今天先来讲一下受拉钢筋锚固长度问题,也为下一节介绍绑扎搭接长度作一个铺垫。
首先说第一个问题,为什么要保证受拉钢筋的锚固长度?钢筋混凝土结构中钢筋能够受力,主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结锚固作用,也称混凝土对钢筋的握裹力。
因此钢筋的锚固是混凝土结构受力的基础,如锚固失效,则结构将丧失承载能力并由此导致结构破坏。
第二个问题,受拉钢筋的锚固长度如何确定?根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)第8.3节、11.1节的规定,锚固长度分为4种:基本锚固长度lab、抗震设计时基本锚固长度labE,锚固长度la、抗震锚固长度laE。
具体计算公式方法详见下图。
我们发现,公式参数很多,计算也比较繁琐。
除非是要参加注册考试的同学,普通工程人只需要掌握影响锚固长度的因素有哪些,是正相关还是负相关即可。
我们就拿基本锚固长度lab来举例说明。
lab=α(fy/ft)d,我们可以看到,影响受拉钢筋锚固长度的因素有四个。
α-钢筋外形系数,光圆钢筋(即HPB300)为0.16,带肋钢筋(包含HRB400、HRB500等)为0.14(包含HRB400、HRB500等);fy-钢筋抗拉强度;ft-混凝土轴心抗拉强度;d-受拉钢筋直径。
其中钢筋外形系数跟钢筋类型有关,带肋钢筋数值小于光圆钢筋,也很好理解,带肋钢筋与混凝土咬合力相比光圆钢筋要更强一点;钢筋抗拉强度与钢筋直径跟锚固长度正相关,即钢筋标号越高,直径越粗,锚固长度越长;混凝土轴心抗拉强度与钢筋锚固长度负相关,即混凝土标高越高,钢筋锚固长度越短(注:C60以上同C60)。
当然,影响钢筋锚固长度还有两个数值,ζa-锚固长度修正系数(后文中介绍);ζaE-抗震锚固长度修正系数。
先介绍ζaE-抗震锚固长度修正系数,很简单,一、二级抗震等级取1.15,三级取抗震等级取1.05,四级取1.00(四级相当于同基本锚固长度)。
抗震等级越高,钢筋锚固长度越长。
讲到这里,有些同志可能已经有点犯迷糊了。
别担心,我们的国标22G101图集已经把常用的锚固长度整理成表格,供大家参考选用。
有兴趣的同学可以自己手动算一下,看自己算出来的数值与表格中是否能对应起来。
这里要提示一个注意点,锚固长度应根据句计算确定,但不应小于200mm。
最后,跟大家解读一下ζa-锚固长度修正系数。
锚固长度修正系数按照连乘计算,但不应小于0.6。
其中前3项,钢筋直径大于25mm、钢筋采用环氧树脂涂层、钢筋受施工扰动影响,ζa取值分别为1.1、1.25、1.1,即均为不利影响,锚固长度需增加。
第4项,锚固钢筋的保护层为3d-5d时,ζa取0.8-0.7(按直线内插取值,有些同学不明白直线内插取值,我改天用微头条简单解释一下),即保护层较大时,握裹作用加强,钢筋的锚固长度可适当减短。
锚固钢筋的保护层厚度如何取,见下图。
第5条,读起来很复杂,简单一句话概括,本条修正系数由设计单位指定,一般用不上。
好了,相信看完本篇文章,大家对钢筋在混凝土中的锚固长度应该有了一些更深的认识,有问题欢迎留言探讨。