结构嵌固部位柱筋构造—90%以上的项目都做错了、量算错了！！！
施工技术钢筋优化专家
2025-05-27
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1.1结构嵌固部位概念
在建筑结构设计中，“嵌固部位”是指结构中被约束或固定、无法自由移动的部分，通常作为结构受力分析的基准点，直接影响结构的抗震性能、内力分布和稳定性。
以下是关于嵌固部位的详细说明：
（1）嵌固部位的定义与作用定义：嵌固部位是结构中的某一特定位置（如基础顶面、地下室顶板等），该位置的位移和转动被完全限制，可视为结构的“固定端”。 作用：
- 作为结构计算的基准点，影响柱子的“计算长度”（影响长细比和稳定性）。
- 决定地震作用下的“内力分配”和变形模式。
- 影响结构整体刚度和抗震性能。
（2）嵌固部位的常见位置
基础顶面：独立基础或桩基承台顶面通常作为上部结构的嵌固端。
地下室顶板：当地下室顶板满足刚度要求时，可作为上部结构的嵌固部位（需符合规范条件）。
转换层顶板：在带转换层的高层建筑中，转换层可能作为上部结构的嵌固端。
特殊情况：若地下室顶板刚度不足，嵌固部位可能下移至地下室底板或更低位置。
1.2确定嵌固部位的关键条件
根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011），顶板作为嵌固部位需满足以下刚度要求：地下室结构的侧向刚度（包括墙体、楼板等）应不小于上部结构侧向刚度的2倍。还应注意“地下室结构的楼层侧向刚度”指结构自身的刚度，在确定上部结构嵌固部位时，楼层侧向刚度比的计算中不考虑土对地下室外墙的约束作用。
另外，抗震规范6.1.14条规定：“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，且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。”本条规定的根本目的就是为了确保嵌固端的塑性铰（上部结构最后出现的柱根塑性铰）出现在上柱的下端。
1.3回填土的约束作用
事实上，回填土对地下室结构的约束作用很大，一般情况下可按地下室结构自身刚度的3~5倍近似考虑。因此，地下室结构与周围回填土的总刚度要比地下室结构的自身刚度大许多。
比较可以发现，当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，包括地下室结构自身及回填土影响的地下室总侧向刚度为上部结构的4.5倍以上；而当地下室不能作为上部结构嵌固部位时，包括地下室结构自身及回填土约束的地下室总侧向刚度，一般情况下也不会小于上部结构的3倍。
因此地下室顶板处对上部结构的嵌固作用是客观存在的，是否作为上部结构的嵌固部位，考察的只不过是这种嵌固作用的强弱问题。
无论地下室顶板是否作为上部结构的嵌固部位，结构设计中均应该考虑地下室顶板处实际存在的嵌固作用，采取相应的加强措施。以上部结构嵌固在地下一层地面为例，仍应考虑地下室顶板对上部结构实际存在的嵌固作用，应取不同嵌固部位（地下一层的地面和地下室顶板顶面）分别计算，包络设计。
1.4图集对框架柱纵向钢筋连接构造要求
22G101-1中P2-9页给出了KZ纵向钢筋连接构造，并注明当嵌固部位位于基础顶面以上时，嵌固部位以下地下室部分柱纵向钢筋连接构造见本图集第2-10页。
22G101-1中P2-10页给出了地下一层增加钢筋在嵌固部位的锚固构造，并注明仅用于按《建筑抗震设计规范》（2016年版）GB 50011-2010第6.1.14条在地下一层增加的钢筋，由设计指定。未指定时表示地下一层比上层柱多出的钢筋。
1.5嵌固部位首层柱筋插筋锚固
根据对上述图集的理解，只说明了地下室多出柱筋的锚固构造。当变截面、变直径等情况，地上柱筋在顶板处插筋按图集文字理解也是按1.2LaE锚固。
上图为朱炳寅《建筑抗震设计规范应用与分析》书中给出的节点做法，给出的上层柱插筋按1.5LaE锚固，从嵌固端锚固效果的重要性来说是有必要的。
1.6上下层柱变直径时纵筋构造
对于柱筋变直径时，并没有相关资料进行明确的说明强调，图集中也未明确给出做法大样，只说明地下多出的钢筋要收头。当上下层柱筋直径统一时，可以按部分贯通、部分收头的原则施工。
当下层柱筋直径大于上层柱筋直径时（此情况经常发生），目前常规实施做法、算量默认做法经常按下层大直径钢筋往上延伸进行连接的。这种做法导致了首层柱根部得到了一定的加强效果，会影响上层柱根部塑性铰的变化、以及影响节点处抗震受弯承载力的比值关系，是违背了抗震设计理念的。
因此，应注意地下一层多出的钢筋应严格理解为“多出的配筋面积”，当下层柱筋直径较大时，应按照收头后首层重新插筋的做法实施。
1.7嵌固部位不在顶板时纵筋构造
22G101-1中P1-3页2.1.4条3款明确，上部结构嵌固部位的注写应符合：框架柱嵌固部位不在地下室顶板，但仍需考虑地下室顶板对上部结构实际存在嵌固作用时，可在层高表地下室顶板标高下使用双虚线注明（设计图纸中也经常漏标注此问题），此时首层柱端箍筋加密区长度范围及纵向钢筋（也称“纵筋”）连接位置均按嵌固部位要求设置。
因此，当嵌固部位不在顶板，但由于回填土作用需要考虑顶板处实际嵌固作用时，仍应该将首层按嵌固部位的做法进行实施。此时，柱筋插筋锚固、变直径纵筋构造均应符合前述做法，且柱根箍筋加密区也应该按Hn/3高度进行加密、连接位置也要避免在根部Hn/3范围。
1.8总结
（1）嵌固部位钢筋构造应提前明确纵筋构造做法。
（2）嵌固部位不在顶板时，应提前明确是否考虑顶板的实际嵌固作用。
（3）嵌固部位上层柱筋应争取按1.5LaE进行实施。
（4）嵌固部位下层柱筋直径大于上层柱筋时，变直径部分钢筋应按收头后重新插筋的做法实施。
（5）嵌固部位不在顶板，但考虑顶板实际嵌固作用时，也应该按嵌固部位做法进行实施。
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