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。

本文分上下两篇，上篇的内容就介绍到这里了。下篇会结合一些常见问题：端柱该如何进行建模、端柱配筋在墙施工图中是如何实现的、手核时计算值和构造值怎样区分等问题，对墙柱配筋设计时如何考虑端柱继续进行剖析。

墙柱配筋设计时如何考虑端柱（下篇）

上篇结合五种情况讲解了边缘构件结果中端柱的配筋是如何进行手核的，下面结合一些常见问题继续对墙柱配筋设计时如何考虑端柱进行剖析。

常见问题1：端柱按柱建模经常看不到配筋结果，建模是采用墙建模还是推荐用柱建模？

答：推荐用柱建模，不显示配筋以及怎么看配筋的问题在上篇已经解释了。下面说一下按墙建模和按柱建模的区别：

墙、柱计算模型分别为壳元和杆元，计算模型不同。按墙建模的话，墙一般比较短，划分的网格数太少，有限元的精度可能偏低。另外墙只能做单向受弯设计，而柱子能做双向受弯设计，所以一般还是按柱建模，软件会考虑一定的刚度折减，柱和墙能够变形协调。使用经典膜单元时，为保证梁与墙位移的合理传递，软件采用了罚约束关系进行协调。采用柱子建模也是这些年下来是处理比较成熟及比较认可的方式。

常见问题2：“墙柱配筋设计考虑端柱”勾选与否会不会对计算内力造成影响？

勾选与否不会影响内力计算，该参数只在设计阶段起作用。

常见问题3：不勾选“墙柱配筋设计考虑端柱”程序是怎么算的？

程序的处理原则为“勾选时取大，不勾选叠加”。下面举个不勾选“考虑端柱”的算例：

X方向配筋面积：柱配筋=1053-240=813

Y方向配筋面积：柱配筋=1064-240=824

总配筋面积=2x（813+824）+861.3=4135.3因为柱构件信息不能保留小数点后位数，忽略误差与边缘构件结果吻合。

常见问题4：为什么手算的结果还是核不上呢，看一看我算的有没有问题？

X方向配筋面积：取墙配筋和柱配筋的大值=

Max{2225.2/2，1056-240}=2225.2/2=1112.6

Y方向配筋面积：取柱配筋=1248-240=1008

总配筋面积=2x（1112.6+1008）=4241.2与边缘构件结果不吻合，这是怎么回事？

这是因为柱子Y侧配筋13虽然取的是Asyb=1248，但Asyb是构造配筋面积，Asyb0=1067才是计算面积。在进行叠加的时候要注意区分构造值与计算值。只有当计算值总的配筋面积大于端柱截面面积乘以构造配筋率时，程序在“边缘构件”结果中才会按照计算面积进行输出，否则按照构造面积进行输出。

正确计算过程详细下图：

X方向配筋面积：取墙配筋和柱配筋的大值=

Max{2225.2/2，1056-240}=2225.2/2=1112.6

Y方向配筋面积：取柱配筋=1067-240=827

总配筋面积=2x（1112.6+827）=3879.2

常见问题5：端柱配筋在墙施工图中是如何实现的？

施工图会完全按照边缘构件的结果进行配筋，我们还用问题5的算例，墙施工图端柱详图如下：我们可以看到X侧的实配面积1257，Y侧实配面积为1571，均大于柱子两个边所需的配筋面积1056和1248。总的配筋面积为4399也大于边缘构件的配筋面积3879。

最后，墙柱配筋设计考虑端柱的规则也在不断完善中，软件可能会根据实际工程计算效果做进一步调整，但基本规则通常不会变。