结构计算算例》中有提及，而且，美国ACI规范也是如此规定的。这和计算最大配筋率等的概念一致，从受力图形上就可以明白，不再赘述。设计和考试的时候，仍应按规范条文规定计算，也就是说，该用H的时候用H。，据说没有改变过来，是因为修订规范时想改，但是担心整本规范安全度提得高了，钢筋用量偏大，部里不同意，于是就降了一些其他指标，但是把最小配筋率又提了点。
  说了这么多，我怕把大家说糊涂了，就概括一下：实际工程中：1.当你计算梁的配筋率的时候，验算是否达到最小配筋率，请用b·h来做乘数，验算最大配筋率的时候，分子请用b·h。，这样偏安全。2.计算柱子配筋率时全用b·h。
  上面是根据《混凝土结构设计规范》9.5.1引发的思考，下面我们看《建筑抗震设计规范》第52页6.3.3中第1条：梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%，且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。
   对这句强规开始重视是有一次同事的图梁端配筋率已经大于2.5%了，被审图中心提出意见，说违反强规。这里控制的是梁端受拉钢筋，而对于梁跨中下部纵向受拉钢筋很多人也按2.5%来控制，这样正确吗？可能是这个2.5%给大家印象太深刻了吧，实际上在规范上对于梁中间段下部纵向受拉钢筋的控制仅限于ξ=x/h。≤ξb，也就是受相对受压区高度限制的。但是梁是有经济配筋率的，控制1%-1.5%比较合适吧。
  举个例子，昨天给校对看了份图，有个250X600的梁，上面是2个18，下面是7个25，校对给写了个：超筋！违反强规！根据什么说我超筋呢？我计算：C30混凝土，HRB335级钢筋：由α1fcbx=fyAs-fy’As’算出X=（300X3436-300X509）/（14.3X250）=245.6mm，ξ=X/h。=245.6/540=0.45<0.55,那么照此看来，我并没有超筋，只是梁配筋并不经济。
  这是我最近对配筋率的一点个人理解，希望各位同仁给予指点，加以评论。
评：
A．你的ξ=0.41 已经超出了抗震规范的规定：一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35
对于最大配筋率，规范给出的是梁端的配筋率，这个没错，但是对于梁的下部钢筋而言，一般都是连通的，所以你的梁端的配筋率只会大于或者等于2.55%（根据你的7根25计算出来的），所以说你这个梁超筋没有问题。
另外对于你对取h还是h0这个问题总结的还是不错的，让我又学习了一些
B．这里涉及到锚入框架柱的梁底钢筋是否受6.3.3条的约束，一般的看法是梁端受拉钢筋既指上部负筋也指底部锚入框架柱的梁底筋（水平力作用下可能受拉），所以抗震设计的框架梁不应大于2.5%
C．确实超筋了，当前配筋率为2.99%