配筋構件的鋼筋錨固方式及錨固長度的分析研究

葉永紅

(重慶應用技術職業(yè)學院)

配筋構件的鋼筋錨固方式及錨固長度的分析研究

葉永紅

(重慶應用技術職業(yè)學院)

在建筑工程中，關于配筋構件的錨固方式及錨固長度是一個較難理解的問題，學生們往往不能在短時間內透徹的領悟這些問題的實質，他們需要在工地上反復進行實踐驗證，才能正確領悟到其意義及重要性。故為了增強學生們對鋼筋錨固內涵的理解，本文主要對配筋構件的鋼筋錨固方式及錨固長度作簡要分析與研究。

鋼筋錨固方式；錨固長度；分析探究

隨著科技不斷迅速的發(fā)展，建筑業(yè)也在迅速發(fā)展。眾所周知，高層建筑是一個城市的現(xiàn)代化發(fā)展的象征，甚至是一個國家崛起的象征。作為結構工程師在設計及建造這些高層建筑及構筑物時，需要考慮的因素太多，而其中非常重要一點的就是配筋構件的鋼筋錨固方式及它的錨固長度，如果這些問題不能嚴謹?shù)慕鉀Q，它就支撐不起一座現(xiàn)代化的都市大樓，更別提建完成一個城市的現(xiàn)代化發(fā)展。

1、配筋構件的鋼筋錨固方式

鋼筋混凝土結構中鋼筋能夠受力，主要是依靠鋼筋和混凝土之間的粘結錨固作用，因此鋼筋的錨固是混凝土結構受力的基礎。如錨固失效，則結構將喪失承載能力并由此導致結構破壞。一般配筋構件的錨固方式分直線錨固，彎折錨固，及機械錨固（如端頭加錨板），對于不同的錨固方式，針對不同構件的受力形式需要進行嚴格的驗算，一般的經過嚴格結構設計的配筋構件其錨固方式的選擇必須要能滿足構件承載力的需求，如材料的內力，拉力，彎矩，扭轉應力等，在實際工程中，不同構件的錨固方式的選擇一般嚴格遵照國家相關規(guī)范及設計文件的要求進行，當有設計未加說明或國家相關規(guī)范未作要求的錨固部位，施工方不得自行任意施工，需反饋給設計單位或相關專家進行結構受力驗算，以保證結構的安全性。

與此同時，構件有配筋率（AAs/=ρ）的相關要求，在結構設計規(guī)范中規(guī)定了構件的最小配筋率與最大配筋率。在現(xiàn)場的施工過程中，配筋構件的鋼筋錨固需遵循以下四個原則，第一，在混凝土與鋼筋的受力接觸面上的膠結力必須足夠強，比如利用KH-570處理，使物質表面形成牢固的化學鏈。第二，混凝土在養(yǎng)護的過程中有一定的收縮，故要盡量增大其與鋼筋之間的摩擦力，提高錨固性能。第三，工人在制作鋼筋的過程中，可將其表面做得粗糙，將鋼筋表面的凹凸不平與混凝土之間的機械咬合作用力度進行到最大化。第四，可以在鋼筋的端部加上彎鉤或者彎折，也可以在鋼筋錨固區(qū)焊接短鋼筋，或者焊接角鋼來提高錨固能力。只有嚴格遵照上述四個基本原則，才能更好的將鋼筋進行錨固，同時發(fā)揮鋼筋的最大作用。

對于配筋構件，為了保護鋼筋防止銹蝕，通常需要在最外層鋼筋外表面留有一定的混凝土保護層厚度，保護層的厚度必須要根據(jù)構件所處的環(huán)境類別、所用的材料等級、以及構件的受力要求等來確定，一般符合表一的情況。但對于一些特殊部位或者特殊要求的建筑物或構筑物還應滿足其不同要求，例如，對于基礎地面的保護層厚度，對于不同的基礎類型及有無墊層，規(guī)范對保護層厚度作了不同的規(guī)定。

表一：鋼筋表面保護層的情況統(tǒng)計

2、錨固長度的分析

研究表明，當鋼筋在混凝土中單獨占據(jù)受力空間時，鋼筋上傳遞的作用力必需經過粘結力在一定程度上的累積才能傳遞到混凝土中，而這個長度在土木建筑工程中稱之為鋼筋的傳遞長度和應力發(fā)展長度。因此，配筋構件的鋼筋錨固長度也理所應當?shù)某蔀殇摻罟こ讨械牡谝桓拍睢：唵蝸碚f，混凝土與鋼筋這兩種不同的材料之所以能結合起來共同受力，是因為鋼筋與混凝土之間有著良好的摩擦力，而這種摩擦力的大小會因鋼筋與混凝土之間的接觸面積的大小發(fā)生改變，所以要想讓鋼筋與混凝土再結合過程中充分發(fā)揮其抗拉的作用，我們必須嚴謹?shù)陌盐兆∨浣顦嫾匿摻铄^固長度，使其滿足構件抵抗各種應力的需求，根據(jù)錨固長度的計算原理，按照規(guī)范的各種基本要求進行錨固長度的分析驗算，GB50010—2002規(guī)范規(guī)定受拉鋼筋的錨固長度應按下列公式計算：普通鋼筋La=a(fy/ft)d；預應力鋼筋La=a(fpy/ft)d。其中鋼筋錨固長度系數(shù)如下表所示：

國家發(fā)布的混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖（簡稱平法）中，對于鋼筋的錨固長度給出了具體的數(shù)據(jù)表格，依據(jù)不同的鋼筋等級，混凝土等級，及抗震等級等相關條件進項查詢，但是也依據(jù)一些特殊情況需進行修正，例如當鋼筋在混凝土施工過程中易受擾動（如滑模施工）時，其錨固長度應將表中數(shù)值乘以修正系數(shù)1.1；HRB335、HRB400和RRB400級的環(huán)氧樹脂涂層鋼筋（用于三類環(huán)境的鋼筋混凝土構件中），其錨固長度應將表值乘以修正系數(shù)1.25。

表二：錨固各類別長度系數(shù)a

錨固長度的多少也直接影響建筑物的抗震等級，一般居民樓建筑抗震要求相對來說沒有具備商業(yè)中心的高樓大廈高，但這也并不意味著居民樓的抗震等級低。我們國家有明確的規(guī)定，上世紀九十年代的居民樓一般為六層左右，而他的抗震等級需要達到國家標準的七級。而近年來的高層建筑的抗震等級需要達到國家標準的八級甚至九級左右。這么高的抗震等級也從側面體現(xiàn)了我們國家人性化主義的戰(zhàn)略實施，充分體現(xiàn)了國家在維護人民生命財產安全的保障體系。

3、探究與延展

怎樣讓配筋構件的鋼筋錨固方式和錨固長度發(fā)揮到極致，充分體現(xiàn)錨固作用是目前我國甚至國際上一項重大的任務。眾所周知，現(xiàn)代國際上只有在陸地上比較成功的建筑，可以說，在陸地上的建筑其配筋構件鋼筋的錨固方式和方法已經發(fā)揮到極致，近幾年內很難再有一些標志性的突破。

鋼筋這種具有優(yōu)良受力性能的材料不僅應用于建筑業(yè)中，在交通運輸中橋梁、隧道等的構建中也是必需的。例如，海上的交通運輸，如果距離比較近的話，像我們南部一些沿海城市，建立切實可行的橋梁是一項非常經濟的運輸方式。模式單一的輪船運輸，已經不能滿足我們的需求，而且受季風影響比較嚴重，出海的時間大幅度受到限制，這就導致貨物囤積，跟不上供求情況，阻礙我們的生產和發(fā)展。在這種情況下，我們想到了更便利的運輸方式，就是建立連通的橋梁，讓兩地之間有多種運輸方式，以促進經濟的發(fā)展。我們都知道，汪洋大海中氣候環(huán)境惡劣，僅僅使用普通的陸地中的錨固方法是不行的，深海中光線暗淡，海水密度大，鹽分含量多，對鋼筋的腐蝕程度也比較大，因此在鋼筋的錨固過程中當然難度也加大了不少。不過，隨著科技不斷發(fā)展進步，人類創(chuàng)造文明的知識體系也不斷更新著。在、海上建立大橋雖有難度，但是我們會克服這些困難，努力尋找合適的方法，建成受力合理的交通紐帶，例如，瓊州海峽跨海大橋、港珠澳大橋、金門大橋等都是我國南方交通的重要樞紐。據(jù)相關新聞報道，目前我國正在建一座連接臺灣的跨海大橋，旨在促進兩岸的交流與經濟的發(fā)展。而上述種種實例，正是我們在研究配筋構件的鋼筋錨固方式與錨固方法時需要考慮的發(fā)展方向。

4、總結

從最初用磚石簡單結合而成的建筑，到后來的配筋構件的使用，以及根據(jù)規(guī)范計算出最佳配筋率和并選擇合理的錨固方式及錨固長度的研究，讓鋼筋與混凝土完美結合，建造出各種高樓大廈與交通建筑，這也是人類智慧的象征。目前，建筑業(yè)發(fā)展越來越迅速完善，鋼筋在建筑業(yè)中的運用也越來越廣泛。因此，在我們的高校教學中，應加強對土木工程和建筑類工程學生的培養(yǎng)，讓學生們充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力與想象力，在鋼筋的錨固方式和錨固長度方面研究出一套更合適先進的方案，為國家的建設做出貢獻。我們在配筋構件的鋼筋錨固方式和錨固長度的教學研究方面也要不斷創(chuàng)新發(fā)展，使學生更能適應現(xiàn)代化建設的快速發(fā)展。

[1]白生翔．混凝土結構構件基于FORM的極限狀態(tài)設計表達式．中國建筑工業(yè)出版社．2015

[2]謝灝斌．淺談高層建筑中鋼筋結構的設計方法．《工業(yè)》．2016

[3]周瑩山．輕骨料混凝土受彎構件斜截面承載力及高強鋼筋粘結錨固性能研究．北京交通大學．2015

[4]謝劍，韓超，宋曉程，高強鋼筋與高強混凝土粘結錨固性能試驗研究．《建筑科學》． 2015

[5]胡瀟．圓形鋼套管加固鋼筋混凝土短柱受壓性能分析及承載力研究．《西南交通大學》．2015

[6]況建剛，朱道清，陳文明，梁與墻垂直相交時梁縱筋的錨固設計研究．《四川建筑科學研究》．2016

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1007-6344（2017）05-0341-01

葉永紅（1990－08），女，河南信陽人。單位：重慶應用技術職業(yè)學院。學歷：本科。職稱：助教。研究方向：結構工程及工程造價方向

重慶應用技術職業(yè)學院2016年院級教改課題《項目驅動教學法在平法識圖與鋼筋算量課程教學中的研究與實踐》（編號：JG201607）