主要观点总结
本文梳理了关于混凝土矩形柱纵筋按构造配筋的几种典型场景，分析了其原因和计算方法，旨在帮助工程师和设计师更好地理解和应用相关规范。文章涵盖了不同情况下柱纵筋的构造配筋设计，包括全截面最小配筋率、单侧最小配筋率控制，以及层间受剪承载力形成的薄弱层自动调整配筋控制等。
关键观点总结
关键观点1: 文章背景
随着建筑行业的发展，混凝土矩形柱纵筋按构造配筋的设计问题愈发重要。工程师和设计师需要了解相关规范和计算方法，以做出更科学的决策。
关键观点2: 文章主要内容
文章梳理了混凝土矩形柱纵筋按构造配筋的几种典型场景，包括不同情况下的配筋设计和计算方法。还介绍了程序计算方法和相关参数设置，如柱全截面配筋按边长分配等。
关键观点3: 案例分析
文章通过多个案例分析，详细解析了不同类型矩形柱纵筋配筋设计的实际问题和解决方法。包括如何根据规范要求进行配筋设计，以及如何处理特殊情况下的配筋调整等。
关键观点4: 文章总结
通过本文对矩形柱纵筋按构造配筋的几类典型案例的解析，读者能够更好地理解规范要求和程序计算方法，并在实际工程中灵活应对各种复杂情况。
正文
柱纵筋的配筋设计不仅需要满足承载力计算的要求，还需遵循规范中关于最小配筋率的强制性规定。
本文系统梳理了YJK软件中关于混凝土矩形柱纵筋按构造配筋的几种典型场景，分析其原因和计算方法，旨在帮助工程师和设计师更好地理解和应用相关规范，从而在实际工作中做出更加科学和合理的决策。
柱纵筋按构造配筋是指当柱按承载力计算得到的纵筋配筋数值小于按规范要求的最小配筋率计算得到的配筋数值时，则柱按构造配筋数值配筋。现行混凝土相关规范对柱纵筋最小配筋率的规定大致相同，局部有差异。
《混凝土结构通用规范》对柱纵筋的最小配筋率的要求如图一所示：
《混凝土结构设计标准》（2024年版）对柱纵筋的最小配筋率的要求如图二所示：
《混凝土结构设计规范》（2015年版）对柱纵筋的最小配筋率的要求如图三所示：
框剪结构，模型定义了4级构造，柱子钢筋级别为HRB400，按规范柱纵筋最小配筋率应该为0.55%，柱子计算输出结果配筋率为什么是0.75%和0.70%呢？
对于这个模型，首先查看配筋简图并打开【结果设置】中的【显示计算配筋值】，可以看到图五中的柱纵筋计算配筋面积是0，说明这些柱是按构造配筋取值。此时显示的纵筋配筋率0.75%和0.70%应该是构造配筋率，按规范要求，这些柱的全部纵筋最小配筋率应是0.55%。
是否程序输出有误呢？查看模型可以看到，配筋率0.75%和0.70%的柱截面尺寸也有差异，并且该模型中柱截面尺寸都比较大。规范不仅对全截面最小配筋率进行规定，同时还要求柱每一侧的纵筋不应小于0.2%。这时需要计算下这些柱的单侧最小配筋及全部纵筋配筋率。
对图五中的3号柱：
单侧最小配筋需要1900x2200x
0.002=
8360
mm
2
，与构件信息中输出的Asx（Asy）一致，如图六所示。
从上图中可以看出，角筋面积Asc是490mm
2
。由于单侧配筋面积8360mm
2
包含了角筋面积，所以计算全截面纵筋面积时需要进行扣除，以免重复计算。
那么全截面纵筋配筋面积需要4x（8360-490）=31488mm
2
，进而全截面纵筋配筋率=31488/1900/2200=0.753%，与程序输出一致，一点差异是精度原因。
同样，对图五中的2号柱：
单侧最小配筋需要1400x1400x0.002=3920mm
2
，与构件信息中输出的Asx（Asy）一致，如图七所示。
角筋面积Asc也是490mm
2
，那么全截面纵筋配筋面积需要4x（3920-490）=13720mm
2
，进而全截面纵筋配筋率=13720/1400/1400=0.700%，与程序输出一致。
框架结构，构件详细计算书中的配筋值与图形中不一致（见图八），差别较大，3388mm
2
如何得到？
对这种详细计算书数值与图形中不一致情况，首先考虑图形中是否为构造配筋，可以通过以下两种方法确认：
1．在配筋简图右侧边栏中找到【结果设置】，打开后勾选【显示计算配筋值】，确定后点击应用，此时图形结果会显示全部计算配筋值，可以看到Y向配筋已由3388mm
2
变为638mm
2
，与构件详细计算书中一致了。如图九所示：
2．打开此柱的【构件信息】，按程序的输出规则，可以看到计算配筋面积Asyt0=637mm
2
，而Asyt=3387mm
2
是该柱Y向顶部配筋的计算值和构造值的大值。
通过构件信息或图形显示可清楚看到Asx=2273mm
2
和Asy=3387mm
2
均是构造值，根据结构体系、抗震构造等级、钢筋级别混凝土强度等级等判断出程序输出的全截面配筋率Rs=0.90%是规范要求的最小配筋率，那么可以根据最小配筋率得到配筋面积具体数值，计算过程如下：
构造配筋的全截面总面积Asa=1300*800*0.9%=9360mm
2
；
程序对矩形柱的构造配筋结果默认按照长短边的边长比例进行分配，并且单边面积包含一根角筋面积Asc。
边长比例：800:1300=8:13，
长边分配的配筋面积
=9360*13/21/2=2897mm
2
，短边分配的配筋面积As
短
=9360*8/21/2=1783mm
2
；
从图十可以看到程序输出单边配筋Asx、Asy是包含两根角筋的，因此As
短
和As
长
分别需要再加一个角筋面才能与Asx、Asy相等，角筋面积在图十一有输出，Asc=490mm
2
；
短边配筋面积：
Asx=1783+490
=2273mm
2
，
长边配筋面积：
Asy=2897+490=3387mm
2
，
与构件信息输出及图形显示一致。
短边配筋率：
ρsx=2273/1300/800=0.219%大于0.2%，
长边配筋面积：
ρsy=3387/1300/800=0.326%大于0.2%，
均满足规范要求。
框架结构，如果矩形柱按边长比例分配配筋，那么下面图十二这颗柱单边应为2547mm
2
和5633mm
2
，实际却是3200mm
2
和4980mm
2
，这是什么原因？
查看这个模型，通过该柱基本信息可以判断，全截面配筋率Rs=0.90%是规范要求的最小配筋率，单侧配筋面积3200和4980还是构造值，
按案例2方法求解图十二这颗柱的Asx、Asy，计算过程如下
：
构造配筋的全截面总面积Asa=2000*800*0.9%=14400mm
2
；
边长比例：800:2000=2:5，短边分配的配筋面积As
短
=14400*2/7/2=2057mm
2
，Asx=2057+490=2547mm
2
；
案例2中短边配筋面积2273mm
2
是大于柱每一侧配筋不应小于0.2%的要求的，但本例2547mm
2
并不满足，2547＜2000*800*0.2%=3200mm
2
，那么Asx最少需要的配筋面积为3200mm
2
；
