结构设计梁柱配筋怎么计算

有一句很流行的口头禅：“算不清加钢筋”，当然这是一句笑谈，但是这也反映出，很多设计师认为实际配筋量只要大于软件计算输出的配筋量结构就没有问题，因此，就随意的放大配筋，尤其当结构比较复杂时，这种现象更加普遍。
但这样直接放大配筋真的都是对结构安全性有利的吗？正如“肉要长对地方一样，长不对地方就是赘肉”一个道理，加钢筋不能盲目乱加，如果加的不合理反而会对结构不利。下面以加大梁、柱这两类构件计算配筋作为最终实配钢筋而引起的相关问题进行分析弊端。一、直接放大梁的计算配筋会存在以下几个问题1）如果随意放大梁的配筋，有可能会导致梁的配筋率大于1%，此时按照规范要求是需要进行双排布置钢筋的，这时候由于as发生了变化，as相比原来配筋计算时用到的as增大，导致受压区高度h0变小，这样实际上可能会导致增加的钢筋量有可能达不到用新的as计算的钢筋量，可能造成计算配筋结果偏小。
2）如果随意在计算配筋基础上加大支座处的梁受拉配筋会导致梁端计算的截面相对受压区高度发生变化，有可能无法满足规范要求的相对界限受压区高度，或者构造配筋要求，这样就无法保证梁构件的延性。原来计算出的受拉、受压面积是按照对应抗震等级要求下的构造面积及相对界限受压区高度双控的结果。
3）如果随意在计算配筋基础上加大支座处的梁受拉配筋会导致梁端部实际受弯承载力变大，对于强柱弱梁的实现不利。软件中强柱弱梁的处理是按照柱端部地震作用组合下的弯矩乘以对应抗震等级下的调整系数，得到柱计算配筋。实际上梁的实际受弯承载力还应该包括在翼缘范围内板钢筋的作用，仅按照直接放大柱端组合弯矩调整系数方式很难实现强柱弱梁，如果再增大梁端受拉钢筋，由于柱钢筋不变，会进一步导致强柱弱梁更难以实现。
4）如果随意在计算配筋基础上加大支座处梁受拉配筋会导致梁端部实际受弯承载力变大，这也不利于梁端塑性铰机制的出现。有可能由于钢筋的增加导致梁端部实际受弯承载力大于跨中，出现梁出现塑性铰时跨中先于支座部位。规范中对梁配筋要求梁跨中弯矩不小于按照简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%，也是期望在竖向荷载下，梁跨中受弯承载力高于支座部位。如果加大梁端计算钢筋，规范这条有可能就名存实亡了。
5）如果随意在计算配筋基础上加大支座处梁受拉配筋，增大到当实际配筋大于2%时，梁端加密区的最小直径要增大2mm，因此，如果增加钢筋量有可能会导致对箍筋的配置有一定的影响，这容易被设计师忽略掉。二、放大柱的计算配筋会存在以下几个问题1）如果随意在计算配筋基础上加大柱的纵筋面积，会造成本层的抗剪承载力发生变化，有可能引起新的抗剪承载力薄弱层。在SATWE中计算楼层抗剪承载力之比的时候，程序是取计算配筋面积乘以超配系数作为实际的面积进行柱抗剪承载力的计算。如果实际配筋增加过大可能造成形成新的抗剪承载力薄弱层。
2）如果随意在计算配筋基础上加大柱的纵筋面积，有可能会造成地上一层柱底的受弯承载力变大，更不容易实现规范中要求的地下室顶板处地下一层柱上端和节点左右梁端实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍。虽然SATWE软件在处理规范该条的时候是直接放大地下室顶板下梁端的在地震组合下的组合弯矩1.3倍，但是任意增大配筋对该条的实现不利。
3）规范中要求的对于地震下的小偏心受拉的角柱和边柱，其全截面的配筋率需要增加25%，这个在SATWE软件中自动进行了执行，设计师在配筋时不需要再去放大。
4）规范中要求的对于地下室顶板嵌固的情况下，地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍，该条程序也已经自动执行，在SATWE结果中显示的结果已经是自动放大的结果，设计师不用再人工去放大。
需要注意的是：
当然有些情况下需要人为的加大柱的计算纵筋，高规中对于建造在Ⅳ类场地的较高的高层建筑，按照规范柱纵向最小配筋率的表中数值要增加0.1%，这一条的放大需要设计师自己放大。当然较高的高层建筑在5.1.6条文说明中明确为：高于40m的钢筋混凝框架、高于60m的其他钢筋混凝民用房屋和类似的工业厂房，以及高层钢结构房屋等。这种情况需要设计师自己判断是否属于上述情况并进行最小配筋率的放大。