混凝土结构钢筋构造对比分析.pdf

第 2 9卷 第 l 期 2 O 1 2年 3 月 建筑科 学与 工程 学报 J o u r n a l o f Ar c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g Vo 1 ． 29 M a r ． NO ．1 2 Ol 2 文章编号 i 6 7 3 2 0 4 ， 2 0 i 2 0 卜0 0 7 0 1 7 0 混凝 土结构钢筋构 造对 比分 析 张 园 园 ， 贡 金 鑫 人 连 l L t - 大 学建 设 工 程 学 郜 ， 辽 宁 大 连 1 ] 6 0 2 4 摘 要 对 比研 究 了中 国规 范 GB 5 0 0 1 0 -2 0 0 2 、 美 国规 范 AC I 3 1 8 0 8和 欧洲规 范 EN l 9 9 1 1 - 1 2 0 0 4 中钢 筋锚 固长度 和搭 接 长度 、 受 弯构件 中钢 筋 的截 断及框 架梁柱 节点 的钢 筋细部 构 造 ， 分析 了钢 筋 强度 、 钢 筋直径 、 钢 筋 间距 、 混 凝 土强度 和保 护层 厚 度 等 因素 对钢 筋锚 固和搭 接 长度 的 影 响 。结 果 表 明 对 于钢 筋锚 固长度 ， E N 1 9 9 2 1 1 2 0 1 计 算值 最 小， AC I 3 1 8 0 5简化 方 法 的计 算值 最 大 ， 中 国规 范的居 中； 对 于钢 筋搭 接 长度 ， 在材 料 因素 相 同 、 钢 筋搭 接接 头 面积 百分 率较 小的 情 况 下 ， GB 5 0 0 1 0 2 0 0 2和 AC I 3 1 8 0 8的计 算结 果较 E N 1 9 9 卜l 一 1 2 0 0 4的要 大 ； 对 于钢 筋 的 截 断 ， E N 1 9 9 1 1 1 2 0 0 4考 虑 了斜 裂 缝 引起 的 钢 筋拉 应 力 的 增 大 ， 钢 筋 截 断 的 延 伸 长度 较 GB 5 0 0 1 0 ⋯ 2 0 0 2和 人 、 I 3 1 8 0 8的 要 大 。 关键 词 钢筋 混凝 土 ； 钢 筋 ； 锚 固长度 ； 延 伸 长度 ； 构 造 中图 分类 号 TU3 7 5 ． 1 文献标 志码 A Co m pa r a t i v e Ana l y s i s o f Re b a r De t a i l i n g f o r RC S t r u c t u r e s ZHAN Yu a n y u a n．G NG J i n x i n Fm’ u hy of I nf r a s t r uc t ur e Eng i n e e r i n g，I a l i a n Un i x e r s i l y of Te c hn o l o gy，Da l i a n 1 1 60 2 4，I i a o ni ng ，Chi na Ab s t r a c t An c ho r a g e l e ng t h a nd s pl i c i ng l e n gt h o f r e b ar ，C Ut o f f o f t e ns i l e r e i nf or c e me nt a nd t he d e t a i l i n g o f b e a m t o c o l u mn j o i n t s o f f r a me s b a s e d o n GB 5 0 0 1 0 2 O 0 2 ，ACI 3 1 8 0 8 a n d EN 1 9 9 2 1 1 20 t we r e c o m p a r a t i ve l y s t ud i e d ． M e a n w h i l e， t he e f f e c t s o f t he r e ba r s t r e ngt h ，r c b a r d i a me t e r -s p a c i n g OI r e b a r s，c o nc r e t e s t r e ng l h a n d t hi c kne s s of c on c r e t e c o ve r on a nc ho r a ge a n[ j s pl i c i ng l e n gt h c a l c ul at e d a c c or di ng t O t h e a f o r e m e nt i on e d s t a nd a r d we r e a na 1 y z e d ．Re S L l hs s ho w t ha t t he a n c h or a g e l e ng t h o f r e b a r c a l c u l a t e d a c c o r d i ng t o EN l 9 9 2 1 一 l2 0 0 , 1 i s s m a 1 I e r t h an hi ne s e c od e a nd ACI c o de，a n d ACI c o d e i s t h e g r e a t e s t ．W i t h r e g a r d t O t he s p l i c i n g l e ng t h． I a s e d On t h e s a n l e ma t e r i a 】f a c t o r s a nd l OW o v e r l a p r a t i o，c a l c ul a t i o ns of Ch i ne s e c d e a n d ACI c de a r e g r e a t e r t ha n Eur o pe a n c od e ．For C Ut of f of t e ns i l e r e ba r ，t he de ve l op m e n t l e n gt h of r e ba r ha s e d o n Eu r p e a n c o de i s g r e a t e r t h an Chi ne s e c od e a nd ACI c o d e a s a r e s uh o f c on i de r i n g t hc i nc r e a s e of t e ns i l e s t r e s s e s due t o di a go na l c r a c ks i n t o a c c o un t ． Ke y wor dsr e i nf o r c e d c o nc r e l e；r e b a r ；a nc h or a ge l e ng t h；de v e l o p m e n t l e ngt hd e t a i l i ng 引 口 钢筋 的锚 同 、 搭接 、 弯 起 梁 和俄 断混凝 土结 构 中钢筋的主嘤构造要求 是保证结构受力整体效果， 实现 内力 传递 ， 保 持 正 常 的工 作 。山 于 问题 的 复杂 性 ， 各 国规范 在混 凝土 受力 、 计算 方 法 和考虑 的影 响 因素不同， 对钢筋构造所做出的规定也不同， 按／ f 同 的规范 进行 处理 得 到 的结果 差别 很 大 。为 了解这 些 收 稿 日期 2 l l l l l 0 基金项 目 “ h i ” 困家科技 支撑汁划项 2 0 0 6 B A J 0 l B 0 6 0 6 作 者简介 张旧 1 c 8 7 ． 女， 山东济南人 ，1 ‘ 学硕 十 研究生 ， E ma i l s o f i a l 9 8 7 0 1 0 8 l 6 3 ． C O F II 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 张 园园 ， 等 混凝 土结 构钢 筋构 造对 比分 析 7 1 差 别 ， 本 文 中笔者 选 取 中国 混 凝 土 结 构设 计 规 范 GB 5 0 0 1 0 2 O 0 2 E 1 ] 、 美 国 混 凝 土 规 范 AC I 3 1 8 0 8 [ 、欧 洲规 范 E N 1 9 9 2 1 1 2 0 0 4 l_3 ] ， 对 钢 筋 锚 固、 搭接 、 截 断及 梁柱 节 点 的钢 筋 细 部 构 造规 定 进 行 了 对 比分 析 。 1 锚 固长度 延伸 长度 1 ． 1 锚 固长度 延伸 长 度 的定义 钢 筋 的锚 固长度 是保 证混 凝土 与钢 筋之 间有 足 够 的粘 结锚 固力 ， 保证 钢筋 强度 能够 被 充分利 用 ， 是 混凝 土 结构 受力 的基 础 。钢筋 与混 凝士 之 问的粘 结 锚 固作 用 由 3个 部 分组 成 ① 混凝 土 中水 泥 胶 体 与 钢筋 表 面 的化学 吸 附作用 ， 也称 胶结 ； ②混 凝土 因 收缩 将 钢筋 握 紧 而 产 生 的钢 筋 与 混 凝 土 间 的摩 擦 力 ； ③钢 筋表 面 凹凸不 平 ， 钢筋 与混 凝土 相互 咬合 而 产生 的挤 压力 ， 也 称 机 械 咬合 力 。机 诫 咬合 力 是 粘 结锚 固作 用 的主要 部 分 。粘结锚 固作用 主要 与混 凝 土强 度及 种类 、 混 凝 土 的组 成 、 混 凝 土 的 浇 注 方 向 、 保护 层厚 度及 钢 筋 间距 、 横 向钢 筋 的影 响 、 垂 直压 应 力和钢筋外形等因素有关。为了保证钢筋强度在混 凝土 中的充分 利 用 ， 必 须保 证 钢筋 在 馄凝 土 中的 可 靠锚 固， 即钢 筋应 有 足 够 的锚 固 长度 。图 1 ， 2中分 别给 出 了构件 中钢 筋 的粘结 锚 固状 态和粘 结 应力 分 布_ 4 ] ， 其 中， Ff ， F 分 别 为 左 端 和 右 端 施 加 的拉 力 ， N 为 钢筋 内力 ， z 为 钢筋有 效 埋置 长度 ， -z为锚 固深 度坐标 。 a 锚 固 粘 结应 力 0 图 1 钢筋粘结锚 固 Bo n d a n Anc h o r a g e o f Re b a r 一 三 吕一 ， 1 b 裂 缝 问 的局 部粘 结 应 力 图 2 粘 结应 力 分 布 Fi g ． 2 Di s t r i b ut i o ns o f Bo nd St r ’e s s e s 各 国规 范 中对钢 筋锚 固长 度和 延伸 长度 的定 义 不 同 。中 国规 范 GB 5 0 0 1 0 --2 0 0 2将 纵 筋 埋 人 支 座 的长 度称 为锚 固长度 ， 用 z 表 示 。 当纵 筋 在跨 问受 力不 需要 处截 断 时 ， 必 须要 延 伸 到一 定 的长 度 才 能 保 证 钢筋 在其 强度 被充分 利用 的截 面 上建立 起所 需 要 的拉 力 ， 最低 限度 的长 度称 为延 伸长 度 z ， 其定 义 如 图 3 a 所示 。 美 国规范将 延 伸 长度 Z 定 义 为 由拔 出 或 劈 裂 控制 的钢 筋 完 全 达 到 抗 拉 强度 所 必 须 埋 入 的 长 度 [ 图 3 b ] ， 与中国规范的概念有所不同。 0’ ’ l I I l l l I l I I J l l f a GB 5 0 01 O 一2 O O 2 中 拘锚 固 长度 及 延伸 长 度 b A C I 3 1 8 - 0 8 牛的钢 筋 延 伸长 度 图 3 钢筋锚 固长度及延伸长 度的定义 Fi g ． 3 De f i ni t i o n s of An c ho r a g e Le ng t h a nd De ’v e l o pm e nt L ng t h o f Re ba r 欧 洲规 范采 用 的基本 锚 固长度 z 与 中国规 范 的锚 固长度 和美 国规 范 的 延伸 长度 在概念 上 均有所 不 同 。中 国规范 的锚 固长 变和 美 国规范 的延 伸长度 是 以钢 筋屈 服为 前 提条 件 确 定 的 ， 锚 固起 算 点 的钢 筋 应力 为 屈 服 强 度 ； 而 欧 洲 规 范 的 基 本 锚 固 长 度 ￡ 是 以钢筋 应力 为 基 础 的 ， 锚 固起 算 点 的 钢筋 应力 为设 计值 ， 可小 或 等 于钢 筋 屈服 强 度设 计值 ] ， 如 图 4所 示 ， 其 中 ， 为 不 同受 力情 况 下 的 钢 筋 应 力 厂 为 钢 筋 设 计 屈 服 强 度 ， z m d 。 ， z r u d 分 别 为 与 。 ， ， f y 相 对 应 的基 本 锚 固 长度 设计 值 。 圈 4 EN 1 9 9 2 1 1 2 0 0 4中 的 钢 筋 基 本 锚 固长 度 Fi g ．4 B ts i c Anc ho r a g e Le ng t h o f Re b a r i n EN 1 9 92 1 - 1 2 00 4 1 ． 2锚 固长 度 延伸 长度 的计 算 当钢 筋 应力 达 到规 定 的极 限状 态 时 ， 有 一 个 最 短 长度 ， 即钢筋 锚 固于 混凝 土需 要 的长 度 。在 此基 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 2 建 筑科 学与 工程 学报 2 0 1 2年 础 上 ， 考 虑安 全 储 备 ， 各 国 规 范 均 给 出 了锚 固长 度 延 伸长度 的设计 计 算 公 式 ， 从 而 保 证 结 构 不发 生 铺 固破坏 。确 定钢 筋锚 固 长度 的基本 原则 是沿 锚 固 长度 的极 限粘 结 力不小 于钢 筋可 承受 的最 大力 ， 即 z _ 1一 1 “ 式 巾 l 为钢 筋锚 同长 度 ； d 为钢筋 直径 ； 厂 为 钢筋 屈服 强度 ； ／ 为铺 固粘结 强度 。 试验 结 果 表 明 ， 钢 筋 与混 凝 土 的粘 结 强 度 与混 凝土 的抗 拉强 度成 正 比 ， 因此式 1 可用混 凝 土抗拉 强度 表示 为 一 是 2 式巾 ． ／ 为混凝土抗拉强度， 美国规范中表示 为 ／ - ， 的函数 ， 为混凝土抗压强度规定值 ； 是为常数 。 各 闻规 范锚 固长 度 的计算 公式 基本 上都 采用 式 1 的形 式 ． 只是 在此 基础 上增 加 了考虑 影 响粘结 强 度 的系 数 。但 如前 所 述 ， 由于 影 响锚 固长 度 的 因素 较 多 如 混凝 土 强度 及 种 类 、 混 凝 土 的组 成 、 混 凝 土 的浇 注方 向 、 保 护层厚 度 及钢筋 间距 、 横 向钢 筋 的约 束 、 垂 直压 力 和钢 筋 外 形 等 ， 且各 国规 范 规 定 和 试验 方式 同 ， 锚 固长度设 计公 式 差别较 大 。 1 中 规 范 根据 埘 中 国产钢 筋大 量试 验研 究结 果 的统计 分 析 ， 并经 过可靠 度运算 ， 中国规范 G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2采 用下 面纵 向受拉 钢筋 基本 锚 固 长度 的计 算公 式 ， 、 一a 等 d 0 式 中 a为钢 筋 的 外形 系数 ， 光 面 钢 筋取 0 ． 1 6 ， 带 肋 钢筋 取 0 ． 1 ￡ l ， 刻痕 钢丝 取 0 ． 1 9 ， 螺 旋肋 钢丝 取0 ． 1 3 ， 绳状 钢 绞线 3股 和 7股 分 别 取 0 ． 1 6和 0 ． 1 7 ／ ’ 为钢筋 服 强 度 设计 值 ； d为钢 筋公称 直 径 。 中 国传 统 的 HP B 2 3 5光 圆 钢 筋 末 端 加 弯 钩 是 机 械 锚 的 一 种 形 式 。通 过 对 HP B2 3 5， HRB4 钢筋 进 行 系统 试验 得 出 ， 机 械 锚 固 叮采 用 图 5中 的 3种形 式 。需 要注 意 的是 ， 弯 钩 为 1 3 5 。 ， 弯 弧 内径 一 律取 4 d； 贴焊 锚筋 长 5 d； 焊 锚 板 采用 穿 孔 塞 焊 以保 证 受 力性能 。机械锚 同虽然 能满 足锚 固承 载 力的要 求 ， 但 机械 锚 固接 头 充 分 受 力 时 往 往 引起 很 大 的 滑移 和裂缝 。凶此 ， 还 需 要 一 定 的锚 固 长 度 以控 制 变形 和 裂缝 。GB 5 0 0 l O 2 ] 2中规 定 ， 采 取 机 械锚 措 施 后其 锚 【 占 1 长 度 包 括 接 头 在 内 的水 平 投 影 长度 r J 『 取 计 算 的锚 固长度 的 0 ． 7 倍 ， 即 f 一0 ． 7 Z 4 另 外 ， I 3 5 0 0 l 0 2 0 0 2中还 规 定 ， 保 护 层 厚 度 5d a 弯 钩 b 焊 锚板 c 焊 锚 筋 图 5 GB 5 0 0 1 0 -- 2 0 0 2中 钢 筋 机 械 锚 固 的 形 式 及 构 造 要 求 Fi g ． 5 Fo r ms o f Re b a r M e c ha ni c a l l y Anc h o r e d a nd De t ai l i ng Re q ui r e m e nt s i n GB 50 01 0-- 2 00 2 小 于钢 筋直 的 5倍 时 ， 在 机 械锚 固长 度 范 围 内必 须 配有 箍筋 ， 其 直径不 小 于锚 固钢 筋 直径 的 1 4 ， 问 距不 大 于锚 固钢 筋直 径 的 5倍 ， 且 数量不 小 于 3个 。 2 美 国规 范 在 AC I 一 7 1规 范 之 前 ， 美 国 规 范 一 直 按 弯 曲 粘 结 考虑 钢 筋 的 锚 固 。AC I 7 1规 范 首 次 采 用 了延 伸 长 度 的概念 ， 取 代 了早 期 版 本 中包 含 的 弯 曲粘 结 和 锚 固粘 结 的双 重 要 求 。美 国 规 范 AC I 3 l 8 一 O 8采 用 基 本方 法 和简化 方 法这 2种方 法计 算 变形 钢筋 和变 形 钢 丝 的延 伸 长度 ， 具体 表达 式为 ， ， 一 昂 且 t 竺 r i 1 ／ ， 7 K ／ d．、 ⋯ V J c 式 中 为规 定 的钢筋 抗拉 强度 ； r 为 钢筋 或 钢 丝 中 心到 最近 混凝 土表 面 的距 离 或钢 筋或 钢丝 中心 间距 的一半 ， 取 二者 中的较 小 值 ； 为 钢筋 定 位 系数 ， 当 横 向钢筋使 得 延伸 长度 下新 浇注 的混 凝土 厚度 大 于 3 0 0 mm 时取 1 ． 3 ， 其他 钢 筋取 1 ． 0 ； 为涂 层 系数 ， 对 于保 护层 厚 度小 于 3倍 钢 筋 直径 ．． 或 净 距 小 于 6 d 的环 氧涂 层钢 筋或 钢丝 取 1 ． 5 ， 所 有其 他环 氧 涂 层 钢 筋或 钢丝 取 1 ． 2 ， 无 涂层 钢 筋 取 1 ． 0 ； 劬 的 值 不大 于 1 ． 7 ； 9 为 钢 筋 品 种 系数 ； K 为 横 向钢 筋 指 数 ， K 一A 厂 1 5 0 0 s n ， 简化设 计 时可 取 为 0 ， ／ 为规 定 的横 向钢 筋屈 服 强 度 ， 为 l 范 围 内 横 向 钢 筋 的最 大 中心 问距 ， A 为 间距 S 内 与穿 过锚 固钢 筋 潜在 劈裂 面相 交 的横 向钢 筋 的 总截 面 面积 川 为 滑 劈裂 面锚 固的钢 筋 或 钢 丝根 数 ； 为 混 凝 土 品种 系 数 ， 轻 骨料 混 凝 土 取 1 ． 3 ， 规 定 劈 拉 强 度 ． ／ 时 町取 一 6 ． 7 ／ ， ’ ／ 、 ， 但不小于 1 ． 0 ， 普通混凝土取 1 ． 0 。 为避 免钢 筋拔 出破 坏 ， 公式 中 c ’ K ／ d n 小 大 于 2 ． 5 l不 小 于 3 0 0 i i l m。 另外 ， 由于 缺 乏 混 凝 土 抗压 强 度 超 过 7 0 MP a粘 结 强 度 的试 验 资料 ， 所 以 ， 取 值不 超 过 7 0 MP a 。 基本 方 法 中 ， 系 数 走 一 3 ／ 4 0 ； 钢 筋 品 种 系 数 对 于 6号 及 小 于 6号 的 钢 筋 和变 形 钢 丝 取 0 ． 8 。 对 于 7号 及大 于 7号 的钢筋 和 变形 钢 丝 取 1 ． 0 。简 化 方 法 中 ， 所有 情 况下 钢 筋 品 种 系数 均 取 1 ． 0 ； 当 锚 固钢 筋 的净距 不小 于钢 筋 直 径 混 凝 土 保 护 层 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1期 张 园园 ， 等 混凝 土 结构钢 筋构 造对 比分 析 厚 度不 小于 d 及 z 上 的箍 筋 或架 立 筋 不 小 于规 定 的最小值 ， 或锚固钢筋 的净距不小于 2 、 混凝土保 护层 厚度 不小 于 d 时 ， 对 于 6号或小 于 6号 的钢 筋 及 变形 钢丝 ， k 一1 ／ 2 5 ， 对 于 7号及 大 于 7号 的钢 筋 及 变形 钢丝 ， k 一1 ／ 2 0 ； 若不 满足 上述 条件 ， 对 于 6号 或小 于 6号 的钢 筋及 变 形 钢 丝 ， k 一3 ／ 5 0 ， 对 于 7号 及 大于 7号 的钢 筋及 变形 钢丝 ， k 一3 , ／ 4 0 。 AC I 3 1 8 0 8延 伸 长 度 计 算 公 式 是 以 Or a n g u n 等l 6 的研究 成果 为基 础 的 。他们 对美 国 和欧洲 多 个 锚 固长度 和 延伸 长度 试 验 数 据 进 行 了研 究 ， 计 算 公 式是 通过 对 这些数 据 的 回归分 析得 到 的 。对 于 间距 较大的钢筋 ， 他们建议采用折减 系数来减小必要的 延伸长度 ， 该折减系数建议值为 0 ． 8 ， AC I 3 1 8 一 o 8计 算 公 式 中采用 的折 减 系数 为 0 ． 9 。 如果 直钢 筋按 粘结 锚 固要求 需要 的延伸 长度 太 大， 构件空问不能满足 时则 可采用 带弯钩 的钢筋 。 弯钩 钢筋 通过 粘结 和弯 钩 共 同达 到 锚 固要 求 ， 符 合 规范标准尺寸的弯钩简称为标准弯钩 图 6 。与中 国规 范不 同 的是 ， 美 国规范 AC I 3 1 8 一 O 8不将 带 弯 钩 的钢 筋 称 为 机 械 锚 固 ， 规 范 中 给 出 了 9 O 。 和 1 8 0 。 标 准 弯 钩尺 寸 和延伸 长度 z 计 算公 式 ，一 0 ． O 2 b ／ ’y r dh 一 ＼ u ／ √f c 式 中 环氧 树 脂 涂 层 钢 筋 系数 取 l【 ． 2 ， 轻 骨 料 混 凝 土 系数 取 0 ． 7 5 ， 其他 情 况下 和 均取 1 ． 0 。 I I 临 界截 面 I 4db 5db 1 6d dh 3 ～8 号 钢 筋 9 ～1 1 号钢 筋 1 4 ， 1 8y - 钢 筋 图 6 标 准 弯 钩 尺 寸 Fi g ． 6 Di me n s i o ns o f St a n da r d l to o k 美 国规 范 AC I 3 1 8 0 8中还 规 定 了表 1所 示 情 况下 带弯 钩钢 筋延 伸长 度 的折减 系数 。 梁 柱 节 点 处 ， 柱 的 竖 向钢 筋 和 梁 弯钩 钢 筋 会 十 分 拥 挤 ， 美 国规 范 允许 采 用 机 械锚 固或 大头 变 形 钢 73 表 1 延伸 长 度 折 减 系数 Ta b ．1 Re d uc t i o n Fa c t o r s o f De v e l o pme nt Le n gt h 工况 折减系数 l 1 号及小于 1 1号的钢筋 ， 侧保护层 厚度不小 于 6 3 ． 5 mm， 且 9 O 。 弯钩延 伸方 向保 护层 厚度不 小 0 ． 7 于 5 0 mm 1 1号及小于 1 1号的 9 O 。 弯 钩钢 筋， 垂直 于延 伸 方 向受 间距不大于 3 d b 箍筋约束 ， 或平行于延伸 0 ． 8 方 向、 沿弯钩方向间距不大于 3 箍筋约束 号及小于 1 1号 的 1 8 0 。 弯钩钢 ， 垂直 于延伸 0 ． 8 方 向受间距不大于 3 d b 箍筋约束 要求的 A 与实际 配筋超过计算要求的值 配置的 A。的比值 注 A 直 径 最 大 的 单 根锚 固钢 筋 的截 面 面积 。 筋 。机 械锚 固需 通过 试验 验证 其可靠 性 。采用 大 头 变 形钢 筋受 拉则应 满 足 以下 条件 ① ．厂 ≤ 4 2 0 MP a ； ② 钢筋 直径 小 于 3 6 ram 1 1 号 钢筋 ； ③ 混凝 土 为普 通 混凝 土 ； ④ 头部 受 力 面 积 A 不 小 于 4倍 钢 筋 面 积 A ； ⑤ 钢 筋 净 保 护层 厚 度 不小 于 2 d ； ⑥ 钢 筋 净 距 不 小 于 4 d ； ⑦ 用 于 计 算 z 的 不 超 过 4 o M Pa ] 。受 拉 大头 变 形 钢 筋 延 伸 长 度 z 计 算 公 式 如 下 ， 一 dL d t a b 7 一 _ 一 f 、 ／ 受弯 构件 中实 际 配置 钢筋大 于分 析所 得钢筋 面 积 时 ， 大 头变 形钢筋 延 伸长 度可 乘 以折 减 系数 要 求 配 置 A 与实 际配 置 A 的 比值 。最 小 延 伸 长度 为 1 5 0 mm 或 8 d 。若 采 用 普通 混 凝 土 一 1 ． 0 和 不 加涂 层钢 筋 一 1 ． 0 ， 对 于 不 同抗 压 强 度 的 混 凝 土 ， 大头 变形 钢筋 的延 伸长度 可根 据表 2确 定 。 表 2 大 头变 形 钢 筋 的 延伸 长 度 Ta b． 2 De v e l o pm e nt Le ng t h o f He a d e d De f o r me d Rc b a r s 钢筋直径／ 不同 MP a 下的延伸 长度／ ram 钢筋型号 2 O ． 7 2 7 ． 6 3 4． 5 ≥ 41 ． 4 3 9 ． 5 1 7 0 l 5 O 1 2 5 1 l 5 4 1 2． 7 2 2 0 1 9 0 1 7 0 1 5 O 5 1 5 ． 9 2 8 O 2 4 0 2l O 1 9 O 6 1 9 ． 1 3 3 O 2 9 0 2 5 0 2 3 0 7 2 2 ． 2 3 9 O 3 4 0 2 9 O 2 6 5 8 2 5 ． 4 4 4 O 3 9 O 3 3 5 3 0 5 9 2 8 ． 7 5 0 0 4 3 5 3 7 5 3 4 5 l O 3 2 ． 3 5 7 0 4 7 5 4 2 O 3 8 5 1 1 3 5 ． 8 6 3 0 5 4 5 4 7 0 4 3 0 若 梁 中的大 头 变 形 钢 筋端 部 位 于 柱 中 ， 则 钢 筋 需沿柱延伸至约束 中心 的远端 同时应保证保 护层 厚 度并 避免 与柱 竖 向钢 筋 交错 来 承 受 可 能产 生 的 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 建 筑科 学与 工程 学报 2 0 l 2年 压 力并 改善节 点性 能 ， 即使 锚 固长度 超过 了 z 美 国规范 AC I 3 1 8 - 0 8中 ， 机械 锚 固是指 对 钢筋 采用 机械 装置 进行 的锚 固 ， 这 与 中 国规 范 包 括 采 用 l 3 5 。 弯 钩 的定 义有所 不 同 。机 械 锚 固装 置 可用 焊 接 板 或 加工 的部 件 构 成 ， 其 适 用 性 必 须 经 试 验 确 定 。 采用 机械 锚 固装 置 时 ， 钢筋 的锚 固为 到 临 界 截 面 长 度范 围 内粘结 和 机械锚 固的组合 作 用 。 3 欧洲规 范 在 欧洲规 范 E N 1 9 9 2 1 1 2 0 0 4中 ， 首先 根据 钢 筋应 力 、 混 凝 土浇 筑状 态 、 钢 筋 直 径等 按 式 8 计 算基 本锚 同长度 ， 然 后 再 考 虑其 他 因素 计 算 钢 筋 的 设计 锚 崮长 度 。基本 锚 周长度 定 义 为 ， 一 旦 1 “ 4 J I ，Q 、 L／ l J I 一 2 ． 2 5 叩 1 叩 2 ／ J 式 中 为钢 筋 直 径 ； ， _l 】f 为 钢 筋 的极 限 粘 结 应 力 设 计 值 ； 为混 凝 土抗 拉 强 度 设 计 值 ， 由于 高 强 混 凝 土脆 性 大 ， 只限 于 混凝 土强 度 等 级 6 0以下 的抗 拉 强 度设 汁值 m为 与粘 结 状 态 和浇 注 混 凝 土 时钢 筋 位 置有 关 的系数 ， “ 好” 的状 态取 1 ． 0 ， 所 有 其 他情 况 和用滑 模 制作 的 构件 取 0 ． 7 ； 叩 。为 与钢 筋 直 径 有 关 的系数 。 1 ． 0 ≤ 3 2 mm 1 3 2 m m l l U L 。 结 构构 件 采用 的设计 锚 固长 度 按 下 式计算 【 { 一 l a 2 a a d 5 Z [ J ≥ ≥Z l， m m 9 式 r } 1 为采用 适 当保 护 层 时 考 虑钢 筋 品 种 的影 响 系数 ； 为保 护 层 厚 度 影 响 系数 ； a 为 横 向钢 筋 约 束影 响系 数 m 为 沿设计 锚 固长 度 焊 接 1根 或 多 根横 向钢 筋 的影 响 系数 ； 为 沿 设计 锚 固长 度 传 递 剑劈裂 面 压 力的影 响 系数 ， a ， a ， 。 ， j的取值 见 表 3 ， 其 中 ， 。 ≥0 ． 7 ； f 1 l 『⋯为 当无 其 他 限制 时 的 最小 锚 长度 ， ⋯ ma x { 0 ． 3 l [ 1 ． _ 1 ． 1 0 ， 1 0 0 mm} 。 欧洲 规范 E N l 9 9 2 l 1 2 0 0 4也 允 许 采 用 简 化 的方 法 。图 7中给 出了不 同钢筋 弯 钩时 的等 效锚 固 K度 ／ l 1 ． 对 于 图 7 b ～ d 中 的 钢 筋 形 式 取 ， l _． _ l ； 对 于 图 7 e 中 的 钢 筋 形 式 取 a b ， 图 8 为梁 和板 的 值 ， 其 中 ， c 、 为 侧保 护 层 厚度 ； a为 受 拉钢筋重心至底面距离， 陶 9为梁和板的 K值。 对 于带 弯 钩 的 钢筋 ， 确定 钢 筋 最 小 弯 曲直 径 时 要考 虑避 免钢 筋 产生 弯 曲裂缝 及避 免弯 钩 内混凝 土 的破 坏 。欧洲 规 范 EN 1 9 9 2 一 l 一 1 2 0 0 4附 录 中规 定 了 ‰． ． ． 的取 值 ， 其建 议值 如表 4所 示 。 表 3 中 的a 足 欧 洲 规 范 中考 虑 横 向 焊 接 钢 筋 表 3 口 l 。 口 2 ， 口 3 ， 口 4， 口5的 取 值 Ta b． 3 Val u e s o f口l， a2， 口3。 a4 a nd 口5 影响 因素 锚 固类型 系数取值 直锚 a 1 1 ． 钢筋弯 钩形式 除直锚外 的其他锚 固形式 若 f d 3 p ， o 1 0 ． 7 ； 否则 ， [ 图 7 b ， c ， d ] d 1 1 ． 0 混凝土 直锚 o ． 7 一1 0 ． 1 5 ≤1 ． o 保护层 除直锚外 的其他锚 固形式 o ． 7 一1 n1 5 二 ≤1 ．0 厚度 [ 图 7 b ， c ， d ] 受未焊在 主 0 ． 7 ≤口 1 一KA ≤ 1 ． 0 ， 筋 的横 向 所 有类 型 、 ∑n 一一 ∑A ⋯ 钢筋约束 A 受焊接横向 所有类型 ， 位置和 口1 0．7 钢筋约束 尺寸 见图 7 e 受横 向 所 有 类 型 0 ． 7 ≤ 口 1 0 ． 0 4 ≤ 1 ． 0 压 力 约 束 注 ∑A 为沿设 计锚固 长度f h 横向钢 筋的 截面 面积； ∑A 为最 小横 向钢筋的截 面面积 ， 对 于梁取 0 ． 2 5 A ； K 为横向钢 筋影 响系数 ； P为承载能力极限状态下沿 f b d的横 向压力 “ 】 为钢筋 的保 护层厚度 。 a 1 基本 锚 固 长度 一 塑 9 0 。 ≤ 4 2 O MP a时 一0 ． 0 0 0 9 5 ／ 一 2 4 dl l - 但 不 小 于 3 0 0 mm。 ／ 2 0 ． 7 MP a H ,， 搭 接 长 度 增加 l 3 。若 搭 接 钢筋 直 径 不 同 ， 为直 径较 小钢 筋 的受 拉 搭 接 长 度 和 较 大 直 径 钢 筋延 伸长 度 z 中 的较 大值 。 表 6 ACI 3 1 8 0 8搭 接 接 头 分 类 和 搭 接 长 度 Ta b ．6 Cl a s s i f i c a t i on s a nd Le n gt h of Ov e r l ap J oi nt s i n ACl 3l 8 0 8 实际配置 A 与 r 一5 0 r 一1 0 0 要求 A 的 比值 ≥ 2 A 类 接 头 ， ， 一 1 ． o l { H类 接 头 ， ， 1 ． 3 ， d ma x { 0 ． 3 2 6 Z b ， r q d ， 1 5 9， 2 0 0 mm} 。 表 7 E N 1 9 9 2 - 1 - 1 2 0 0 4中 口 6的取值 Ta b ．7 Va l u e s o f口6 i n EN 1 9 9 2- 1 - 1 20 04 搭接钢筋 占钢筋总截面 5 0 面积的百分率／ 1 ． O O 1 ． 1 5 1 ． 4 0 1 ． 5 O 2根 搭接 钢筋 横 向净距 不超 过 4 d或 5 0 mlT l ， 否 则搭 接 长度增 加 超 过 4 或 5 O I T l m 处 钢 筋 的净 距 。 受压钢筋 的搭接 长度仍 采用 式 1 3 1 计 算， 但 系数 a ～a