锚栓的锚固长度及构造要求-唐潮

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1、唐潮，等：锚栓的锚固长度及构造要求锚栓的锚固长度及构造要求唐潮石朝花（美联钢结构建筑系统（上海）股份有限公司，上海２０１６１３）摘要：锚栓的锚固长度对其受力性能至关重要，但国内标准与规范对此没有统一的规定。通过分析锚栓受力及破坏模式，推导出锚固长度计算公式，并提出锚栓设计时的构造要求。关键词：锚栓；锚固长度；机械锚固ＤＯＩ：１０．１３２０６／ｊ．ｇｊｇ２０１４０５００６ＴＨＥＡＮＣＨＯＲＩＮＧＬＥＮＧＴＨＡＮＤＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＤＥＴＡＩＬＳＯＦＡＮＣＨＯＲＢＯＬＴＳＴａｎｇＣｈａｏＳｈｉＺｈａｏｈｕａ（

2、ＵＳＡＳＢｕｉｌｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍ（Ｓｈａｎｇｈａｉ）Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１６１３，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅａｎｃｈｏｒｉｎｇｌｅｎｇｔｈｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｔｈｅｓｔｒｅｓｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓ，ｂｕｔｔｈｅｒｅｉｓｎｏｕｎｉｆｉｅｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｃｏｄｅｓ．Ｉｔｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｏｆａｎｃｈｏｒｉｎｇｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙ

3、ｚｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓｏｆａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓ，ａｎｄｉｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｅｔａｉｌｓｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ａｎｃｈｏｒｂｏｌｔ；ａｎｃｈｏｒｉｎｇｌｅｎｇｔｈ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｃｈｏｒａｇｅ１概述体规定，但要求锚固长度（不含弯钩）不小于２５ｄ。柱脚节点是连接上部钢结构与基础的重要节对于Ｉ型锚栓，文献［６］要求的锚固长度比文献点。用以将上部结构在荷载作用下产生的效应传递［２］

4、长３０％，ＩＩＩ型锚栓锚固长度文献［６］比文献［２］到基础。其连接的可靠性关系到整个建筑的安全。长１０８％。各文献对锚固长度的规定不仅不统一，汶川地震后ＧＢ５００１１－２０１０《建筑抗震设计规而且差异悬殊。若文献［６］的规定是正确的，则按其范》［１］经过多次修订，大幅提高了钢柱脚连接的承载他文献设计的锚栓将存在极大的安全隐患，反之则力要求，足见柱脚节点的重要性。浪费惊人。文献［９］要求锚栓的锚固长度应按ＧＢ５０００７－钢柱脚连接形式主要分为外露式、外包式、埋入式、插入式。其中外露式柱脚是由预埋在混凝土中２０１１

5、《建筑地基基础设计规范》执行，又指出锚固长度应满足ＧＢ５００１０－２０１０《混凝土结构设计规范》的锚栓将钢柱固定于基础短柱上。而锚栓在混凝土要求。ＧＢ５００１０－２０１０给出了钢筋的基本锚固长中的锚固长度直接关系到锚栓的承载力。锚固长度ｆｙ过短有可能发生锚栓从混凝土拔出或混凝土拉锥体度计算公式ｌａ＝αｄ（式中，ｆｙ为钢筋的抗拉强度ｆｔ（从锚栓端部起以放射状朝外部的圆锥体）冲切破设计值）。对于ｆｙ的取值，文献［１０］认为Ｑ２３５材质坏，使柱脚连接失效；锚固长度过长则造成浪费，提的锚栓相当于ＨＰＢ２３５，根据ＧＢ５

6、００１０－２０１０其抗高建筑造价，当基础短柱较短或桩基承台埋深较浅拉强度设计值应为２１０ＭＰａ，但文献［１１］认为设计时还将使锚栓埋设困难。锚栓时，ｆｙ应按照ＧＢ５００１７－２００３《钢结构设计规［２－５］目前国内有多个文献提到锚栓的锚固长范》中规定的锚栓抗拉强度设计值取１４０ＭＰａ，其值度。假设锚栓材质为Ｑ２３５，基础混凝土为Ｃ２０，文是前者的２／３。由此计算出的锚固长度也是前者的献［２－５］要求如图１所示的Ｉ型、ＩＩ型锚栓锚固长２／３。孰是孰非，规范及其相应的说明中并不明确，度为２０ｄ（ｄ为锚栓公称直径），

7、ＩＩＩ型锚栓锚固长度实际工程中各种做法均有。为１２ｄ；文献［６］要求Ｉ型锚栓锚固长度为２６ｄ，ＩＩ第一作者：唐潮，男，１９７５年出生，高级工程师，国家一级注册结型锚栓锚固长度为３０ｄ，ＩＩＩ型锚栓锚固长度为２５ｄ；构工程师。文献［７］要求Ｉ型、ＩＩ型、ＩＩＩ型锚栓锚固长度为Ｅｍａｉｌ：ａｌｅｃ９２８７＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ收稿日期：２０１３－１１－０４２０．５ｄ。文献［８］对锚栓的类型及锚固长度没有具ＳｔｅｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．２０１４（５），Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１８５２５科研开发ａ－Ⅰ型；ｂ－Ⅱ型；ｃ－Ⅲ

8、型；ｄ－Ⅳ型１－设计柱底标高；２－高于基础混凝土强度等级的细石混凝土找平层；３－设计基础标高；４－锚板；５－穿孔塞焊；６－厚１０ｍｍ筋板；７－螺母图１锚栓类型出现这种混乱的现象源于目前规范及文献大多Ｎ１＝Ｎ２可得：只介绍设计方法却忽略了其原理。因此，需要从锚ａ（ｌ）ｌ（４）ｆｔＡｅ＝０．７ｆｔπａ＋ｄａ栓的受力及其破坏模式来分析其合理的锚固长度。其中，Ａ（０．９ｄ）２／４，式（４）中因